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化工原理笔记化工原理：1. 反应速率与反应动力学- 反应速率是指单位时间内反应物消失或产物生成的速率。
它受到反应物浓度、温度、催化剂和压力等因素的影响。
- 反应速率可以通过反应速率方程来描述，该方程可以根据实验数据得出。
在一般情况下，反应速率与反应物浓度的关系可以用速率定律表达。
- 反应动力学研究了反应速率的变化规律以及影响速率的因素，包括活化能、反应机理和反应过程等。
2. 化学平衡与平衡常数- 化学平衡是指反应物和生成物浓度达到一定比例，反应速率达到动态平衡的状态。
在平衡状态下，反应物和生成物的浓度保持不变。
- 平衡常数是描述平衡体系中物质浓度之间的定量关系的常数。
它的大小可以通过平衡常数表给出，与温度有关。
- 平衡常数可以用来判断平衡体系中哪种物质浓度较高或较低，从而优化反应条件，提高反应产率。
3. 流体力学与质量传递- 流体力学是研究流体静力学和动力学性质的科学，涉及流体的流动、压力、速度和黏度等参数。
- 质量传递是指物质在流体中的传递过程，可以通过扩散、对流和反应等方式进行。
- 质量传递过程中的传质速率与物质浓度梯度、扩散系数和物质的相对速度等因素有关。
4. 热力学与能量传递- 热力学是研究能量转化与能量传递关系的科学，涉及能量的守恒、热力学循环和热力学性质等。
- 能量传递可以通过热传导、对流和辐射等方式进行。
其中，热传导通过固体或液体中的颗粒间的碰撞进行。
对流则是通过流体的运动传递热量。
- 热力学规定了能量转化的方向和限制，例如热机效率和热交换的工作原理。
5. 反应工程与反应器设计- 反应工程是将化学反应原理与工程实践相结合的学科，包括从反应过程设计到反应器的选择和设计等。
- 反应器是进行化学反应的装置，可以根据不同的反应特性选择不同类型的反应器，如连续型或批量型反应器。
- 反应器设计需要考虑反应速率、传质和传热等因素，以实现高效率的反应和优化生产成本。
6. 安全与环境保护- 在化工过程中，安全和环境保护是非常重要的考虑因素。
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------1 / 10化工原理下册课件第二篇 章 吸收第6次课解吸及其他条件下的吸收2. 6 解 吸 2. 6 解 吸 一、概述 1 、作用: ① ① 吸收剂的再生，以便循环使用; ② 回收溶质，得到分离后气体。
2 、解吸常用的方法：压力低，温度高，有利于脱吸 加热溶液（加热解吸） ，增大溶液中溶质的 平衡分压 用水蒸汽（气提） ，加热、降低气相中溶质的 分压 ；适用于溶质为不凝性气体，或溶质冷凝液不溶于水 通惰性气体（惰性气体气提） ，降低操作压力，主要用于吸收剂的再生，不能直接得到纯净的溶质组分。
Y=mX B A X 1 X 2 Y 2 * Y 2 Y 1 1、 、 物料衡算：－＝－＝二 、解吸塔的计算 解吸过程的操作线总是在平衡线的下方， 解吸过程的推动力是吸收的相反值。
2 、操作线方程：3 、最小气液比：4 、填料层高度的求法：Z=H OG N OG =H OL N OL （（1 ）对数平均推动力法（（2 ）吸收因数法：－＝AY YY YAANOL *1 1*2 1) 1 ( ln11－＝2.7 强化吸收过程的途径从从可以看出，影响吸收的主要因素: K Y 、吸收推动力和相接触面积。
吸收过程的主要阻力集中在滞流膜上。
要提高吸收总系数, 必须设法降低气膜和液膜的厚度。
通过加大流体的流动速度，增加流体的湍动程度，则可减小滞流膜层的厚度。
一、提高吸收总系数K Y ( 或K G ) 或K X ( 或K L ) 三、增大单位吸收传质面积面积主要由设备来决定，对于填料塔，应该注意：填料的选型，应尽量选比表面积大的填料。
增大气液分散度，液体喷淋均匀，填料充分润湿，保证上升气泡和液层充分接触，达到传质目的。
术语定义1．比焓：指空气中含有的总热量，简称焓。
1kg或者1mol工质的焓称为比焓，用h表示，即h = u + pv，对应的单位是J/kg 或者J/mol. 在空气调节工程中，湿空气的状态经常发生变化，常需要确定状态变化过程内热量的交换量。
从热工基础可知，在压力不变化的情况下，焓差值等于热交换量。
而在空气调节过程里，湿空气的状态变化过程可以看成是在定压下进行的，所以能够用湿空气状态变化前后的焓差值来计算空气得到或失去的热量。
