2019年《传质与分离技术》复习提纲
- 格式：doc
- 大小：1.45 MB
- 文档页数：11
下载文档原格式
合集下载
传递、分离考试大纲
课程代码：02487课程名称：传递与分离一、课程的性质及要求（一）本课程的性质和目的“传递与分离”是化学工程分支学科之一。
它包含《化工传递过程基础》和《化工分离过程》，着重阐述动量、能量、质量的传递实质和规律，研究化工过程中的强度量分布和传递通量。
阐述了常用的分离过程的基本理论，过程特点，建立了数学模型及其求解方法，讨论了分离设备的处理能力和效率。
本课程是化工过程研究，设计和开发的理论基础，是化学工程专业基础课，是化学工程与工艺专业学生的必修课程。
本课程以“高等数学”、“学物理”、“物理化学”、“化工原理”、“化工热力学”等为先修课程。
通过本门课程的学习将达到如下二个基本目的。
第一，深入了解和掌握传递过程和传质分离过程的现象、机理和数学模型。
第二，初步具备能运用所学的传递及分离理沦知识对化学工程的生产、实验、研究进行分析的基本能力，对常见的传离与分离设备进行有关的设计计算，为从事化工类专业实际工作奠定必要的理论基础。
（二）本课程的基本要求通过本门课程的学习，在“化工传递过程”部分要求能掌握：粘性流体的动基传递、热量传递和质量传递（以下简称三传）的微分衡算方程；根据给定的边界条件对方程进行简化、求解，并对所求结果的实际运用进行分析讨论。
在“化工分离过程”部分要求掌握：常用分离过程的基本原理，过程特点，数学模型及求解方法；着重掌握多组分多级分离过程的分析及简捷算方法；了解新型分离技术。
通过自学，切实掌握有关的基本概念、基本原理、基本求解方法以及基本计算方法。
二、课程考核目标（知识要点、内容难点和考核要求）第一篇传递过程第一章传递过程概论（一）知识要点1、传递过程的研究对象。
2、传递过程的研究方法。
3、传递过程的名词和三传定义。
（二）考核要求1、分子传递唯象律表达式及各项物理意义。
2、涡流传递唯象律表达式及各项物理意义。
3、传递通量的表述。
第二章连续性方程与运动方程（一）知识要点1、连续方程的建立（微分质量方程）。
传质与分离
4
式中 p--总压强，kPa；C—溶液的总摩尔浓度，对于稀溶液，C≈
s ，可按纯溶剂计算。 Ms
1、亨利系数 E 随物系而变，也随系统的温度变化。 2、亨利系数 E 愈小，溶解度系数 H 愈大或相平衡常数 m 愈小，表明溶质的溶解度愈大，吸收愈易进 行。 3、温度、压强的影响 温度升高，气体的溶解度下降，H↓，E↑，m↑。 总压 P 不太高，并不改变分压与溶解度的关系。例如：P↑时，E、H 不变，但 m=E/P 下降。 （二）气液相平衡与相际传质（以吸收为例） 1、判断相际传质的方向 * * * * 气液两相接触时，若 PA>PA （PA =Ex） ，为吸收；PA=PA ，达到相平衡；PA<PA 则为解吸。还可以用其他 组成写出判断条件。 2、计算相际传质推动力 气液两相间传质推动力为实际浓度与平衡浓度的偏离程度，可用气相或液相浓度表示。Y 为气相实际 摩尔比，Y*=mX 为与液相实际摩尔比 X 相平衡的气相浓度，则 Y-Y*为以气相摩尔比差表示的相际传质推 动力。 3、相际传质的极限 相际传质的极限是达到相平衡。例如：无论吸收塔有多高，总有 Y2≥Y2*（Y2*=mX2） ，X1≤X1*（X1*=Y1/m） 。 注意：相组成的其他表示方式的应用。 4、计算相际传质速率（详见下节） 四、吸收速率 相际传质速率=
yA
n A VA p A p ， cA A n V p RT
4.弄清各种组成表示方法的原始定义，熟练掌握摩尔分数与摩尔比的换算关系。
x
X Y ,y 1 X 1 Y
X
x y ,Y 1 x 1 y
(二) 相内传质机理 相内传质推动力：浓度差 相内传质极限：各处浓度达到相等 扩散分类： （1）分子扩散：流体内部存在某一组分的浓度差，分子扩散使该组分由高浓度处传递至低浓 度处，主要靠微观分子的热运动来进行。 （2）涡流扩散：依靠流体质点的不规则运动，即湍动来进行的 扩散。 实际工业设备的传质过程，流体是流动的，分子扩散与涡流扩散同时存在，常将其总称为对流传质。 1. 分子扩散： dC A J A DAB （1）费克定律： kmol/(m2·s) dZ 意义： A 组分在单位时间内通过单位传质面积的分子扩散速率 JA 的大小,与该组分沿扩散方向上的浓度梯 dC 度 A 成正比，方向与浓度梯度方向相反，比例系数 DAB 是分子扩散系数，传质面积垂直于扩散方向。 dZ 适用情况：双组分均相混合物中的一维分子扩散。在相内总浓度相等的条件下，有 JA=-JB ，DAB=DBA=D
