1、 化工原理2學(xué)習(xí)要求 第7章 傳質(zhì)與分離過程概論1、掌握平衡分離與速率分離的概念（基本原理）及各自有哪些主要類型。平衡分離：借助分離媒介（熱能、溶解、吸附 劑）使均相混合物變?yōu)閮上?，兩相中，各組分達(dá)到某種平衡，以各組分在處于平衡的兩相中分配關(guān)系的差異為依據(jù)實(shí)現(xiàn)分離。主要類型：（1）氣液傳質(zhì)過程（2）汽液傳質(zhì)過程（3）液液傳質(zhì)過程（4）液固傳質(zhì)過程（5）氣固傳質(zhì)過程速率分離：借助推動(dòng)力（壓力、溫度、點(diǎn)位差）的作用，利用各組擴(kuò)散速度的差異，實(shí)現(xiàn)分離。主要類型：（1）膜分離：超濾、反滲透、滲析、電滲析（2）場分離：電泳、熱擴(kuò)散、高梯度磁場分離2、 掌握質(zhì)量傳遞的兩者方式（分子擴(kuò)散和對(duì)流擴(kuò)散）。分子擴(kuò)

2、散：由于分子的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)而形成的物質(zhì)傳遞現(xiàn)象分子傳質(zhì)。對(duì)流擴(kuò)散：運(yùn)動(dòng)流體與固體表面之間，或兩個(gè)有限互溶的運(yùn)動(dòng)流體之間的質(zhì)量傳遞過程對(duì)流傳質(zhì)3、 理解雙膜理論（雙膜模型）的論點(diǎn)（原理）。(1) 相互接觸的兩流體間存在著穩(wěn)定的相界面，界面兩側(cè)各存在著一個(gè)很?。ǖ刃Ш穸确謩e為 zG和 zL）的流體膜層（氣膜和液膜）。溶質(zhì)以分子擴(kuò)散方式通過此兩膜層。(2) 溶質(zhì)在相界面處的濃度處于相平衡狀態(tài)。無傳質(zhì)阻力。 (3) 在膜層以外的兩相主流區(qū)由于流體湍動(dòng)劇烈，傳質(zhì)速率高，傳質(zhì)阻力可以忽略不計(jì)，相際的傳質(zhì)阻力集中在兩個(gè)膜層內(nèi)。 4、 理解對(duì)傳質(zhì)設(shè)備的性能要求、掌握典型傳質(zhì)設(shè)備類型及各自的主要特點(diǎn)。性能要求：

3、單位體積中，兩相的接觸面積應(yīng)盡可能大兩相分布均勻，避免或抑制溝流、短路及返混等現(xiàn)象發(fā)生流體的通量大，單位設(shè)備體積的處理量大流動(dòng)阻力小，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)動(dòng)力消耗低 操作彈性大，對(duì)物料的適應(yīng)性強(qiáng) 結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，操作調(diào)節(jié)方便，運(yùn)行安全可靠 第8章 吸收1、掌握吸收的概念、基本原理、推動(dòng)力，了解吸收的用途。 吸收概念：使混合氣體與適當(dāng)?shù)囊后w接觸，氣體中的一個(gè)或幾個(gè)組分便溶解于液體內(nèi)而形成溶液，于是原混合氣體的組分得以分離。這種利用各組組分溶解度不同而分離氣體混合物的操作稱為吸收。 吸收的基本原理：當(dāng)氣相中溶質(zhì)的實(shí)際分壓高于與液相成平衡的溶質(zhì)分壓時(shí)，溶質(zhì)便由氣相向液相轉(zhuǎn)移，即吸收。利用混合氣體中各組分在液體

4、中溶解度差異，使某些易溶組分進(jìn)入液相形成溶液，不溶或難溶組分仍留在氣相，從而實(shí)現(xiàn)混合氣體的分離。吸收的推動(dòng)力:氣體吸收是混合氣體中某些組分在氣液相界面上溶解、在氣相和液相內(nèi)由濃度差推動(dòng)的傳質(zhì)過程。2、 掌握吸收劑、吸收液、解吸（脫吸）、物理吸收、化學(xué)吸收的概念。吸收劑：吸收操作中所用的溶劑，以S表示。吸收液（溶液）：吸收操作后得到的溶液，主要成分為溶劑S和溶質(zhì)A。解吸或脫吸：與吸收相反的過程，即溶質(zhì)從液相中分離而轉(zhuǎn)移到氣相的過程。物理吸收：吸收過程溶質(zhì)與溶劑不發(fā)生顯著的化學(xué)反應(yīng)，可視為單純的氣體溶解于液相的過程。如用水吸收二氧化碳、用水吸收乙醇或丙醇蒸汽、用洗油吸收芳烴等?；瘜W(xué)吸收：溶質(zhì)與溶劑