包含单位质量干空气的湿空气的比焓值h应是h=hg+m*hs=1.01t+m（2500+1.84t）或h=（1.01+1.84m）t+2500m；比焓h是用来表示物质系统能量状态的一个参数，其数值等于比定压热容cp乘温度t，即h= cp*t；干空气的比定压热容cp，g=1.01kj/（kg·K），故温度为t时干空气的比焓值hg为hg=1.01t；水蒸气的比定压热容cp，s=1.84kj/（kg·K），温度为t时水蒸气的比焓值hs为hs=2500+1.84t；式中2500是单位质量的水在0℃时变成水蒸气所需要的汽化热（kj/kg）。
湿空气的比焓是以单位质量干空气作为基数计算的。
伴随着单位质量干空气的还有m质量水蒸气。
可见包含单位质量干空气的湿空气的比焓值好h应是h=hg+m*hs=1.01t+m（2500+1.84t）或h=（1.01+1.84m）t+2500m=显热+潜热；在式中(1.01+1.84m)t是随着温度的变化而变化的热量，称为“显热”。
而2500m是0℃时m kg 水的汽化热，它仅随含湿量的变化，而与温度无关，故称为“潜热”。
由此可见，湿空气的焓将随着温度和含湿量的升高而加大，随其降低而减小。
在使用焓这个参数时，必须注意2500较（1.01+1.84m）大得多，因而在空气温度升高的同时，若含湿量有所下降，其结果是湿空气的焓不一定会增加。
2.牛顿流体及非牛顿流体：科学家牛顿发现,某些液体流动时，切应力τ与切变率D之比为常数,即:η=τ/D水和油都是遵循上述规律的液体.这一公式就是牛顿粘度定律.其中,η为液体的粘度.粘度是液体流动时内摩擦或阻力的量度.η的单位为Pa.s或mPa.s(帕斯卡.秒).遵循牛顿粘性定律的液体称为牛顿流体,凡是流体运动时其切变率D与切应力τ不成线性关系的流体称为非牛顿流体.牛顿流体为没有颗粒的混合单一的流体.就全血而言,它是血细胞和血浆的混合物,因此,全血不符合牛顿流体公式,它不是牛顿流体,而血浆可视为牛顿流体范畴.层流时服从牛顿黏性定律的流体。
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 =-Ny 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 =-=-N111=+G G LK 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 =-N11=+L L GH K k k /L K m s ——液相总传质系数比较之，有=G L K HK3、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 xm K k k =P y G K K4、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 yK k mk =m ,=C x y x M L K K K K8.2.4 传质阻力分析1、传质阻力111=+G G L K k Hk ，11=+L L GH 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 yG Gi 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 xL 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 xm 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。
8.3.4 吸收剂用量的确定1212()()=G y y L x x -=-，气相所失液相所得在吸收条件中：12G y y 、、——由生产任务确定；2x ——由工艺条件决定；1L x 、——经选择决定 最小液气比：min L G（）。
定义：针对一定的分离任务，塔内某截面处吸收推动为0，达到分离程度所需塔高无穷大时的液气比。
最小液气比：12min 12*L y y G x x -=-（） 亨利定律适用时，1*y x m =，即有：12min 12L y y y G x m-=-（） 当122min 10=L y y x m y G mη-==时，（） 对于平衡曲线为特殊形状时，如图所示，以切点计算最小液气比。
操作液气比：H LG ⎧↑→↓→↓↑⇒⎨↑⎩推动力完成一定的任务的设备费（）解吸回收困难、操作费 故，需均衡考虑设备费与操作费。
