化工原理下册吸收
课堂笔记
化工原理第八章吸收
8.1 概述
一、吸收的目的和依据
目的：
（1）回收有用物质；
（2）脱除有害物质组分；
（3）制备溶液。
依据：混合气体中各组分在溶剂中溶解度的差异。
二、吸收的流程
溶质——A；惰性组分——B；溶剂——S。
吸收过程的主要能耗在解吸上。
三、溶剂的选择：
技术方面：溶解度要高，选择性要强，对温度要敏感，容易解吸。
经济及安全方面：不易挥发，较好的化学稳定性；价廉、易得；无毒、不易爆易燃。
四、吸收的分类：
物理吸收与化学吸收
等温吸收与非等温吸收
单组份吸收与多组分吸收
低浓度吸收（直线）与高浓度吸收（曲线）
8.2 相际传质过程
8.2.1 单相传质速率方程
()()
A G A Ai G i K P P K P y y →=-=-气相主体界面：
N
()A y i K P y y =-N
y G K PK =，G K ——气相传质分系数，P ——总压。
()()
A L Ai A L i k C C k C x x →=-=-总界面液相主体：N ()A x i k x x =-N x L k C k =总，L k ——液相传质分系数，C 总——总浓度。
8.2.2 界面浓度
亨利定律适用时，有解析法：
()();A y i x i i i i i k y y k x x y x y mx =-=-??=?
N 联立求解得、 图解法：
画图
8.2.3 相际传质速率方程
假设亨利定律适用，
1、以气相分压(*)A A P P -表示总推动力
()()A G A Ai L Ai A K P P k C C =-=-N
111=+G G L
K k Hk 2(*)/()A G A A G K P P K kmol m s Pa =-??N ，——气相总传质系数
2、以液相浓度(*)A A C C -表示总推动力
(*)A G A A K C C =-N
11=+L L G
H K k k /L K m s ——液相总传质系数
比较之，有=G L K HK
3、以气相摩尔分率(*)y y -表示总推动力
2
(*)/(A y y K y y K kmol m s =-?N ——气相总传质系数，） 11=+y y x
m K k k =P y G K K
4、以液相摩尔分率(*)x x -表示总推动力
2(*)/(A x x K x x K kmol m s =-?N ——液相总传质系数，） 111=+x x y
K k mk =m ,=C x y x M L K K K K
8.2.4 传质阻力分析
1、传质阻力
111=+G G L K k Hk ，11=+L L G
H K k k ，11=+y y x m K k k ，111=+x x y K k mk 相际传质总阻力=气相（膜）阻力+液相（膜）阻力
（界面处无阻力）
2、气相阻力控制（气膜控制：总阻力=气相阻力） 条件：
111or G L y x m K Hk k k ， （易溶气体的H 很大、m 很小）
结论：y y
G G
i Ai A K k K k x x C C ≈≈≈≈
强化方法：增加气相的湍动程度
3、液相阻力控制（液膜控制：总阻力=液相阻力） 条件：
111or L G x y H K k k mk ， （溶气体的H 很小、m 很大）
结论：x x
L L i Ai A K k K k y y P P ≈≈≈≈
强化方法：增加液相的湍动程度
8.3 低浓度气体吸收的计算
8.3.1 特点
低浓度：110%y 不大于
1、(/)G L kmol s 、为常量（传递忽略不计）
2、等温吸收
3、x y k k 、为常数，11=+y x y y x
m k k K k k ，和均是物性和流量的函数 8.3.2 物料衡算
1221Gy Lx Gy Lx +=+
1212()()G y y L x x -=-
121211
()=100%100%G y y y y Gy y η--?=?吸收率： 21=-y y η出口组成：（1）
8.3.3 操作线和推动力
1、逆流操作：
22Gy Lx Gy Lx +=+ 操作线方程：22)L L y x y x G G =+-（或11)L L y x y x G G =+-（。其中，L G
为液气比。 操作线上任一点描述了吸收塔内对应截面的组成
操作线在平衡线之上——吸收操作
操作线在平衡线之下——解吸操作
操作线与平衡线之间的距离反应了推动力的大小：
垂直距离——气相推动力*y y y =-
水平距离——液相推动力*x x x =-
改变操作线与平衡线的办法：
① 增大L G
，使操作线上移； ② 增大体系的P 和降低体系的T ，使m ↓，平衡线下移。
2、并流操作
22Gy Lx Gy Lx +=+ 操作线方程：22)L L y x y x G G =-
++（或11)L L y x y x G G
=-++（ 逆流时：推动力沿塔分布均匀；在两相进出口组成相同的情况下，逆流时的平均推动力大于并流。
故，传质中：逆流优于并流。
化工原理第八章吸收 8.1 概述 一、吸收的目的和依据 目的： （1）回收有用物质； （2）脱除有害物质组分； （3）制备溶液。 依据：混合气体中各组分在溶剂中溶解度的差异。 二、吸收的流程 溶质——A；惰性组分——B；溶剂——S。 吸收过程的主要能耗在解吸上。 三、溶剂的选择： 技术方面：溶解度要高，选择性要强，对温度要敏感，容易解吸。 经济及安全方面：不易挥发，较好的化学稳定性；价廉、易得；无毒、不易爆易燃。 四、吸收的分类： 物理吸收与化学吸收 等温吸收与非等温吸收 单组份吸收与多组分吸收 低浓度吸收（直线）与高浓度吸收（曲线）
8.2 相际传质过程 8.2.1 单相传质速率方程 ()() A G A Ai G i K P P K P y y →=-=-气相主体界面： N ()A y i K P y y =-N y G K PK =，G K ——气相传质分系数，P ——总压。 ()() A L Ai A L i k C C k C x x →=-=-总界面液相主体：N ()A x i k x x =-N x L k C k =总，L k ——液相传质分系数，C 总——总浓度。 8.2.2 界面浓度 亨利定律适用时，有解析法： ()();A y i x i i i i i k y y k x x y x y mx =-=-??=? N 联立求解得、 图解法： 画图 8.2.3 相际传质速率方程 假设亨利定律适用， 1、以气相分压(*)A A P P -表示总推动力 ()()A G A Ai L Ai A K P P k C C =-=-N
