化工单元过程及设备9787122225207
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作者丁玉兴主编
出版社化学工业出版社
ISBN9787122225207
出版时间2014-07
装帧平装
开本16开
定价48元
货号8453394
上书时间2024-12-14
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作者简介
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目录
绪论1
一、本课程的性质、内容和任务1
二、单元操作中常用的两个基本概念1
三、物理量的单位及单位换算3
习题4第一章流体输送5
第一节流体输送管路5
一、流体输送管路的基本构成5
二、管路的连接方式8
三、化工管路的使用与防护9
第二节流体力学基础10
一、流体力学涉及的主要物理量10
二、静止流体的基本规律13
三、流体流动的基本规律17
四、流体系统中的能量衡算——柏努利
方程19
第三节管内流体流动时的阻力25
一、流体阻力产生的原因及影响因素25
二、管内流体流动时的速度分布28
三、流体流动时阻力的计算29
第四节管路计算35
一、简单管路的计算35
二、复杂管路计算原则37
第五节流量测量38
一、皮托管38
二、孔板、喷嘴和文丘里流量计39
三、转子流量计40
第六节液体输送机械42
一、泵的种类及作用42
二、离心泵42
三、离心泵的选用52
四、往复泵54
五、其他类型泵54
第七节气体输送机械56
一、气体输送机械的种类及作用56
二、常用气体输送设备的结构、工作原理、
性能特点及操作要点56
习题59
本章主要符号说明62第二章非均相物系分离64
第一节概述64
一、非均相物系分离在化工生产中的应用64
二、非均相物系分离案例64
第二节重力沉降66
一、重力作用下的沉降速度66
二、阻力系数67
三、降尘室68
四、沉降槽71
第三节离心沉降72
一、离心沉降速度72
二、旋风分离器的性能参数73
第四节过滤75
一、基本概念75
二、过滤操作中液体通过颗粒层的流动76
三、过滤方程式77
四、过滤机的构造和操作81
习题87
本章主要符号说明87第三章传热89
第一节概述89
一、传热过程在化工生产中的应用89
二、传热过程案例89
三、工业换热方法概述91
四、稳定传热与非稳定传热92
五、传热的基本方式92
第二节热传导93
一、傅里叶定律93
二、热导率94
三、通过平壁的热传导94
四、通过圆筒壁的稳定热传导97
第三节对流传热99
一、对流传热分析99
二、对流传热速率方程和对流传热系数100
第四节传热过程计算101
一、热量衡算101
二、总传热速率微分方程102
三、总传热系数103
四、传热平均温度差106
五、传热计算举例111
第五节对流传热系数经验关联式114
一、影响对流传热系数的因素114
二、对流传热系数经验公式的建立115
三、流体无相变时的对流传热116
四、蒸汽冷凝时的对流传热系数122
第六节辐射传热126
一、热辐射的基本概念126
二、物体的辐射能力127
三、两固体间的辐射传热128
四、对流和辐射的联合传热131
第七节换热器131
一、换热器的分类132
二、间壁式换热器的类型132
三、列管式换热器类型138
四、列管式换热器的操作要点141
习题142
本章主要符号说明145第四章蒸发操作147
第一节概述147
一、蒸发操作的基本概念147
二、蒸发流程147
三、蒸发器的分类147
四、蒸发操作的特点148
五、蒸发操作案例148
第二节蒸发器设备150
一、蒸发器的结构150
二、冷凝器和除沫器155
第三节单效蒸发156
一、单效蒸发的计算156
二、温度差损失159
三、真空蒸发161
第四节多效蒸发162
一、多效蒸发流程162
二、多效蒸发的计算163
三、多效蒸发的效数169
第五节影响蒸发器生产强度的因素170
第六节蒸发器的操作与维护171
一、影响蒸发器蒸发强度的因素171
二、蒸发器的操作与维护172
三、蒸发系统常见事故处理173
习题173
本章主要符号说明174第五章蒸馏176
第一节概述176
一、蒸馏及其在工业中的应用176
二、蒸馏的分类176
三、蒸馏过程案例176
四、精馏流程178
第二节气液相平衡关系179
一、平衡体系的自由度179
二、相间平衡关系yx的求取179