5、有顯著的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生。如用氫氧化鈉或碳酸鈉溶液吸收二氧化碳、用稀硫酸吸收氨等過程?；瘜W(xué)反應(yīng)能大大提高單位體積液體所能吸收的氣體量并加快吸收速率。但溶液解吸再生較難。3、 理解相平衡關(guān)系在吸收中的應(yīng)用，掌握溫度和壓力對(duì)吸收及解吸的影響。應(yīng)用：1） 判斷傳質(zhì)的方向2）確定傳質(zhì)的推動(dòng)力3）指明傳質(zhì)進(jìn)行的極限4、了解亨利定律的表達(dá)式及物理意義。1)p-x關(guān)系：若溶質(zhì)在氣、液相中的組成分別以分壓p、摩爾分?jǐn)?shù)x表示，亨利定律為：p*=Ex (E亨利系數(shù)，kPa)2)p-c關(guān)系：若溶質(zhì)在氣、液相中的組成分別以分壓p、摩爾濃度 c（kmol/m3) 表示，亨利定律為：p*=c/H (H-溶解度系數(shù)，kmol/

6、(m3kPa) )3)y-x關(guān)系：若溶質(zhì)在氣、液相中的組成分別以摩爾分?jǐn)?shù)y、x表示 ，亨利定律為: y*= m x (m 相平衡常數(shù))4）Y -X關(guān)系 (摩爾比）Y*=mX物理意義：用來描述稀溶液（或難溶氣體）在一定溫度下，當(dāng)總壓不高（通常不超過500kP)時(shí)，互成平衡的氣液兩相組成間的關(guān)系。 5、 掌握液氣比的概念，其大小對(duì)吸收操作有何影響，若何確定（吸收劑用量）？液氣比：塔內(nèi)任一橫截面上的氣相組成Y與液相組成X成線性關(guān)系，直線的斜率q n，L/q n, V ，稱為液氣比。在吸收塔的計(jì)算中，通常氣體處理量是已知的，而吸收劑的用量需通過工藝計(jì)算來確定。在氣量一定的情況下，確定吸收劑的用量也即確

7、定液氣比q n，L/q n, V ，液氣比q n，L/q n, V的確定方法是，先求出吸收過程的最小液氣比（q n，L/q n, V）min，然后再根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，確定適宜（操作）液氣比。6、 理解填料塔的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及特點(diǎn)。特點(diǎn)：1.填料塔的流體力學(xué)性能1）填料層的持液量 (m3液體/m3填料）：填料層的持液量是指在一定操作的條件下，在單位體積填料層內(nèi)所積存的液體體積。2）填料層的壓降：填料層的壓降形成-液膜與填料表面的摩擦、液膜與上升氣體的摩擦2. 填料塔的操作特性1）填料塔內(nèi)的氣液分布2）液體噴淋密度與填料表面的潤濕3）液泛：在泛點(diǎn)氣速下，持液量的增多使液相由分散相變?yōu)檫B續(xù)相，而氣相

8、則由連續(xù)相變?yōu)榉稚⑾?，此時(shí)氣體呈氣泡形式通過液層，氣流出現(xiàn)脈動(dòng)，液體被帶出塔頂，塔的操作極不穩(wěn)定，甚至被破壞，此種情況稱為液泛。4）填料塔的返混基本原理（無）基本結(jié)構(gòu)： 7、掌握填料特性參數(shù)(比表面、空隙率、填料因子)的定義，了解常見填料形狀類型。(1)比表面積：單位體積填料層的表面積稱為比表面積，以at 表示，其單位為 m2/m3。 (2)空隙率：單位體積填料層的空隙體積稱為空隙率，以 e 表示，其單位為 m3/m3，或以%表示。(3)填料因子：填料的比表面積與空隙率三次方的比值稱為填料因子，以F 表示，其單位為1/m。 F = at / e 3 1.散裝填料(1) 環(huán)形填料：拉西環(huán)、鮑爾環(huán)

9、、階梯環(huán)、扁環(huán)(2)鞍形填料與環(huán)鞍形填料：弧鞍填料、矩鞍填料、金屬環(huán)矩鞍填料(3)球形填料與花環(huán)填料：多面球填料、TRI球形填料、花環(huán)填料、共軛環(huán)填料、海爾環(huán)填料、納特環(huán)填料、塑料異型環(huán)矩鞍填料2.規(guī)整填料(1)格柵填料：木格柵填料、格里奇格柵填料(2)波紋填料：金屬孔板波紋填料、金屬絲網(wǎng)波紋填料、陶瓷板波紋填料、塑料板波紋填料第9章 蒸餾學(xué)習(xí)要求1、 掌握蒸餾的特點(diǎn)、分類及原理。蒸餾：利用液體混合物中各組分揮發(fā)性的差異，以熱能為媒介使其部分氣化，從而在氣相富集輕組分(易揮發(fā)組分），液相富集重組分(難揮發(fā)組分），使液體混合物得以分離的方法。（1）按蒸餾方式分簡單蒸餾或平衡蒸餾：一般用在混合物各