111=+G G L K k Hk 2(*)/()A G A A G K P P K kmol m s Pa =-??N ，——气相总传质系数 2、以液相浓度(*)A A C C -表示总推动力 (*)A G A A K C C =-N 11=+L L G H K k k /L K m s ——液相总传质系数 比较之，有=G L K HK 3、以气相摩尔分率(*)y y -表示总推动力 2(*)/(A y y K y y K kmol m s =-?N ——气相总传质系数，） 11=+y y x m K k k =P y G K K 4、以液相摩尔分率(*)x x -表示总推动力 2 (*)/(A x x K x x K kmol m s =-?N ——液相总传质系数，） 111=+x x y K k mk =m ,=C x y x M L K K K K
《化工原理B》教学大纲 课程编号：1015170/1 总学时：64H 学分：4 基本面向：生物工程、制药工程 所属单位：生物工程教研室 一、本课程的目的、性质及任务 本课程属工程学科，是化工类及相近专业必修的一门基础技术课。 通过本课程的学习，使学生掌握研究化工生产中各种单元操作的基本原理，过程设备和计算方法，培养学生具有运用课程有关理论来分析和解决化工生产过程中常见实际问题的能力，并为后续专业课程的学习打下必要的基础。 本课程的主要任务，是用自然科学方法考察、解释和处理化工生产中传质单元操作的基本原理，典型设备及其设计计算和操作分析，以培养学生分析和解决有关工程实际问题的能力。 二、本课程的基本要求 （一）熟练掌握基本的单元操作的基本概念和基础理论，对单元过程的典型设备具备基础的判断和选择能力； （二）掌握本大纲所要求的单元操作的基本常规计算方法，常见过程的计算和典型设备的设计计算或选型； （三）熟悉运用过程的基本原理，根据生产上的具体要求，对各单元操作进行调节； （四）了解化工生产的各单元操作中的故障，能够寻找和分析原因，并提出消除故障和改进过程及设备的途径。
三、本课程与其它课程的关系 先修课程：高等数学、物理学、物理化学等，达到教学大纲要求。 四、本课程的教学内容 上册 绪论 （一）了解化学工程发展史； （二）了解化工原理的任务性质及内容； （三）了解物料衡算、热量衡算、过程速率及平衡关系； （四）掌握单位制及单位换算，了解因次的概念及因次式。 重点： 化工原理课程中三大单元操作的分类和过程速率的重要概念的内涵。 难点： 使学生通过对课程性质的了解，把基础课程的学习思维逐步转移到对专业技术课程的学习上，在经济效益观点的指导下建立起"工程"观念。 第1章流体流动 （一）流体静力学基本方程式 1、掌握流体的性质 2、掌握流体静力学方程式及其应用 （二）流体在管内的流动 1、掌握流体在管内流动的流量和流速 2、熟练掌握定常与非定常流动的概念 3、连续性方程与机械能衡算式极其应用 （三）流体的流动现象 流体的粘性，牛顿粘性定律 流动类型，雷诺数、边界层的概念
1有效教学指在教学活动中，教师为了实现教学目标促使学生发展而创造性地综合利用一切合乎教学规律、教学计划先进教学理念的教学方式、方法、策略来优化教学环节改进教学过程，致力于提高教学效果的一种个性化教学活动。 2有效教学的构成要素：教学效果（核心）最高统帅、教学目标、教师（能动要素）、教学方式、教学评价（必备要素）。 3国外学者对有效教学定义认识：着眼教学目的、教学技能、学习成就、教学全过程定义 国外有效教学成果主要特征：教学效率效果；学生收获和进步；可测性和量化 4国内对有效教学定义的认识：有效的理解（有效果有效益有效率）、有效与教学关系的定义、多层次多维度理解的定义。 5有效教学的整合性特征：教学目标是多维的，侧重于教学的发展性功能；教学准备全面充分；教学活动强调主体间的交流与互动；教学组织形式多样化；综合运用多种教学方法；恰当应用各种教学手段；教学评价全面且具有针对性。 6有效教学的内部条件：教师素质、学生特点、师生作用方式、学生的生活经验与心态等 7有效教学的外部条件：教学环境、教学内容、课程资源等 8影响教学的四个核心条件：学生特点、教师素质/内、课程资源、教学环境/外 9认识学生特点的意义：一是因材施教、因人而异，实施教学对象，方式，契合；二是认识学生，发现问题、把握血清，创造有效教学入手点。 10认识学生了解学生的方面：认识学生的个性差异；知识经验储备；学生的想法和思维方式；学生的学习方式 11认识学生特点的基本途径：观察、聆听、走访、查阅学生作品成绩 12有效教师:具有教学活动所期待的相应品质的人,是在专业领域:专业道德、专业知识、专业能力、专业情意等各方面具有较高修养与造诣的专业工作者。 13一般素养：崇高师德、教育理念、知识结构；具体素养：教育教学能力、组织管理能力、反思研究能力、课程创新能力。 14适应时代发展的教育理念（新课改）：教育是面向全体学生的；教育关注全面和谐的发展；教育追求学生的可持续发展；教育促进学生的个性化发展；教育培养创新型的学生。 15本体性知识：学科知识；条件性知识：教育学和心理学；实践性知识：经验秦香教育机智等；工具性知识：现代教育技术手段； 16认识教学环境的意义：一种人为的育人性环境；一种复杂的共生性环境 17教环对教学活动的特殊功能：激起师生热情；教学活动的主体 18教环的设计与利用：物理环境心理环境（微笑；民主欣赏姿态；呵护学生主体性保护自主性） 19教学资源类型：现成性教学资源、携带、生成性教学资源 20教学资源对有效教学的意义：提高教学效果的重要手段；应用开发可增强基本教学手段的效能 21教育目的是教学目标最上位概念；课程目标是教学目标的次上位目标 22教学目标制定的取向：普遍性目标取向（概括性抽象性规范性等特点、可行性可操作性科学性等）；行为性目标取向（布鲁姆）认知领域情感领域动作领域、生成性目标表现性目标取向 坚持行为性目标取向、取普遍性目标和生成性目标取向两翼，表现性目标取向的参考 23有效教学目标的基本特征：全面，生本、弹性、适度、兼容、有机 24三维教学目标：知识技能（有效教学的核心目标）、方法与过程（伴随性目标）、情感态度和价值观（深层目标） 25有效教学目标设计应注意：多层次多维度的设计思路；多元化教学目标的策略（分解参照法学生需要分析法）体现多因素兼顾的设计要求；追求个性化和共性化并重的设计思路。 25教学目标：即课时教学目标，是指教师在上完一个课题后要在学生身上实现的发展目标，是对学生在学习完该节课后在知识能力道德情意学习方法等方面所获得的各方面的进步与提高。