式中 p--总压强，kPa；C—溶液的总摩尔浓度，对于稀溶液，C≈
s ，可按纯溶剂计算。 Ms
1、亨利系数 E 随物系而变，也随系统的温度变化。 2、亨利系数 E 愈小，溶解度系数 H 愈大或相平衡常数 m 愈小，表明溶质的溶解度愈大，吸收愈易进 行。 3、温度、压强的影响 温度升高，气体的溶解度下降，H↓，E↑，m↑。 总压 P 不太高，并不改变分压与溶解度的关系。例如：P↑时，E、H 不变，但 m=E/P 下降。 （二）气液相平衡与相际传质（以吸收为例） 1、判断相际传质的方向 * * * * 气液两相接触时，若 PA>PA （PA =Ex） ，为吸收；PA=PA ，达到相平衡；PA<PA 则为解吸。还可以用其他 组成写出判断条件。 2、计算相际传质推动力 气液两相间传质推动力为实际浓度与平衡浓度的偏离程度，可用气相或液相浓度表示。Y 为气相实际 摩尔比，Y*=mX 为与液相实际摩尔比 X 相平衡的气相浓度，则 Y-Y*为以气相摩尔比差表示的相际传质推 动力。 3、相际传质的极限 相际传质的极限是达到相平衡。例如：无论吸收塔有多高，总有 Y2≥Y2*（Y2*=mX2） ，X1≤X1*（X1*=Y1/m） 。 注意：相组成的其他表示方式的应用。 4、计算相际传质速率（详见下节） 四、吸收速率 相际传质速率=
yA
n A VA p A p ， cA A n V p RT
4.弄清各种组成表示方法的原始定义，熟练掌握摩尔分数与摩尔比的换算关系。
x
X Y ,y 1 X 1 Y
X
x y ,Y 1 x 1 y
(二) 相内传质机理 相内传质推动力：浓度差 相内传质极限：各处浓度达到相等 扩散分类： （1）分子扩散：流体内部存在某一组分的浓度差，分子扩散使该组分由高浓度处传递至低浓 度处，主要靠微观分子的热运动来进行。 （2）涡流扩散：依靠流体质点的不规则运动，即湍动来进行的 扩散。 实际工业设备的传质过程，流体是流动的，分子扩散与涡流扩散同时存在，常将其总称为对流传质。 1. 分子扩散： dC A J A DAB （1）费克定律： kmol/(m2·s) dZ 意义： A 组分在单位时间内通过单位传质面积的分子扩散速率 JA 的大小,与该组分沿扩散方向上的浓度梯 dC 度 A 成正比，方向与浓度梯度方向相反，比例系数 DAB 是分子扩散系数，传质面积垂直于扩散方向。 dZ 适用情况：双组分均相混合物中的一维分子扩散。在相内总浓度相等的条件下，有 JA=-JB ，DAB=DBA=D
新型传质分离技术考试重点分栏doc
填空题特殊精馏包括：恒沸精馏，萃取精馏，加盐精馏，水蒸气精馏，分子精馏，反应精馏。
加盐精馏包括：溶盐精馏、加盐萃取精馏。
特殊萃取种类：化学萃取，超临界流体萃取，液膜分离技术，膜萃取，双水相萃取，凝胶萃取，胶团和反胶团萃取。
萃合物组成主要根据实验来确定，方法：萃取平衡法，饱和萃取法，饱和溶度法。
超临界流体萃取流程：1等温法2等压法3吸附法。
乳状液膜分为：水-油-水（W/O/W）料液相水，膜相油，接受相为水。
油-水-油（O/W/O）料液相油，膜相水，接受相为油。
包括三相：膜相，内包相，连续相。
凝胶萃取基本步骤：1混合/溶胀与吸收2固液分离3缩皱再生，通过改变PH和温度使凝胶缩皱。
吸附分离过程包括：吸附、解吸与再生两部分。
吸附设备：搅拌槽，流化床吸附器，移动床吸附器和固定床吸附器。
单组分吸附分为：分级接触式（单级、多级错流和多级逆流）、连续接触式。
天然表面活性物质泡沫分离：如果是粗粒，用浮选法。
微粒，泡沫浮选。
分子，泡沫分离。
非表面活性物质与表面活性物质结合：粗粒，浮选。
微粒，微浮法。
分子，离子浮选。
离子交换树脂按照其物理结构可分为：凝胶型、大孔型选择性是离子交换树脂对不同反离子亲和力强弱的反应。