第三节简单蒸馏与精馏原理184
一、简单蒸馏原理及流程184
二、精馏原理和流程185
第四节精馏塔的物料衡算——操作线
方程188
一、全塔物料衡算188
二、理论板概念及恒摩尔流假设189
三、精馏段的物料衡算——操作线
方程式190
四、提馏段的物料衡算——操作线
方程式191
五、进料热状况对操作线的影响——操作
线交点轨迹方程192
六、q线方程(进料方程)195
七、操作线在xy图上的作法195
第五节双组分连续精馏过程的计算196
一、逐板计算法196
二、图解法199
第六节回流比的影响及其选择201
一、全回流和最少理论板数201
二、适宜回流比202
第七节简捷法计算理论塔板数204
第八节连续精馏的热量衡算206
一、再沸器的热量衡算206
二、冷凝器的热量衡算206
第九节特殊蒸馏207
一、水蒸气蒸馏207
二、恒沸蒸馏207
三、萃取精馏208
第十节板式塔设备及操作技术209
一、塔板类型209
二、塔板结构211
三、板式塔的流体力学性能212
四、浮阀塔的设计原则214
五、精馏塔的操作与控制调节224
六、塔设备的日常维护与保养227
习题228
本章主要符号说明229第六章气体吸收231
第一节概述231
一、气体吸收的分类231
二、吸收剂的选择232
三、相组成表示法233
四、吸收操作案例234
第二节气液相平衡关系236
一、气体在液体中的溶解度236
二、亨利定律237
第三节传质过程理论239
一、定态的一维分子扩散239
二、扩散系数243
三、对流扩散244
四、双膜理论244
第四节吸收速率245
一、气膜吸收速率方程式245
二、液膜吸收速率方程式245
三、总传质速率方程式245
四、总传质系数间的关系247
第五节吸收塔计算248
一、全塔物料衡算及操作线方程248
二、吸收剂消耗量249
三、吸收塔填料层高度计算250
四、塔径计算256
第六节吸收塔操作256
一、填料吸收塔的结构认识256
二、填料257
三、填料塔的辅助设备259
四、填料塔的流体力学分析262
五、吸收塔的开、停车及运行参数控制264
六、吸收塔操作异常现象处理266
习题266
本章主要符号说明268第七章干燥270
第一节概述270
一、固体物料常用的去湿方法270
二、湿物料的干燥方法270
三、对流干燥过程271
四、干燥案例272
第二节湿空气的性质和湿焓图273
一、湿空气的性质273
二、湿空气的湿度图279
三、湿空气焓湿图的应用281
第三节干燥过程的物料衡算和热量衡算283
一、空气干燥器的操作过程283
二、干燥过程的物料衡算283
三、干燥过程的热量衡算285
四、干燥器出口空气状态的确定286
五、干燥器的热效率和干燥效率288
第四节干燥速率和干燥时间290
一、物料中所含水分的性质290
二、干燥速率及其影响因素291
三、恒定干燥条件下干燥时间的计算292
第五节干燥器294
一、常用干燥器的结构和特点294
二、干燥器的选用299
三、气流干燥器的计算300
第六节干燥器的操作与维护302
一、干燥操作条件的确定302
二、典型干燥器的操作303
三、典型干燥器的维护304
习题305
本章主要符号说明306第八章物料的萃取308
第一节概述308
一、萃取操作的优点和适用场合308
二、萃取的基本过程308
三、萃取生产过程案例309
四、萃取过程中的几个常用名词310
第二节液液相平衡311
一、三角形相图311
二、相平衡关系在三角形相图上的表示
方法313
三、直角坐标相图314
第三节萃取过程计算314
一、单级萃取计算314
二、多级错流接触萃取的计算317
三、多级逆流接触萃取的计算321
第四节萃取设备325
一、混合澄清槽325
二、重力流动的萃取塔326
三、输入机械能量的萃取塔327
第五节影响萃取操作的主要因素329
一、物系的性质329
二、操作因素329
三、设备的影响330
第六节萃取塔的操作330
一、萃取塔的开车331
二、维持正常操作要注意的事项331
习题332
本章主要符号说明333附录335
一、单位换算335
二、水在不同温度下的黏度336
三、水的重要物理性质337
四、某些液体的重要物质337
五、气体的重要物理性质339
六、干空气的物理性质（101.33kPa）340
七、液体比热容共线图341
八、气体比热容共线图（常压下用）342
九、液体汽化潜热共线图343
十、饱和水蒸气表(按温度排列)344
十一、饱和水蒸气表（按压强排列）345