第二章 吸收习题解答 1从手册中查得101.33KPa 、25℃时,若100g 水中含氨1g,则此溶液上方的氨气平衡分压为0.987KPa 。已知在此组成范围内溶液服从亨利定律,试求溶解度系数H(kmol/ (m 3·kPa))及相平衡常数m 。 解: (1) 求H 由33NH NH C P H * = .求算. 已知:30.987NH a P kP *=.相应的溶液浓度3NH C 可用如下方法算出: 以100g 水为基准,因为溶液很稀.故可近似认为其密度与水相同.并取其值为 31000/kg m .则: 3333 3 1 170.582/1001 1000 0.5820.590/()0.987 NH NH a NH C kmol m C H kmol m kP P * ==+∴===? (2).求m .由333 333330.987 0.00974 101.33 1 170.0105 11001718 0.009740.928 0.0105 NH NH NH NH NH NH NH NH y m x P y P x y m x ** * *== = ===+=== 2: 101.33kpa 、1O ℃时,氧气在水中的溶解度可用p o2=3.31×106x 表示。式中:P o2为氧在气相中的分压,kPa 、x 为氧在液相中的摩尔分数。试求在此温度及压强下与
空气充分接触后的水中,每立方米溶有多少克氧. 解:氧在空气中的摩尔分数为0.21.故 222 26 6 101.330.2121.2821.28 6.43103.31106 3.3110 O O a O O P Py kP P x -==?====??? 因2O x 值甚小,故可以认为X x ≈ 即:2266.4310O O X x -≈=? 所以:溶解度6522322()()6.431032 1.141011.4118()()kg O g O kg H O m H O --????==?=????? 3. 某混合气体中含有2%(体积)CO 2,其余为空气。混合气体的温度为30℃,总压强为506.6kPa 。从手册中查得30℃时C02在水中的亨利系数E=1.88x105KPa,试求溶解度系数H(kmol/（m 3·kPa 、）)及相平衡常数m,并计算每100克与该气体相平衡的水中溶有多少克CO 2。 解:(1).求H 由2H O H EM ρ = 求算 2435 1000 2.95510/()1.881018 a H O H kmol m kP EM ρ -= = =???? (2)求m 5 1.8810371506.6 E m ρ?=== (2) 当0.02y =时.100g 水溶解的2CO (3) 2255 506.60.0210.1310.13 5.3910 1.8810CO a CO P kP P x E ** -=?====?? 因x 很小,故可近似认为X x ≈
吸收一章习题及答案 一、填空题 1、用气相浓度△y为推动力的传质速率方程有两种，以传质分系数表达的速率方程为____________________，以传质总系数表达的速率方程为___________________________。 N A = k y (y-y i) N A = K y (y-y e) 2、吸收速度取决于_______________，因此，要提高气－液两流体相对运动速率，可以_______________来增大吸收速率。 双膜的扩散速率减少气膜、液膜厚度 3、由于吸收过程气相中的溶质分压总_________ 液相中溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的_________。增加吸收剂用量，操作线的斜率_________，则操作线向_________平衡线的方向偏移，吸收过程推动力（y－y e）_________。 大于上方增大远离增大 4、用清水吸收空气与A的混合气中的溶质A，物系的相平衡常数m=2，入塔气体浓度y = 0.06，要求出塔气体浓度y2 = 0.006，则最小液气比为_________。 1.80 5、在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将_________，操作线将_________平衡线。 减少靠近 6、某气体用水吸收时，在一定浓度范围内，其气液平衡线和操作线均为直线，其平衡线的斜率可用_________常数表示，而操作线的斜率可用_________表示。 相平衡液气比 7、对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔料层增高一些，则塔的H OG将_________，N OG将_________ (增加，减少，不变)。 不变增加 8、吸收剂用量增加，操作线斜率_________，吸收推动力_________。（增大，减小，不变） 增大增大 9、计算吸收塔的填料层高度，必须运用如下三个方面的知识关联计算：_________、_________、_________。 平衡关系物料衡算传质速率。 10、填料的种类很多，主要有________、_________、_________、________、___________、______________。 拉西环鲍尔环矩鞍环阶梯环波纹填料丝网填料 11、填料选择的原则是_________________________________________。. 表面积大、空隙大、机械强度高价廉，耐磨并耐温。 12、在选择吸收剂时，首先要考虑的是所选用的吸收剂必须有__________________。 