注释：与树脂亲和力强的离子选择性高，在树枝上的相对含量高，可取代亲和力弱的离子树脂再生中常用的再生剂：盐酸，氢氧化钠，氯化钠，硫酸，纯碱，硫酸铵工业上使用对离子交换树脂的要求：①交换容量高；②选择性好；③再生容易；④机械强度高，不易磨损破裂；⑤化学与热稳定性好；⑥价格低名词解释恒沸现象：所谓恒沸现象，是指对于某一种溶液，在一定压力下进行汽化时，与液相平衡的气相的组成和液相组成相等的现象。
此时温度称为恒沸点，相对挥发度>1，分子蒸馏：分子蒸馏是一种在高真空下操作的蒸馏方法，这时蒸气分子的平均自由程大于蒸发表面与冷凝表面之间的距离，从而可利用料液中各组分蒸发速率的差异，对液体混合物进行分离。
分配系数（分配比D）：D=被萃物M 在有机相的总浓度（平衡时）/被萃物M在水相的总浓度（平衡时）=（M）(o)总/（M）(w)总双水相现象：两种亲水性高分子聚合物水溶液并不能混合为一相，而是出现两个水相的现象。
传质与分离技术学习指导书(张洪流配套教材)
绪论知识点聚焦质量传递与分离过程——特指相与相之间的质量交换过程。
如酒精的挥发、二氧化硫在水中的溶解等。
由于质量传递过程所涉及的单元操作目的主要是对混合物分离（如吸收、蒸馏、萃取等），故又称为分离过程。
分离过程的类型——可分为机械分离和传质分离两大类。
机械分离过程的分离对象是非均相混合物（如沉降、过滤及湿法除尘等）；传质分离过程的分离对象主要是均相混合物（即广义的溶液），按操作原理的不同可分为平衡分离和速率分离两大类。
平衡分离——是借助能量或其它物质使混合物变为两相体系并以各组分在两相中的分配差异为依据来实现分离的操作过程。
其特点是有相际传质现象发生。
根据形成的两相状态的不同，平衡分离过程又可分为以下几类：（1）气－液传质过程：如气体吸收、气体的增湿和减湿；（2）汽－液传质过程：如液体的蒸馏和精馏；（3）液－液传质过程：如萃取；（4）液－固传质过程：如结晶、吸附、离子交换、色层分离等；（5）气－固传质过程：如固体干燥、吸附等。
速率分离过程——是借助推动力（如浓度差、压力差、温度差、电位差等）的作用，利用各组分扩散速度的差异或对选择性透过膜透过性的差异来实现分离的操作。
这类过程的特点是所处理的物料和产品通常处于同一相态，仅有组成上的差别。
速率分离又可分为两类：膜分离和场分离。
利用各组分对选择性透过膜透过性的差异将混合物分割成组分含量不同的两股流体，从而实现分离混合物的操作称为膜分离。
膜分离包括超滤、反渗透、渗析和电渗析等。
它与传统过滤的不同在于，膜可以在分子范围内进行分离且过程为典型的物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。
利用各组分扩散速度的差异来实现分离的操作称为场分离。
场分离包括电泳、热扩散、高梯度磁力分离等。
例如，热扩散是以温度梯度为推动力使气体或液体混合物中的小分子（或离子）向高温方向漂移，从而建立起浓度梯度使混合物得以分离。
分离技术的特点——1、过程影响因素多；包括物性因素、操作因素和设备结构因素，其中物性因素对分离设备的选型及设备的操作能力起决定性的影响。
传质与分离工程复习
16
吸收过程的传质机理
等分子反向扩散、单向扩散、涡流扩散及速率方程
吸收过程传质模型及传质速率表达
掌握有效膜模型要点，总传质速率方程
气相：N A＝ p pe
1 Kg
K g p pe K y ( y ye )
液相：N A＝
ce c
1 Kl
Kl ce c K x ( xe x)
33
基本干燥过程计算
干燥过程的物料衡算
干燥产品量G2；水分蒸发量W；新鲜空气的消耗量
热量衡算
预热器的热量恒算Qp：
Qp＝L（I1－I0）
干燥器的热量恒算QD：
重点是绝热干燥过程的热量恒算： I1=I2
34
干燥时间的计算
恒速段干燥时间的计算；降速段干燥时间的计算
Gc X1 X c 1 SUc
最小液气比的计算
Y1 Y2 L V min Y1 m X 2
重点是出塔浓度、溶剂用量、填料层高度的计算
20
填料层高度的计算
dY Z KY Y2 Y Ye
Y1
V
Z
L K X
X1
X2
dX Xe X
传质单元高度的确定
H OG
V K Y
ye
xe 1 ( 1 )xe
11
实际塔板数和塔板效率
全塔效率
ET=NT/NP
单板效率，默弗里（Murphree）效率