十二、管子规格347
十三、常用泵的规格348
十四、47211型离心通风机规格（摘录）353
十五、无机物水溶液在大气压下的沸点354
十六、常用固体材料的密度和比热容355
十七、固体材料的热导率355
十八、某些固体材料的黑度356
十九、某些液体的热导率357
二十、某些气体和蒸汽的热导率358
二十一、总传热系数的工业实例359
二十二、壁面污垢热阻［污垢系数
（m2·K/W）］359
二十三、某些气体溶于水的亨利系数360
二十四、某些二元物系的气液平衡组成361
二十五、管板式热交换器规格（摘录）362
二十六、氟利昂12的物理性质364
二十七、几种制冷剂的物理性质364
二十八、氯化钠溶液的物理性质365
二十九、氯化钙溶液的物理性质366
三十、氯化钠溶液和氯化钙溶液的比热容
［kJ/(kg·K)］367
参考文献368
内容摘要
第一节 概述
一、非均相物系分离在化工生产中的应用
在化工、轻工、环境保护等领域会经常遇到混合物的分离问题。混合物可分为均相混合物和非均相混合物两大类。溶液和混合气体属均相混合物。而具有不同物理性质的分散相和连续介质组成的物质则称为非均相混合物。在非均相物系中，处于分散状态的物质称为分散物质或分散相，如分散于流体中的固体颗粒、液滴或气泡等；包围着分散物质而处于连续状态的流体称为分散介质或连续相，如气体或液体。根据连续相的状态，非均相物系可分为两种类型：
液态非均相物系：如液-固相混的悬浮液；液-液相混的乳浊液；液-气相混的泡沫液。
气态非均相物系：如气-固相混的含尘气体；气-液相混的含雾气体。
化工生产中经常涉及由固体颗粒和流体组成的非均相物系，由于分散相和连续相具有不同的物理性质，工业上一般采用机械方法将两相进行分离。工业上分离非均相物系的目的是：
（1）收集分散物质。例如从某些类型干燥器出来的气体及从结晶机出来的晶浆中都含有一定量的固体颗粒，必须回收这些悬浮的颗粒作为产品。
（2）提纯或净化分散介质以满足后续生产工艺要求。如某些催化反应的原料气中夹带有会影响催化活性的杂质，因此，在气体进入反应器之前，必须除去其中颗粒状的杂质。
（3）环境保护。为了保护人类的健康，应有良好的生活环境，故而要求企业对排出的废气、废液中的有害物质加以处理，使其符合规定的标准。
可见非均相物系的分离操作在化工生产中占有非常重要的地位。
非均相物系的分离，主要是利用两相物质的某些物理性质不同来完成的，其中最常用的是两相的密度差。要实现分离，必须使两相做相对运动，如果使分散相在连续相中运动，则为沉降；使连续相相对于分散相而运动，则为过滤。沉降和过滤既可在重力场中进行，也可在离心力场中进行，后者的分离操作称为离心分离。
二、非均相物系分离案例
1、发泡剂偶氮二甲酰胺(AC)的生产
偶氮二甲酰胺是一种有机化学发泡剂，是热敏性化合物，在120℃温度以上会热分解放出 、 和 等，可作为聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、橡胶的发泡剂。其生产流程参见图2-1。先用尿素与次氯酸钠及氢氧化钠在100℃下反应生成水合肼；将水合肼投入缩合釜内与硫酸形成硫酸肼，再与尿素缩合，然后于氧化罐内在溴化钠存在下通入氯气氯化；最后经水洗、离心分离及旋风分离器分离即得成品。
2、接触法生产硫酸
接触法生产硫酸有多种生产方法。通常硫酸生产工艺流程以炉气净化方法来命名，有水洗、酸洗和干洗三种制酸流程。图2-2为以硫铁矿为原料的水洗法二转二吸流程。
硫铁矿石经破碎、筛分、配料后，由加料器加入沸腾炉中，空气则由鼓风机送入炉底。硫铁矿石在炉内沸腾焙烧，生成的炉气及细粒矿尘从炉顶排出，粗矿渣则从炉底渣口排出。 炉气依次经过旋风分离器、文氏管洗涤器、泡沫洗涤塔、电除雾器、干燥塔以净化炉气。从文、泡、电水洗流程收集的污水集中到解吸塔，利用空气把溶解的 吹出，送回系统中去。解吸塔排出的污水处理后循环使用。
净化后的炉气，用鼓风机升压，然后依次经过专用换热器和转化炉内的换热器升温，进入催化床进行催化氧化。转化后的炉气进入吸收塔，然后用89.3%的硫酸吸收。
3、碳酸氢铵的生产
图2-3所示为碳酸氢铵的生产流程示意图，氨水和 在碳化塔中进行反应，生成含有碳酸氢铵的悬浮液，然后利用离心机和过滤机将液体和固体分离，再通过气流干燥器将水分进一步除去，干燥后的气固混合物由旋风分离器和袋滤器进行分离，得到最终产品。
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