良好的选择性，即对吸收质有较大的溶解度，而对惰性组分不溶解。 13、填料塔的喷淋密度是指_____________________________。 单位塔截面上单位时间内下流的液体量（体积）。 14、填料塔内提供气液两相接触的场所的是__________________。 填料的表面积及空隙 15、填料应具有较_____的__________，以增大塔内传质面积。 大比表面积 16、吸收塔内填装一定高度的料层，其作用是提供足够的气液两相_________。 传质面积 17、菲克定律是对物质分子扩散现象基本规律的描述。 18、以（Y-Y*）表示总推动力的吸收速率方程式为N A=K Y（Y﹣Y﹡）。 19、、吸收操作是依据混合气体中各组分在溶剂中的溶解度不同而得以分离。 20、某气体用ABC三种不同的吸收剂进行吸收操作，液气比相同，吸收因数的大小关系为A1﹥A2﹥A3，则气体溶解度的大小关系为。
数学教育教学的理论与方法 每次“国培计划”的培训内容丰富，形式多样。专家的教育教学理念、人格魅力和治学精神深深地印在我的心中。让我了解到小学数学教育发展的最新动态、趋势；深刻领会了数学教育的理念、新时期数学教师所面临的主要任务等一系列数学教育方面独到的观点；让我学到了更多提高自身素养和教学水平的方法；让我从内心深处体会到了教育家的博大胸怀和乐观向上的工作态度。身为教师，就要懂得寻找规律，掌握学生的认知发展规律，要在教学实践中不断地学习、反思和研究，厚实自己的底蕴，以适应社会发展的需要，适应教育改革的步伐。在这段时间的学习中，我认真聆听了很多专家的精彩讲座，积极做好学习笔记，努力用新知识来提高自己。专家们精湛的教艺，先进的理念，独特的设计给我留下了深刻的印象，使我受益匪浅，有了质的飞跃。 一、经历和感触。 每次培训活动安排合理，内容丰富，专家们的解惑都是我们教师所关注和急需的领域，是我们发自内心想在这次培训中能得到提高的内容，可以说是“人心所向”。在培训过程当中，我始终流露出积极、乐观、向上的心态。我认为，保持这种心态对每个人的工作、生活都是至关重要的。作为一名新课改的实施者，我应积极投身于新课改的发展之中，成为新课标实施的引领者，与全体教师共同致力于新课标的研究与探索中，共同寻求适应现代教学改革的心路，切实以新观念、新思路、新方法投入教学，适应现代教学改革需要，
切实发挥新课标在新时期教学改革中的科学性、引领性，使学生在新课改中获得能力的提高。同时，我还深刻地体会到，教材是教学过程中的载体，但不是唯一的载体。在教学过程中教材是死的，但作为教师的人是活的。在新课程改革的今天，深刻的感受到了学生知识的广泛化，作为新时代的传道、授业、解惑者，名教师，应该不断地学习，不断地增加、更新自己的知识，才能将教材中有限的知识拓展到无限的生活当中去。“我是用教材教，还是教教材？”作为一名教师，应当经常问问自己。而这次专家给了我明确的回答。 二、收获与决心 “活到老，学到老，知识也有保质期”、“教师不光要有一桶水，更要有流动的水”作为教师，实践经验是财富，同时也有它的局限性。骨干教师都要有熟练地驾驭课堂的能力，那是在应试教育的模式下形成的，在实施新课程中会不自觉地走上老路。新课程标准出台后，教材也做了很大的修改，教材体系打乱了，熟悉的内容不见了，造成许多的不适应，教师因此对课程改革产生了抵触情绪，这种抵触情绪我也有过，一开始都感到新教材不好教。正是“国培”小学数学学习，使我从教学理论上得到了提高，知道如何处理北师大版教材中题少难教的问题，怎样进行最有效的课堂教学，在业务了却实得到了提高。今后，我们教必须要用全新、科学、与时代相吻合教育思想、理念、方式、方法来更新自己的头脑。 三、将学到的教学理论运用到自己在教学实践中，成长
《化工原理》之教学感悟 【摘要】《化工原理》是生物工程、生物制药、化学工程等相关工程类学科的一让专业基础课，化工原理知识的掌握程度对其专业知识的学习有着至关重要的作用，也直接影响其工作能力。但是大部分学生在学习过程中感觉该门课程很难学，学不好。为了提高学生学习该门课程的效率，本文作者从自己多年的教学出发对本门课程的教学提出了一些自己的看法，效果较好。 【关键词】《化工原理》有效教学平台设计 化工原理作为一门基础技术课程，担负着传授化工基础知识，培养学生的技术经济观念、提高他们从事应用和开发研究的能力的任务。对于应用及工程类专业的学生来说，化工原理知识的掌握程度对其专业知识的学习有着至关重要的作用，也直接影响其工作能力[1]。 作为一名高校教师，我在南昌大学高等职业技术学院工程技术系承担生物制药专业的《化工原理》和《生化分离工程》等相关课程的教学工作已经八年了，在《化工原理》这门课程的教学中我一直采用的是教育部直属师范大学华中师范大学出版社出版的由宋红、王彩红主编的生物学系列21世纪高等教育规划教材《化工原理》，本书内容在编写上以化工原理的基础知识为主体，同时紧密联系生物工程、制
药工程、食品工程等专业的实际应用，具有较强的专业特点。针对高等职业技术教育的特点，该教材重点强调基本理论、基本观点和工程方法，并加强了对工业领域出现的相关新概念、新技术、新理念、新设备等新成果的介绍和推广，淘汰了一些应用性不强的和过时了的概念及内容，使学生对该门课程的学习更具实用性、前沿性和综合性。 《化工原理》课程的教学课时为每周4个课时，共计64个学时，在教学过程中讲授内容除绪论外共涉及到8章，分别是流体的流动与输送、传热、传质过程、吸收、蒸馏、萃取、固体干燥和新型分离技术，为了使学生的学习更具有科学性和时效性，合理的教学时间安排就显得十分重要了，根据多年的教学经验和我院教学的实际情况，同时结合相关章节内容的多少和难易程度，个人认为绪论安排2个课时、流体的流动与输送安排10个课时、传热安排10个课时、传质过程安排2个课时、吸收安排8个课时、蒸馏安排10个课时，萃取安排6个课时，固体干燥安排10个课时、新型分离技术安排4个课时，然后留2个课时进行梳理复习，在整个安排中因萃取在物质分离工程会进一步进行阐述如在物质分离工程这门学科教学过程中涉及到的超临界流体萃取和双水相萃取等相关教学内容所以相对安排了较少的课时。 在完成合理的教学课时安排之后，如何组织有效的教
