化工原理(2025春)

东北大学 张廷安

目录

  • 1 绪论
    • 1.1 绪论
    • 1.2 化工原理课程概述
    • 1.3 化工原理处理问题的方法
  • 2 第一章 流体流动
    • 2.1 流体流动
    • 2.2 概述
    • 2.3 流体静止的基本方程
    • 2.4 流体流动的基本方程
    • 2.5 流体流动现象
    • 2.6 管内流动的阻力损失
    • 2.7 管路计算
    • 2.8 流量测量
  • 3 第二章 流体输送机械
    • 3.1 流体输送机械
    • 3.2 概述
    • 3.3 液体输送机械(上)
    • 3.4 液体输送机械(中)
    • 3.5 液体输送机械(下)
    • 3.6 气体输送和压缩设备
    • 3.7 其他类型泵
  • 4 第三章 机械分离与固体流态化
    • 4.1 机械分离与固体流态化
    • 4.2 概述及筛分
    • 4.3 沉降分离
    • 4.4 过滤
    • 4.5 固体流态化
  • 5 第四章 搅拌
    • 5.1 搅拌
    • 5.2 概述
    • 5.3 搅拌设备
    • 5.4 搅拌功率
    • 5.5 搅拌装置的放大
    • 5.6 搅拌应用实例
  • 6 第五章 传热学
    • 6.1 传热学
    • 6.2 概述
    • 6.3 热传导
    • 6.4 两流体间的热量传递
    • 6.5 给热系数
    • 6.6 辐射传热
    • 6.7 传热设备
    • 6.8 填料床的传热分析
  • 7 第六章 蒸发
    • 7.1 概述
    • 7.2 单效蒸发
    • 7.3 多效蒸发
    • 7.4 蒸发
  • 8 第九章 吸收
    • 8.1 概述
    • 8.2 气液相平衡关系
    • 8.3 单相传质
    • 8.4 相际对流传质及总传质速率方程
    • 8.5 吸收塔的计算
    • 8.6 传质的理论
    • 8.7 吸收
概述
  • 1 内容
  • 2 练习
  • 3 测验
  • 4 案例



 

 

化工生产中的传质过程

均相混合物传质分离过程:利用物系中不同组分的物理性质或化学性质的差异来造成一个两相物系,使其中某一组分或某些组分从一相转移到另一相,达到分离的目的,这一过程称为传质分离过程。

1)吸收的定义:利用混合气体中各组分在液体中溶解度的差异而分离气体混合物的单元操作称为吸收。吸收操作时某些易溶组分进入液相形成溶液,不溶或难溶组分仍留在气相,从而实现混合气体的分离。

2)吸收操作的用途:制取产品、分离混合气体、气体净化

3)吸收的相关要素:吸收质或溶质、惰性气体或载体、吸收剂、吸收液、吸收尾气

4)吸收剂的选用(考虑因素):溶解度、选择性、溶解度对操作条件的敏感性、挥发度、粘性、化学稳定性、腐蚀性等。

5)气液两相的接触方式:连续接触(也称微分接触)、级式接触

吸收过程的分类

1)物理吸收和化学吸收

物理吸收:在吸收过程中溶质与溶剂不发生显著化学反应,称为物理吸收。

化学吸收:如果在吸收过程中,溶质与溶剂发生显著化学反应,则此吸收操作称为化学吸收。

2)单组分吸收与多组分吸收

单组分吸收:在吸收过程中,若混合气体中只有一个组分被吸收,其余组分可认为不溶于吸收剂,则称之为单组分吸收;

多组分吸收:如果混合气体中有两个或多个组分进入液相,则称为多组分吸收。

3)等温吸收与非等温吸收

等温吸收:气体溶于液体中时常伴随热效应,若热效应很小,或被吸收的组分在气相中的浓度很低,而吸收剂用量很大,液相的温度变化不显著,则可认为是等温吸收;

非等温吸收:若吸收过程中发生化学反应,其反应热很大,液相的温度明显变化,则该吸收过程为非等温吸收过程。

4)低浓度吸收与高浓度吸收

高浓度吸收:通常根据生产经验,规定当混合气中溶质组分A的摩尔分数大于0.1,且被吸收的数量多时,称为高浓度吸收;

低浓度吸收:如果溶质在气液两相中摩尔分数均小于0.1时,吸收称为低浓度吸收。

相组成表示法

1)质量分率与摩尔分率

质量分率:质量分率是指在混合物中某组分的质量占混合物总质量的分率。

摩尔分率:摩尔分率是指在混合物中某组分的摩尔数nA占混合物总摩尔数n的分率。

2)质量比与摩尔比

质量比是指混合物中某组分A的质量与惰性组分B(不参加传质的组分)的质量之比。

摩尔比是指混合物中某组分A的摩尔数与惰性组分B(不参加传质的组分)的摩尔数之比。

3)质量浓度与摩尔浓度

质量浓度定义为单位体积混合物中某组分的质量。

摩尔浓度是指单位体积混合物中某组分的摩尔数。

4)气体的总压与理想气体混合物中组分的分压

总压与某组分的分压之间的关系为

摩尔比与分压之间的关系为

摩尔浓度与分压之间的关系为