E mV y n y n 1 xn 1 xn E mL y n * y n 1 xn 1 xn *
【思考】
精馏塔中第n-1, n, n+1块实际板板效率小于1。与Yn相平衡的 液相浓度Xn*，则Xn* Xn。与X n+1相平衡的汽相浓度 Y* n+1，则Y* n+1 Yn+1。
吸收过程的传质机理
等分子反向扩散、单向扩散、涡流扩散及速率方程
吸收过程传质模型及传质速率表达
掌握有效膜模型要点，总传质速率方程
气相：N A＝ p pe
1 Kg
K g p pe K y ( y ye )
液相：N A＝
ce c
1 Kl
Kl ce c K x ( xe x)
33
基本干燥过程计算
干燥过程的物料衡算
干燥产品量G2；水分蒸发量W；新鲜空气的消耗量
热量衡算
预热器的热量恒算Qp：
Qp＝L（I1－I0）
干燥器的热量恒算QD：
重点是绝热干燥过程的热量恒算： I1=I2
34
干燥时间的计算
恒速段干燥时间的计算；降速段干燥时间的计算
Gc X1 X c 1 SUc
最小液气比的计算
Y1 Y2 L V min Y1 m X 2
重点是出塔浓度、溶剂用量、填料层高度的计算
20
填料层高度的计算
dY Z KY Y2 Y Ye
Y1
V
Z
L K X
X1
X2
dX Xe X
传质单元高度的确定
H OG
V K Y
ye
xe 1 ( 1 )xe
11
实际塔板数和塔板效率
全塔效率
ET=NT/NP
单板效率，默弗里（Murphree）效率
E mV y n y n 1 xn 1 xn E mL y n * y n 1 xn 1 xn *
【思考】
精馏塔中第n-1, n, n+1块实际板板效率小于1。与Yn相平衡的 液相浓度Xn*，则Xn* Xn。与X n+1相平衡的汽相浓度 Y* n+1，则Y* n+1 Yn+1。
传质与分离工程复习.共45页文档
传质与分离工程复习.
31、园日涉以成趣，门虽设而常关。 32、鼓腹无所思。朝起暮归眠。 33、倾壶绝余沥，窥灶不见烟。
34、春秋满四泽，夏云多奇峰，秋月 扬明辉 ，冬岭 秀孤松 。 35、丈夫志四海，我愿不知老。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢！Leabharlann
31、园日涉以成趣，门虽设而常关。 32、鼓腹无所思。朝起暮归眠。 33、倾壶绝余沥，窥灶不见烟。
34、春秋满四泽，夏云多奇峰，秋月 扬明辉 ，冬岭 秀孤松 。 35、丈夫志四海，我愿不知老。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢！Leabharlann
传质分离技术复习资料
传质分离技术复习资料一．判断1.回流是精馏与普通蒸馏的本质区别。
（√）2.解吸是与吸收相反的操作，通过解吸操作后吸收剂可循环使用。
（√）3.理想溶液中两组分的相对挥发度等于同温度下两纯组分的饱和蒸汽压之比。
（√）4.吸收是分离液体混合物的操作。
（×）5.在精馏塔中从上到下，液体的轻组分浓度逐渐增大。
（×）6.降液管是流体自上一层塔板流至其下一层塔板的通道。
（√）7.在连续精馏塔操作流程中，加料板以上的塔段是精馏段，加料板以下的塔段（包括加料板）是提留段。
（√）8.按双膜理论，在相界面处，吸收质在气液两相中的浓度达平衡，即认为界面上没有阻力。
（√）9.升温和减压对吸收有利。
而降温和加压对解吸有利。
（×）10.发生漏液现象的原因是气速太小或液面落差太大。
（√）11.若在两组分恒沸液中加入恒沸剂（夹带剂），该组分与原料液中的一个或两个组分形成恒沸液，从而使原料液使用普通精馏方法予以分离这种精馏操作称为恒沸蒸馏。
（√）12.进入精馏塔的物料是饱和液体，其状态参数q=0. （×）13.板式塔内溢流堰的作用是使塔板上保持一定厚度的流动液层。
（√）14.在精馏塔内任意一块理论板上的气相温度与液相温度相等。
（√）15.在工业吸收中，当进塔混合气中的溶质含量小于3﹪-10﹪时，通常称为低组成气体吸收。
（√）二．选择1.蒸馏是分离（均相液体）混合物的单元操作。
2.吸收操作的分离依据是混合气体中各组分在某种溶剂（吸收剂）中（溶解度）的差异。
3.拉乌尔定律适用于（稀溶液的溶剂或理想溶液）。
4.混合气体中被液相吸收的组分称为（吸收质）。