题1. 已知在0.1MPa（绝压）、温度为30℃时用清水吸收空气中的SO2，其平衡关系为y A*= 26.7x A。如果在吸收塔内某截面测得气相中SO2的分压4133Pa，液相中SO2浓度为C A = 0.05kmol·m-3，气相传质分系数为k g = 4.11×10-9kmol·(m2·s·Pa)-1，液相传质分系数 k L=1.08×10-4m·s-1，且溶液的密度等于水的密度。试求在塔内该截面上：（1）气－液相界面上的浓度C A,i和p A,i; （2）K G和K L及相应的推动力；（3）本题计算方法的基础是什么？ 解：（1）求p A,i和C A,i 查30℃, ρ水= 995.7kg·m-3 E = mP = 26.7 ? 101325 = 2.71 ? 106Pa 对定常吸收过程， k g(p A - p A,i) = k L(C A,i- C A) 以C A,i = p A,i H 代入解得：p A,i = 3546.38Pa
C A,i = p A,i H = 3546.38 2.04 × 10-5 = 0.0724kmol·m-3 （2）求K G、K L及相应的推动力。 = + = + K G = 1.43×10-9kmol·(m2·s·Pa)-1
C A* - C A = 0.084 -0.05 = 0.034kmol·m-3 （3）本题计算方法的基础是双膜理论。 题2. 在填料层高为6m的塔内用洗油吸收煤气中的苯蒸汽。混合气流速为200kmol·(m2·h)-1,其初始苯体积含量为2％，入口洗油中不含苯，流量为40kmol·(m2·h)-1。操作条件下相平衡关系为Y A*=0.13X A，气相体积传质系数K Y a近似与液量无关，为0.05kmol·(m3·s)-1。若希望苯的吸收率不低于95％，问能否满足要求？ 解: 要核算一个填料塔能否完成吸收任务，只要求出完成该任务所需的填料层高H需，与现有的填料层高度h比较，若H需< H，则该塔能满足要求。
6-1 已知在101.3 kPa(绝对压力下)，100 g 水中含氨1 g 的溶液上方的平衡氨气分压为987 Pa 。试求： (1) 溶解度系数H (kmol ·m -3·Pa -1)； (2) 亨利系数E(Pa)； (3) 相平衡常数m ； (4) 总压提高到200 kPa(表压)时的H ，E ，m 值。 （假设：在上述范围内气液平衡关系服从亨利定律，氨水密度均为1000 3/m kg ） 解：（1）根据已知条件 Pa p NH 987*3= 3/5824.01000 /10117 /13m kmol c NH == 定义 333*NH NH NH H c p = () Pa m kmol p c H NH NH NH ??==-34/109.5333 （2）根据已知条件可知 0105.018 /10017/117 /13=+= NH x 根据定义式 333*NH NH NH x E p = 可得 Pa E NH 41042.93?= （3）根据已知条件可知
00974.0101325/987/* *33===p p y NH NH 于是得到 928.0333*==NH NH NH x y m （4）由于H 和E 仅是温度的函数，故3NH H 和3NH E 不变；而 p E px Ex px p x y m ====** ，与T 和p 相关，故309.0928.03 1' 3 =?=NH m 。 分析（1）注意一些近似处理并分析其误差。 （2）注意E ，H 和m 的影响因素，这是本题练习的主要内容之一。 6-2 在25℃下，CO 2分压为50 kPa 的混合气分别与下述溶液接触： (1) 含CO 2为0.01 mol/L 的水溶液； (2) 含CO 2为0.05 mol/L 的水溶液。 试求这两种情况下CO 2的传质方向与推动力。 解： 由亨利定律得到 * 2 250CO CO Ex kPa p == 根据《 化工原理》 教材中表 8-1 查出 ()kPa E CO 51066.1252?=℃ 所以可以得到 4 *1001.32 -?=CO x 又因为 ()()345 25/10347.318 1066.11000 22 2m kPa kmol EM H O H O H CO ??=??= ≈ -ρ℃ 所以得
第33卷第1期Vol. 33, No. 1 化工吋刊 Chemical Industry Times 2019年1月 Jan. 2019 doi&10.16597/https://www.doczj.com/doc/3e7649344.html,ki.issn.1002 -154x.2019. 01. 015 化工原理教学中的方法论 秦正龙 (江苏师范大学化学与材料科学学院，江苏徐州221116) 摘要化工原理是应用自然科学的原理研究化学工程中的客观规律，得到解决实际化学工程问题的理论和方法，是衔接理论基础课和专业技术课的重要桥梁。因此，在教学过程中，既要强调对化工单元操作知识的传授，更要归纳提炼对工程问题的考察观点和处理方法。本文以物料衡算为例，剖析其在化工原理教学中的应用。 关键词化工原理教学方法论 化工原理是化工及相关专业一门重要的工程技 术基础课程，主要讲述化工生产过程中单元操作的原 理、特点和典型设备的结构、操作性能及设计计算等[1]，其研究内容体系庞大，知识种类繁多，理论性 和实践性较强，要解决的不仅是过程的基本规律，而 且是真实复杂的工程实际问题[2]。因此，在课程教 学过程中，既要强调对单元操作知识的传授，更要注 重处理工程实际问题的方法阐述[3]，培养学生分析 解决问题的能力，掌握基本的观点和方法，这就是化 工原理教学的方法论。如何在教学过程中阐述方法，给予学生方法论方面的启迪，许多教师进行了积极的 探索[4,5]。本文以物料衡算为例，剖析其在化工原理 教学中的应用。 对化工过程进行物料衡算，是质量守恒描述问题 和解决问题最重要的工程方法。利用物料衡算建立 方程时，首先要选取合适的控制体，如某一设备、某一 微元体积、某一微元时间等;其次要选取适宜的参数 描述物质的量，并选择关键组分，再结合问题的实际 条件，得到解决问题的数学方程。 1通过物料恒算,确定设备尺寸 对于气体吸收，为了达到预定的分离任务，计算 出填料层的高度是最为重要的设计内容。显然，所有 吸收速率方程式都只适用于吸收塔的任一横截面，而 不能直接用于全塔。