一般情况下：min = 1.12L L G G（）（） 8.3.5 填料层高度的计算一、基本计算式：(*)A y k y y =-N 气液两相传质223/a Ω设——塔截面积，m ——有效比表面积，m m()A Gdy Ldx dG ==传递量A A A dG N dA N adV N a dH ===ΩA Gdy N a dh Ldx ∴=Ω= (*)(*)y x k a y y dh Gdy or k a x x dh Ldx ∴Ω-=Ω-=,**y x G dy L dx dh dh k a y y k a x x==Ω-Ω- 最终积分式：1212**y OG OG y y x OL OL x x G dy H H N k a y y L dx H H N k a x x ==Ω-==Ω-⎰⎰习惯上，将x y k k a 、和结合起来33y x kmol k a m s kmol k a m s 的单位——气相体积总传质系数的单位•?—液相体积总传质系数二、传质单元数和传质单元高度1、传质单元数NTU12*y OG y dy N y y =-⎰——气相总传质单元数 12*x OL x dx N x x =-⎰——液相总传质单元数 12y G y idy N y y =-⎰——气相传质单元数 12x OL x i dx N x x =-⎰——液相传质单元数 意义：以OG N 为例：1212*(*)y OG y m dy y y N y y y y -===--⎰组成变化平均推动力OG OL N N 、反映了吸收分离过程的难易程度OG N 越大，吸收越难进行，反之亦然OG N 影响的因素：物系的相平衡关系，及进、出口组成一个传质单元=1OG N （）的意义： 1*(*)ba yb a OG y mdy y y N y y y y -===--⎰ (*)b a m y y y y ∴-=-如果气体流经一段填料层，其溶质组成变化()b a y y -，恰好等于该段填料层内平均推动力(*)m y y -时，则该段填料层为一个传质单元。
2、传质单元高度 HTUOG y G H K a =Ω——气相总传质单元高度，m OL x L H K a =Ω——液相总传质单元高度，mG y G H k a =Ω——气相传质单元高度，m L x L H k a =Ω——液相传质单元高度，m 1y K a ——传质的阻力——传质面积意义：OG OL H H 、为完成一个传质单元所需的填料层高度，反应了设备效能的高低，,OG OL H H ↓↑、设备效能影响因素：填料特性、流体物料、操作条件其他：变化范围小，0.15 1.5mOG OL H H 、随G 、L 的变化影响较小0.70.80.30.20.70.80.30.2,,y OG y x OL x G k a G H G k a L k a L H L k a ∝=∝Ω∝=∝Ω气膜控制：液膜控制： 三、传质单元数的计算1、平衡线为直线（1）对数平均推动力法12(*)OG my y N y y -=- 操作线y-x 为直线。
假设平衡线y*-x 也为直线。
*y y y -=∆12*y OG y dy N y y =-⎰ (*)()y y y x y y k y b∴∆=-=∆+为直线令 则()dy kd y =∆1212y y K y y -=∆-∆1122121211211222()ln *ln y y OG y y y y dy d y y y y y y N k y y y y y y y y ∆∆-∆-∆∆-∆∴====∆-∆∆-∆∆∆⎰⎰ 令1212ln m y y y y y ∆-∆∆=∆∆ 12OG m y y N y -∴=∆同理，有12OL m x x N x -=∆ 1212ln m x x x x x ∆-∆∆=∆∆ 注意：对数平均推动力法适用于平衡线与操作线均为直线的情况，平衡线可不过原点。
逆流、并流操作皆可。
（2）吸收因数法*()()y g x x f y =⇒=假设平衡线：*y mx = 逆流操作线：22()L L y x y x G G=+- 22()G x y y mx L∴=-+ 令/1,L L G mG A S mG m A L =====操作线的斜率平衡线的斜率 A S Ω——吸收因数（对比：塔截面因数）——解吸因数积分得：12221=ln[(1)]OG y mx N s s S y mx --+- 讨论：（1）1mG S A L==反应了吸收推动力的大小： OG OG L S N G L A N G↑⇒↓⇒↓⇒↑↑⇒↑⇒↑⇒↓推动力（解吸因数）推动力（吸收因数） 为增大吸收推动力，应使1.L m S G><，即 实际操作时，取0.70.8S = S=1时，平衡线操作线，推动力处处相等12122211=OG y y y y N y mx y mx --=--（2）1222y mx y mx --反映了溶质吸收率的高低，其越大，OG N ↑ （3）吸收因数法适用于平衡线过原点，且逆流操作的情况。