5.精馏塔温度控制最关键的部位是（灵敏板的温度）。
6.萃取操作的溶解度曲线将三角形内部分为两个区域，萃取操作在（两相区）进行。
7.当连续精馏在最小回流比条件下操作时，其理论板层数（∞）。
8.下列那个回流比在适宜回流比的数值范围内（1.1～2Rmin）。
化 工 原 理复习汇总
化 工 原 理第7章 传质与分离过程概论1、掌握平衡分离与速率分离的概念（基本原理）及各自有哪些主要类型。
传质 是体系中由于物质浓度不均匀而发生的质量转移过程（推动力为浓度差）。
分相内传质和相际传质。
平衡分离：借助分离媒介（热能、溶解、吸附 剂）使均相混合物变为两相，两相中，各组分达到某种平衡。
速率分离 ：借助推动力（压力、温度、点位差）的作用，利用各组扩散速度的差异，实现分离。
平衡分离的分类（1）气液传质过程 （2）汽液传质过程 （3）液液传质过程 （4）液固传质过程（5）气固传质过程相平衡状态:在一定的温度和压力下,气液两相之间达到平衡状态时, 两相组成 之间的关系称为气液平衡关系.平衡常数（分配系数）i 组分在互成平衡的两相中的组成关系常用平衡常数K 表示 xi 、yi 分别表示组分在两相中的组成;分配因子: 通常将K 值大的当作分子，故一般大于1。
当偏离1时，便可采用平衡分离过程使均相混合物得以分离，越大越容易分离。
速率分离过程的分类（1）膜分离 膜分离是指在选择性透过膜中，利用各组分扩散速度的差异，而实现混合物分离的单元操作过程。
（2）场分离 场分离是指在外场（电场、磁场等）作用下，利用各组分扩散速度的差异，而实现混合物分离的单元操作过程。
2、了解质量传递的两者方式（分子扩散和对流扩散）。
分子扩散现象：由于分子的无规则热运动而形成的物质传递现象，分子扩散在气相、液相和固相中均能发生。
涡流扩散 由于流体质点的湍动和旋涡而形成的物质传递现象。
涡流扩散在湍流流体中发生且时刻存在分子扩散，涡流扩散的通量远大于分子扩散的通量对流传质 运动流体与固体表面之间，或两个有限互溶的运动流体之间的质量传递过程双膜模型的要点(1) 相互接触的两流体间存在着稳定的相界面，界面两侧各存在着一个很薄的流体膜层（气膜和液膜）。
溶质以分子扩散方式通过此两膜层(2) 溶质在相界面处的浓度处于相平衡状态。
无传质阻力。
(3) 在膜层以外的两相主流区由于流体湍动剧烈，传质速率高，传质阻力可以忽略不计，相际的传质阻力集中在两个膜层内。
分离工程复习指导.docx
分离过程复习指导武汉工程大学化学工程学科组第一章绪论一. 内容说明1.教学目的与要求了解分离工程在化工生产中的重要性，分离过程的分类以及常用的化工分离操作过程。
理解工业上常用的分离单元操作的基本原理，了解一些典型应用实例。
1）了解本课程的任务和内容，与其它课程的相互关系。
2）了解分离操作在化工生产中的重要性。
掌握分离因了的定义。
3）了解传质分离过程的分类和特征。
2.授课主要内容1」分离操作在化工生产中的地位1.2分离过程的特征与分类1.3分离过程的研究内容与研究方法3.重点、难点及对学生的要求重点讲解分离过程的特征，区分分离因了和固有分离因了，讲解用其判断一个分离过程分离的难易程度。
讲解平衡分离的的原理和处理的手段。
重点：掌握分离过程的特征，分离因了和固有分离因了的区别，平衡分离和速率分离的原理。
难点：用分离因子判断一个分离过程进行的难易程度，分离因子与板效率Z 间的关系。
二. 例题详解1.填空题（1）分离作用是由于加入（分离剂）而引起的，因为分离过程是（爛减过程）。
（2）分离过程是（混合过程）的逆过程，因此需加入（分离剂）来达到分离目的。
（3）衡量分离的程度用（分离因子）表示，处于相平衡状态的分离程度是（固冇分离因了）•（4）工业上常用（分离因了）表示特定物系的分离程度，汽液相物系的最大分离程度又称为（固有分离因子）。
心馆（5）分离因了表示任一分离过程所达到的（分离程度），其定义为（"2宀2）。
（6）分离因了（等于1）,则表示组分i及jZ间不能被分离。
（7）分离剂可以是（能量ESA）或（物质MSA）,有时也可两种同时应用。
（8）平衡分离的分离基础是利用两相平衡（组成不等）的原理，常采用（平衡级）作为处理手段，并把其它影响归纳于（效率中）。