就整个填料层而言，气、液两相 的浓度沿着塔高不断变化，塔内各横截面上的吸收速 。 为了解决填料层高度的计算，先在填料吸收塔中 任意截取一段高度为d0的微元填料层，在微元填料 层对溶质A组分进行物料衡算，其中气、液两相的传 质面积为1210。若所取微元处的局部传质速率为 ，则单位时间在此微元塔段内溶质组分A的传递 量为3A i4d0，一定等于单位时间通过该微元塔段气 相中溶质组分 >减少的量-22d-，6(1& N Aa A d Z=-A V d y(1)而 N a=4(---&)(2)将(2)式代入(1)式，积分可得塔高Z& 可见，解决填料层高度Z的设计计算，体现了在 充分利用物料恒算分析问题时，善于进行组织策略或 是寻找技巧，从而有效地解决问题。 2通过物料恒算,计算过程时间 对于非定态的流体流动，最常遇到的是容器中液 位升高或下降时间的确定问题。解决问题的关键是 找到时间变量与液位升高变量之间的关系。这需要 通过物料衡算，在某一微元时间段内建立起变量之间 的关系式，然后通过积分来解决。例如有一高位槽，直径7为1 3，水深2 3，在其底部连接一根直径8为 20 33、长9为4 3、摩擦阻力系数"为0.02的直管， 收稿日期#2018 -06 -26 基金项目#江苏省高校品牌专业建设工程资助项目（PPZY2015B110);江苏师范大学教育教学课题资助项目（JYKTY201704)。作者简介:秦正龙（1963 —)，男，本科，教授，主要从事化工原理教学和物质定量构效关系的研究，E- mail:hxxqzl@https://www.doczj.com/doc/3e7649344.html,.<。一52 —
理论与实践，缺一不可 我们常常认为教育是做出来的，不是说出来的，教育理论听听就好。实际上教育理论有三大功能，并且可以指导教育实践，优化实践，避免走许多弯路。 教育理论可以解释教育实践，科学的教育理论追求的是真理，反映的是规律，它以客观的身份对实践说话。对符合教育规律的教育实践，它会助其内容更丰富、方向更明确、效果更理想，从而增强其科学性和应用的普遍性。对不符合教育规律的理性（主观意志）产物和实践行为，它会勇敢地站在其对立面，直陈利弊，阐述道理，批评盲目行为，鞭笞违背教育规律的言行，从而保证教育健康发展。 教育理论的主要功能不是让人们认识教育现象，而是借助其理论帮助人们透过现象认识教育的本质和规律，或某种教育行为是否符合教育规律。 同样的，教育理论还可以指导教育实践，教育理论不仅应能从理性上告诉人们教育是什么，而且亦能返回到实践中指导人们怎样去做。教育理论对实践的指导主要表现在：在教育决策领域，它可以指导决策者借助理性的规范，遵循教育发展的客观规律去完成各种正确的决策，使决策过程按教育规律办事而不是按主观愿望、长官意志办事，从而避免决策的失误，提高决策的科学性；在学校教育过程中，教育理论可以帮助教师按照教育和教学规律及学生的身心发展特点去完成教育和教学的任务。认真研究教学过程的本质和特点，研究学生的智力和非智力状况，研究教学方法和教学原则，吸收古今中外优秀的教育遗产，从而提高教育和教学的效果与质量；在学校教育管理领域，教育理论可以提高校长的教育理论水平和管理能力，指导校长和学校各方面管理者善于协调学校各方面的力量，以人为本，确定制度，加强监督，提高管理的科学化和效率化水平。 教育理论的真正价值在于它能告诉人们是什么与为什么，还能从宏观与微观的不同维度给教育实践以有效的指导。 教育理论现在已经走过了简单、片面、零碎的经验水平阶段，具有较严谨的科学理论体系。它是许许多多的教育理论和实践工作者用智慧和汗水共同浇铸的宏伟大厦，集中反映了当代教育发展的最高水平，体现了时代精神。通过教育理论的系统学习，会大大提高教育工作者们从事教育工作的兴趣，加强教育意识，提高工作热情和自信，积极探索教育教学改革。
化工原理吸收部分模拟试题 一、填空 1气体吸收计算中，表示设备（填料）效能高低的一个量是，而表示传质任务难易程度的一个量是。 2 在传质理论中有代表性的三个模型分别为、、。3如果板式塔设计不合理或操作不当，可能产生、 及等不正常现象，使塔无法工作。 4在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分系 数k y =2kmol/m2·h，气相传质总K y =1.5kmol/m2·h，则该处气液界面上气相浓度 y i 应为?????。平衡关系y=0.5x。 5逆流操作的吸收塔，当吸收因素A<1且填料为无穷高时，气液两相将在达到平衡。 6单向扩散中飘流因子。漂流因数可表示为，它反映。 7在填料塔中用清水吸收混合气中HCl，当水量减少时气相总传质单元数 N OG 。 8一般来说，两组份的等分子反相扩散体现在单元操作中，而A组份通过B组份的单相扩散体现在操作中。 9 板式塔的类型有、、（说出三种）；板式塔从总体上看汽液两相呈接触，在板上汽液两相呈接触。 10分子扩散中菲克定律的表达式为?????，气相中的分子扩散系数D随温度升高而??????（增大、减小），随压力增加而?????（增大、减小）。 12易溶气体溶液上方的分压，难溶气体溶液上方的分压，只要组份在气相中的分压液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进行。 13压力 ,温度 ,将有利于解吸的进行；吸收因素A= ,当 A>1 时,对逆流操作的吸收塔,若填料层为无穷高时,气液两相将在塔达到平衡。 14某低浓度气体吸收过程，已知相平衡常数m=1 ，气膜和液膜体积吸收系数 分别为k ya =2×10-4kmol/m3.s, k xa =0.4kmol/m3.s, 则该吸收过程及气膜阻力占总 阻力的百分数分别为；该气体为溶气体。 二、选择 1 根据双膜理论，当被吸收组分在液相中溶解度很小时，以液相浓度表示的总传质系数。 A大于液相传质分系数 B 近似等于液相传质分系数 C小于气相传质分系数 D 近似等于气相传质分系数 2 单向扩散中飘流因子。 A >1 B <1 C =1 D 不一定 3 在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分 系数k y =2kmol/m2·h，气相传质总K y =1.5kmol/m2·h，则该处气液界面上气相浓 度y i 应为??????。平衡关系y=0.5x。 A 0.02 B 0.01 C 0.015 D 0.005 4 已知SO 2水溶液在三种温度t 1 、t 2 、t 3 下的亨利系数分别为E 1 =0.0035atm、