（9）速率分离的机理是利用溶液中不同组分在某种（推动力）作用下经过某种介质时的（传质速率）差异而实现分离。
（10）分离过程是将一混合物转变为组成（互不相同）的两种或几种产品的哪些操作。
《传质与分离技术》课程考核方案设计
《传质与分离技术》课程考核方案设计一、管理信息课程名称：传质与分离技术批准人：课程代码：所属院系：生物与环境工程学院二、基本信息学分：6课程类型：应用化工技术专业的职业能力训练学时：80先修课：基础化学、流体输送技术、化工传热技术、化工仪表操作技术、化工制图及CAD技术授课对象：应用化工技术专业学生后续课：化学反应操作技术、化工生产技术、化工工艺概论、化学品检验及仪分操作技术、化工过滤沉降操作技术、顶岗实训三、课程设计1．课程目标设计《传质与分离技术》课程在于通过传质与分离设备的理论、应用和仪表控制方法、产品质量控制系统的构成和传质过程基本计算的学习，让学生成为一名蒸馏、吸收、干燥等传质分离技术和应用方面的专业人才。
使学生在学习传质与分离技术的过程中培养学生独立思考、协同合作、科学严谨的工作态度，培养学生关注相关领域发展动态，紧跟技术发展前沿，树立创新意识，培养创新精神。
同时获得化工工艺试验工\化工总控工高级技能证书。
能力目标:（1）具备运用所学知识分析问题、解决问题的技能。
（2）具备化工生产中传质与分离过程的生产准备技能（工艺文件的准备、传质设备的检查、生产物料及动力准备）（3）具备化工生产中传质与分离操作技能（设备开停车操作、设备运行操作、基本工艺计算）；（4）具备化工生产中传质与分离设备保养与维护技能（设备保养操作、设备维护操作）；（5）具备化工生产中传质与分离设备事故判断与处理技能（传质分离事故判断、传质与分离事故处理操作）。
（6）初步具备化工安全防护和清洁生产的能力。
知识目标:（1）掌握蒸馏、吸收、干燥等传质分离技术发展的历史和现状，认识到它与其他领域学科发展的关系；（2）掌握基本的传质与分离原理和方法，能阐述蒸馏塔、吸收塔、干燥器等传质设备的工作过程、用途、结构和主要技术性能，能针对生产任务进行设备选型；（3）掌握传质设备的使用、维修和检修的一般知识，掌握安全防护和清洁生产等方面的基本知识，能利用所学知识指导生产过程；（4）能够自主探索传质与分离的新方法和有关新技术。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2019年《传质与分离技术》复习提纲一、概念：1、在精馏段,气相在上升的过程中，气相轻组分不断得到精制，在气相中不断地增浓，在塔顶获轻组分产品。
2、在提馏段，其液相在下降的过程中，其轻组分不断地提馏出来，使重组分在液相中不断地被浓缩，在塔底获得重组分的产品。
3、简单连续精馏塔是指常规连续精馏塔，塔顶设有冷凝器，塔底设有再沸器，具有一个进料，分离出塔顶和塔底两个产品。
4、回流比R是精馏过程的设计和操作的重要参数。
R直接影响精馏塔的分离能力和系统的能耗，同时也影响设备的结构尺寸。
其数值的确定由设计者选定，从耗能角度考虑宜取低限，对难分离的物系应取高限。
5、填料塔中为使流向塔壁的液体能重新流回塔中心部位，一般在液体流过一定高度的填料层后装置一个液体再分布器。
6、串级回路：是在简单调节系统基础上发展起来的。
在结构上，串级回路调节系统有两个闭合回路。
主、副调节器串联，主调节器的输出为副调节器的给定值，系统通过副调节器的输出操纵调节阀动作，实现对主参数的定值调节。
7、吸收操作的分离依据是混合物各组分在某种溶剂（吸收剂）中溶解度的差异，从而达到的目的。
8、使溶液中的易挥发性溶质释放出来的操作过程，称为解吸，为了回收吸收剂，通常采用解吸操作，使吸收剂与被吸收的溶质分离，循环使用。
9、分程控制：就是由一只调节器的输出信号控制两只或更多的调节阀，每只调节阀在调节器的输出信号的某段范围中工作。
10、间歇精馏只有提馏段，没有精馏段。
11、分离按气液接触情况分为逐级式和连续式，其中板式塔属于逐级式，填料塔属于连续式。
12、恒沸精馏和萃取精馏都需要在混合液中加入第三个组分，其目的是加入第三个组分，改变原有组分的相对挥发度，使之能用普通的精馏方法分离。
总压一定时，恒沸精馏形成的恒沸物，其组成和温度都是恒定的。
13、亨利定律有3种表达方式，在总压P< 5 atm下，若P增大，则m降低，E降低，H升高；若温度降低，则m降低，E降低，H升高。
14、板式塔从整体上看气液两相呈逆流接触，在板上气液两相呈错流接触。
15、溶液被加热到鼓起第一个气泡时的温度称为泡点温度。
16、比较易溶气体与难溶气体E、H、m的大小：E（易溶）< E（难溶）；H（易溶）>H(难溶)；m（易溶）< m（难溶）17、双膜理论的要点：(1) 相互接触的两流体间存在着稳定的相界面，界面两侧各存在着一个很薄（等效厚度分别为δ1 和δ2 ）的流体膜层。
溶质以分子扩散方式通过此两膜层。
(2) 相界面没有传质阻力，即溶质在相界面处的浓度处于相平衡状态。
(3) 在膜层以外的两相主流区由于流体湍动剧烈，传质速率高，传质阻力可以忽略不计，相际的传质阻力集中在两个膜层内。
18、在相际传质过程中，若溶质A在两相的组成相等，A在两相间的传递就没有了，原因为：若溶质A在两相的组成相等,则在相界面两侧存在溶质A分子传递的动态平衡，即单位时间进入两相的溶质A的物质的量相等。
19、精馏实际生产中，入塔原料可有五种不同的热状态：(1) 温度低于泡点的冷液体；(2) 泡点下的饱和液体；(3) 温度介于泡点和露点之间的汽液两相混合物；(4) 露点下的饱和蒸汽 ； (5) 温度高于露点的过热蒸汽 。
q 值的含义：进料液的摩尔汽化热的热进料变成饱和蒸汽所需量kmol 1=--=L V F V I I I I qq 值的取值范围：20、精馏过程中，塔板上降液管的作用为：提供液体向下流动的通道；溢流堰的作用为：保证塔板上有一定厚度的液层，使气液两相充分接触，提高传质效率。
21、吸收总系数和膜系数之间的关系：22、灵敏板：精馏过程中，操作条件变化时，温度改变最显著的塔板。
以该塔板上的温度监控全塔的操作状态，有利于对精馏塔进行预见性调节。
23、英文翻译：（1）Condenser ——冷凝器； （2）Inert gas ——惰性气体；（3）Rectifying section ——精馏段；（4）Packed Tower ——填料塔；（5）Gas Absorption ——气体吸收；（6）Stripping section ——提馏段； （7）Reboiler ——再沸器；（8）Absorbent ——吸收剂；（9）Physical absorption ——物理吸收；（10）Relative humidity——相对湿度。
（11）Liquid reflux——液相回流；（12）Bottoms product——塔釜产品；（13）Vapor reflux——气相回流；（14）Feed——进料。
24、分凝器和再沸器中气液两相呈气液平衡状态，因此分凝器和再沸器都可以看做理论板。
25、塔板的负荷性能图中的负荷曲线包括：雾沫夹带线；液泛线；液相负荷上限线；漏液线；液相负荷上限线。
26、塔板上溢流堰的作用是：维持塔板上存在一定厚度的液体层。
27、干燥过程中，干球温度、湿球温度、绝热饱和温度、露点温度【】三者关系：对于不饱和空气对于饱和空气湿球温度计所指示的温度，不是空气的真实温度，而是湿纱布中水分的温度。
28、物料中的水分之间的关系：(1)结合水分:与物料间结合力较强，其蒸汽压低于同温度纯水的饱和蒸汽压。
(2)非结合水分：非结合水分的蒸汽压等于同温度下纯水的饱和蒸汽压，易于去除。
(3)平衡水分：物料中所含有的不因和空气接触时间的延长而改变的水分，这种恒定的含水量称为该物料在一定空气状态下的平衡水分，用X*表示。
(4)自由水分：物料中超过平衡水分的那一部分，称为水分。
29、在一定空气状态下干燥某物料，能用干燥方法除去的水分为自由水分；首先除去的水分为非结合水分；不能用干燥方法除的水分为平衡水分。
30、相对湿度φ值可以反映湿空气吸收水汽能力的大小，当φ值大时，表示该湿空气的吸收水汽的能力弱；当φ=0时。
表示该空气为绝干空气。
31、湿空气的性质：（1）相对湿度（Relative humidity）：%100⨯=sppϕsspPpHϕϕ-=622.0（2）湿比容H (Humid volume) 或干基湿比容(m3/kg绝干气体)：)273)(004557.0002835.0(++=tHvH（3）湿比热c H (Humid heat)或干基湿比热J/(kg绝干气体·℃)：HcH884.1005.1+=（4）湿焓i H (Total enthalpy) 或干基湿焓(kJ/kg绝干气体)：HtHIH27.2491)884.1005.1(++=32、干燥过程的物料衡算：)()(1221HHLXXGWc-=-=33、干燥过程提高热效率的途径包括：（1）提高空气预热温度。