精馏实验报告 姓名：班级： 学号：同组人： 实验时间：
一、 报告摘要 本实验利用乙醇-正丙醇混合物进行精馏，达到分离和提纯的效果。通过这 次实验能进一步掌握精馏的单元操作方式，利用测得的塔板组成数据求出全塔效率和单板效率，从而进一步地加深对精馏操作机理的掌握。实验中也用到了阿贝折光仪来测算塔板各部位的组成，同过多次使用阿贝折光仪，能进一步熟练对其的使用。同过实验的操作和数据的处理，我们可以加深对精馏操作的理解，掌握了一项我们化工行业耐以生存的一项基本技能。 二、 实验目的及任务 1. 熟悉精馏的工艺流程，掌握精馏实验的操作方法。 2. 了解板式塔的结构，观察塔板上汽-液接触情况。 3. 测定全回流时的全塔效率及单板效率。 4. 测定全塔浓度分布。 5. 测定塔釜再沸器的沸腾给热系数。 三、 实验基本原理 在板式精馏塔中，有塔釜产生的蒸汽沿塔逐板上升与来自塔顶逐板下降的回流液，在塔板上实现多次接触，进行传热与传质，使混合液达到一定程度的分离。 回流是精馏操作得以实现的基础。塔顶回流量与采出量之比，称为回流比。回流比是精馏操作的重要参数之一，其大小影响着精馏操作的分离效果和能耗。 回流比存在两种极限情况：最小回流比和全回流。若塔在最小回流比下操作，要完成分离任务。则需要有无穷多块塔板的精馏塔。当然，这不符合工业实际，所以最小回流比只是一个操作限度。若操作处于全回流时，既无任何产物采出，也无原料加入，塔顶的冷凝液全部返回塔中，这在生产中无实验意义。但是，由于此时所需理论板数最少，又易于达到稳定，故常在工业装置的开停车、排除故障及科学研究时采用。 实际回流比通常取最小回流比的1.2~2.0倍。在精馏操作中，若回流系统出现故障，操作情况会急剧恶化，分离效果也将恶化。 板效率是体现塔板性能及操作状况的主要参数，有以下两种定义方法。 （1）总板效率E e N E N = (4-25) 式中 E —总板效率 N —理论板数； e N —实际板数 （2）单板效率E ml n 1n ml n 1n x x E x x -*--= - (4-26) 式中 E ml —以液相浓度表示的单板效率；
化工原理第八章吸收 概述 一、吸收的目的和依据 目的： （1）回收有用物质； （2）脱除有害物质组分； （3）制备溶液。 依据：混合气体中各组分在溶剂中溶解度的差异。 二、吸收的流程 溶质——A；惰性组分——B；溶剂——S。 吸收过程的主要能耗在解吸上。 三、溶剂的选择： 技术方面：溶解度要高，选择性要强，对温度要敏感，容易解吸。 经济及安全方面：不易挥发，较好的化学稳定性；价廉、易得；无毒、不易爆易燃。 四、吸收的分类： 物理吸收与化学吸收 等温吸收与非等温吸收 单组份吸收与多组分吸收
低浓度吸收（直线）与高浓度吸收（曲线） 相际传质过程 单相传质速率方程 ()() A G A Ai G i K P P K P y y →=-=-气相主体界面： N ()A y i K P y y =-N y G K PK =，G K ——气相传质分系数，P ——总压。 ()() A L Ai A L i k C C k C x x →=-=-总界面液相主体：N ()A x i k x x =-N x L k C k =总，L k ——液相传质分系数，C 总——总浓度。 界面浓度 亨利定律适用时，有解析法： ()();A y i x i i i i i k y y k x x y x y mx =-=-??=? N 联立求解得、 图解法： 画图 相际传质速率方程 假设亨利定律适用，
1、以气相分压(*)A A P P -表示总推动力 ()()A G A Ai L Ai A K P P k C C =-=-N 111=+G G L K k Hk 2(*)/()A G A A G K P P K kmol m s Pa =-??N ，——气相总传质系数 2、以液相浓度(*)A A C C -表示总推动力 (*)A G A A K C C =-N 11=+L L G H K k k /L K m s ——液相总传质系数 比较之，有=G L K HK 3、以气相摩尔分率(*)y y -表示总推动力 2 (*)/(A y y K y y K kmol m s =-?N ——气相总传质系数，） 11=+y y x m K k k =P y G K K 4、以液相摩尔分率(*)x x -表示总推动力 2(*)/(A x x K x x K kmol m s =-?N ——液相总传质系数，） 111=+x x y K k mk
课程改革的核心 深化课程改革，努力形成就业导向的课程体系。推动中等职业学校教学从学科本位向能力本位转变，以培养学生的职业能力为导向，调整课程结构，合理确定各类课程的学时比例，规范教学。突出职业教育做中学、做中教的职业教育教学特色 工作过程导向课程改革实验项目总体部署 ●2008年：课程开发目的： ●主要解决“学什么”的问题 ●理念：工作过程导向的课程观 ●成果：教学指导方案、课程标准 ● ●2009年：课程教学设计与实施 ●目的：主要解决”怎么学“的问题 ●理念：行动导向的教学观 ●效果：用适合学生的方法，调动学生 ●的积极性，使学生动起来、学会了 ● ●2010年：课程评价与管理 ●目的：主要解决如何引导“教与学”， ●理念：多元评价 ●效果：激励学生学习， ●促进学生发展 ●目的：主要解决教学资源有效调配的问题 ●效果：规范与灵活相结合， ●教学资源效益最大化 ●时间：2009年开发手册， ● 2010年规范管理 ● ●2011年：教学资源建设 ●目的：主要解决辅助教与学的物质资源建设问题 ●效果：辅助教与学 ●开发资源利用资源 ●时间：2009年开始建设 ● 2011年初步配套 ●2012年：总结、完善、推广 ●目的：提高人才培养质量 ●效果：规范人才培养基本规格 ●