（2）降低废气出口温度，但废气在离开设备之前的温度的限制是高于干燥介质露点温度20-50℃，以防止湿空气会析出水滴使物料返潮。
（3）回收废气中的热量。
（4）加强干燥设备和管道的保温，减少热损失。
二、作图题:根据附图中所表示的双塔吸收的流程方案，示意绘出与流程相对应的平衡线和操作线，并用图中表示浓度的符号表明各操作线端点坐标。
三、计算题1、如下图所示，在连续精馏塔中分离两组分理想溶液，原料液组成为0.5（易挥发组分摩尔分率，下同），泡点进料。
塔顶采用分凝器和全凝器，分凝器向塔内提供泡点温度的回流，其组成为0.88，从全凝器得到塔顶产品，其组成为0.95。
要求易挥发组分的回收率为96%，并测得离开塔顶第一层理论板的液相组成为0.79，试求：（1） 操作回流比为最小回流比的倍数？（2） 若馏出液流量为50Kmol/h ，求需要的原料液流量？解：由于塔顶采用分凝器和全凝器，且分凝器向塔内提供泡点回流，所以分凝器相当于一层理论板 泡点进料：88.0;95.000===x x y D 由相平衡关系xxy )1(1-+=αα得000)1(1x x y -+=αα将数据代入可得：59.2=α 由气液平衡方程得907.0)159.2(159.2111=-+=x x y ，对第二块塔板而言上升蒸汽的组成y 1与x 0符合精馏段操作线方程，则1101+++=R x x R Ry D 得593.1=R 分凝器全凝器泡点进料，1=q 5.0==F q x x 721.0)1(1=-+==FFF q x x y y αα036.15.0721.0721.095.0min =--=--=∴F q F D x y y x R538.1036.1593.1min ==∴R R 即min 54.1R R = （2）馏出液易挥发组分的回收率 %96%100=⨯=FDFx Dx η )/(96.985.096.095.05096.0h Kmol x Dx F F D =⨯⨯==∴2、用一精馏塔分离二元液体混合物，进料量100kmol/h ，易挥发组分x F =0.5，泡点进料，得塔顶产品x D =0.9，塔底釜液x W =0.05（皆摩尔分率），操作回流比R=1.61，该物系平均相对挥发度α=2.25，塔顶为全凝器，求：(1) 塔顶和塔底的产品量（kmol/h ）？ (2) 第一块塔板下降的液体组成x 1为多少？ (3) 写出提馏段操作线方程？ (4) 最小回流比？解：（1）塔顶和塔底的产品量（kmol/h ）；F=D+W=100 （1） 505.010005.09.0=⨯==⨯+⨯F Fx W D （2） 上述两式联立求解得 W=47.06kmol/h D=52.94kmol/h （2）第一块塔板下降的液体组成x 1为多少； 因塔顶为全凝器， 111)1(1x x y x D -+==αα80.09.025.125.29.0)1(111=⨯-=--=y y x αα（3）写出提馏段操作线数值方程；17.13894.5261.2)1(=⨯=+=='D R V V 23.18510094.5261.1=+⨯=+=+='F RD qF L L则 017.034.117.13805.006.4717.13823.1851-'=⨯-'='-'''='+mmW m mx x V Wx x V L y（4）最小回流比。
泡点进料，q =1, 5.0==F q x x 692.05.025.115.025.2)1(1=⨯+⨯=-+=q q q x x y αα083.15.0692.0692.09.0min =--=--=qq q D x y y x R3、在连续精馏塔中分离两组分理想溶液，原料液流量为100 Kmol/h ，组成为0.3（易挥发组分的摩尔分率），其精馏段和提馏段的操作线方程分别为：0343.0686.1257.0714.0-=+=x y x y试求：（1）塔顶馏出液流量和精馏段下降液体流量，Kmol/h ； （2）进料热状态参数q 值。