《新大纲的理念》 能力本位，培养学生的应用能力 贴近生活，贴近专业 学生主体，尊重学生的差异和需求 要面向全体学生，因材施教 实践导向，为学生提供“做中学”的机会 在完成任务的过程和活动的体验中习得知识，训练技能，培养能力 多元评价，激励和促进学生学习与发展 过程性评价在课程考核中要占一定的比重 知识、技能、情感态度价值观等三维一体 国外的职业教育模式 美、加：以能力为基础 以能力为基础的教育模式是当今一种较为先进的职业教育模式。其主要特点是：首先由学校聘请行业中一批具有代表性的专家组成专业委员会，按照岗位群的需要，层层分解，确定从事这一职业所应具备的能力，明确培养目标。然后，再由学校组织相关教学人员，按照教学规律，将相同、相近的各项能力进行总结、归纳，构成教学模块，制定教学大纲，依此施教。其科学性体现在它打破了以传统的公共课、基础课为主导的教学模式，强调以岗位群所需职业能力的培养为核心，保证了职业能力培养目标的顺利实现。 英、澳：能力本位 特点是依赖职业能力分析的结果，确立权威性国家能力标准。通过与这些标准相比较，可确定学员的等级水平。所谓国家能力标准，指按照就业中所必须履行的工作职责和所必须执行的工作任务，就其所涉及的知识技能以及这些知识、技能的应用所做的明确说明。国家能力标准的确定，可以使有关方面据此制定全国通用的职业资格证书，也能够使每一个普通
1、温度升高，溶解度系数H值，亨利系数E ，平衡常数m 。 2、与SO2相比，HCl的溶解度系数H值，亨利系数E ，平衡常数m 。 3、相平衡在吸收中的作用：a 、 b 、 c 。 1、根据双膜理论，水吸收空气中氨的过程属( )控制过程；水吸收空气中CO2的过程属( )控制过程；上述两种气体中，( )采用化学吸收，可显著提高吸收速率。 2、下图为甲、乙两气体在某溶剂中溶解的相平衡线，溶剂吸收甲、乙的过程分别属( )和( )控制过程；强化甲的吸收应( ) ；强化乙的吸收应( )。 1、温度和压力对吸收操作有较大的影响，和不利于吸收操作 的进行。 2、均相物系的分离是依据物系中不同组分间物性的差异进行的，吸收是利用 的特性分离气体混合物的。 3、只要组分在气相中心的分压液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进行， 直至达到一个新的平衡为止。 (A) 大于(B) 小于(C) 等于(D) 不确定 4、对于水吸收CO2的低浓系统，如在水中加碱，则此系统的k G， K G。（填“减小、增大或不变”） 5、对含低浓度溶质的气体与溶液的平衡系统，溶质在气相中的物质的量浓度与 其在液相中物质的量浓度的差值是。 (A)正值(B)负值(C)零(D)不确定 1、简述双膜理论的要点？按照双膜理论，若吸收过程为液膜控制，应采取何种有效方式提高传质速率？ Answer： 双膜理论的要点是：①气液稳定吸收传质时，两相间有一稳定的相界面，两相流体主体呈湍流，在相界面两侧各有一层流体膜；②在相界面上气液两相成平衡状态；③气液传质的阻力主要集中在两层膜内。 液膜控制时提高液体的湍动或加入化学吸收剂可以有效提高传质效率。 2、何谓气膜控制吸收？此时如何提高吸收总系数？ Answer： （简述双膜理论的概念。）气膜控制吸收是指在吸收过程中吸收传质的阻力主 要集中在气膜一侧，如易溶气体的吸收过程，提高气体流速有利于加快传质速率。 3、低浓度液膜控制系统的逆流吸收，在塔操作中，若其它操作条件不变，入口气量有所增 加，则N OG、H OG和操作斜率将如何变化？为什么？ Answer： 由于吸收属液膜控制，增加气量对传质影响较小，但增加气量会增加H OG，而 吸收塔高不变，因此N OG减小，同时操作斜率（L/V）减小。。
化工原理吸收部分模拟试题及答案 一、填空 1气体吸收计算中，表示设备（填料）效能高低的一个量是 传质单元高度 ，而表示传质任务难易程度的一个量是 传质单元数 。 2 在传质理论中有代表性的三个模型分别为 双膜理论 、 溶质渗透理论 、表面更新理论。 3如果板式塔设计不合理或操作不当，可能产生 严重漏液 、 严重泡沫夹带及 液泛 等不正常现象，使塔无法工作。 4在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分系数k y =2kmol/m 2·h ，气相传质总K y =1.5kmol/m 2·h ，则该处气液界面上气相浓度y i 应为??0.01???。平衡关系y=0.5x 。 5逆流操作的吸收塔，当吸收因素A<1且填料为无穷高时，气液两相将在 塔低 达到平衡。 6单向扩散中飘流因子 A>1 。漂流因数可表示为 BM P P ，它反映 由于总体流动使传质速率比单纯分子扩散增加的比率。 7在填料塔中用清水吸收混合气中HCl ，当水量减少时气相总传质单元数N OG 增加 。 8一般来说，两组份的等分子反相扩散体现在 精流 单元操作中，而A 组份通过B 组份的单相扩散体现在 吸收 操作中。 9 板式塔的类型有 泡罩塔 、 浮阀塔 、 筛板塔 （说出三种）；板式塔从总体上看汽液两相呈 逆流 接触，在板上汽液两相呈 错流 接触。 10分子扩散中菲克定律的表达式为?????dz dC D J A AB A -= ，气相中的分子扩 散系数D 随温度升高而???增大???（增大、减小），随压力增加而???减小???（增大、减小）。 12易溶气体溶液上方的分压 小 ，难溶气体溶液上方的分压 大 ，只要组份在气相中的分压 大于 液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进行。 13压力 减小 ,温度 升高 ,将有利于解吸的进行 ；吸收因素A= L/mV ,当 A>1 时,对逆流操作的吸收塔,若填料层为无穷高时,气液两相将在塔 顶 达到平衡。 14某低浓度气体吸收过程， 已知相平衡常数m=1 ，气膜和液膜体积吸收系数分别为k ya =2×10-4kmol/m 3.s, k xa =0.4 kmol/m 3.s, 则该吸收过程及气膜阻力占总阻力的百分数分别为 气膜控制，约100% ；该气体为 易 溶气体。 二、选择 1 根据双膜理论，当被吸收组分在液相中溶解度很小时，以液相浓度表示的总传质系数 B 。 A 大于液相传质分系数 B 近似等于液相传质分系数 C 小于气相传质分系数 D 近似等于气相传质分系数 2 单向扩散中飘流因子 A 。 A >1 B <1 C =1 D 不一定