10、組分揮發(fā)性相差大，對(duì)組分分離程度要求又不高的情況下。精餾：在混合物組分分離純度要求很高時(shí)采用。特殊精餾：混合物中各組分揮發(fā)性相差很小，或形成恒沸液（azeotrope），難以或不能用普通精餾加以分離時(shí)，借助某些特殊手段進(jìn)行的精餾。（2）按操作流程分間歇精餾：多用于小批量生產(chǎn)或某些有特殊要求的場合。連續(xù)精餾：多用于大批量工業(yè)生產(chǎn)中。2、 理解簡單的蒸餾操作流程，原理及產(chǎn)品濃度特點(diǎn)。簡單蒸餾也稱微分蒸餾，為持續(xù)加熱，逐漸蒸餾的過程，是間歇非穩(wěn)態(tài)操作。加入蒸餾釜的原料液持續(xù)吸熱沸騰氣化，產(chǎn)生的蒸氣由釜頂連續(xù)引入冷凝器得餾出液產(chǎn)品。釜內(nèi)任一時(shí)刻的氣、液兩相組成互成平衡。蒸餾過程中系統(tǒng)的溫度和氣、液相組

11、成均隨時(shí)間改變。任一時(shí)刻，易揮發(fā)組分在蒸氣中的含量 y 始終大于剩余在釜內(nèi)的液相中的含量 x，釜內(nèi)組分含量 x 由原料的初始組成 xF 沿泡點(diǎn)線不斷下降直至終止蒸餾時(shí)組成 xE，釜內(nèi)溶液的沸點(diǎn)溫度不斷升高，蒸氣相組成 y 也隨之沿露點(diǎn)線不斷降低。3、 掌握恒沸混合液，理解相平衡常數(shù)、揮發(fā)度，相對(duì)揮發(fā)度的概念。恒沸液：平衡時(shí)氣相和液相組成相同，相圖中氣相線和液相線重合。相平衡常數(shù)：精餾計(jì)算中，通常用Ki表示i組分的相平衡常數(shù)，其定義為: 式中yi 和 xi 分別表示 i 組分在互為平衡的氣、液兩相中的摩爾分?jǐn)?shù)。 對(duì)于易揮發(fā)組分，Ki 1，即 yi xi。Ki 并非常數(shù)，當(dāng)p一定時(shí)， Ki 隨溫度

12、而變化。Ki 值越大，組分在氣、液兩相中的摩爾分?jǐn)?shù)相差越大，分離也越容易。揮發(fā)度：（ppt）溶液中各組份的揮發(fā)性由揮發(fā)度來衡量，其定義為組分在氣相中的平衡蒸氣壓（分壓）與在液相中的摩爾分?jǐn)?shù)的比值。對(duì)雙組分物系相對(duì)揮發(fā)度：（書）習(xí)慣上，用易揮發(fā)組分的揮發(fā)度與難揮發(fā)組分的揮發(fā)度之比來表示相對(duì)揮發(fā)度。以a 表示 ，即4、 掌握精餾分離原理（用Txy圖分析）和精餾操作連續(xù)進(jìn)行的必要條件。在一定壓力下，將混合蒸氣進(jìn)行連續(xù)部分冷凝，蒸氣相的組成沿 t-x(y) 相圖的露點(diǎn)線變化，結(jié)果可得到難揮發(fā)組分（重組分）含量很低而易揮發(fā)組分（輕組分）摩爾分?jǐn)?shù) y 很高的蒸氣。精餾過程正是這二者的有機(jī)結(jié)合。 設(shè)有1、2

13、、3三釜，每釜部分氣化，則有：x1x2x3 y1y2y3 t1t2t3即釜數(shù)越多則頂上產(chǎn)品越純。缺點(diǎn)：收率低,能耗大。為此：（1）去掉冷凝器（2）從上到下引入回流利用下一釜的高溫蒸氣與上一釜的低溫液體混合，發(fā)生質(zhì)熱交換，在每一釜中都實(shí)現(xiàn)部分氣化和部分冷凝。精餾塔原理5、 理解精餾操作流程，精餾段，提餾段的概念及作用。原料液經(jīng)預(yù)熱器加熱到指定溫度后，送入精餾塔的進(jìn)料板，在進(jìn)料板上與自塔上部下降的回流液體匯合后，逐板溢流，最后流入塔底再沸器中。在每層板上，回流液體與上升蒸氣互相接觸，進(jìn)行熱和質(zhì)的傳遞過程。操作時(shí)，連續(xù)地從再沸器取出部分液體作為塔底產(chǎn)品（釜?dú)堃海?，部分液體汽化，產(chǎn)生上升蒸氣，依次通過

14、各層塔板。塔頂蒸氣浸入冷凝器中被全部冷凝，并將部分冷凝液用泵送回塔頂作為回流液體，其余部分經(jīng)冷卻器后被送出作為塔頂產(chǎn)品（餾出液）。塔頂回流和塔底再沸器產(chǎn)生上升蒸汽是精餾得以連續(xù)穩(wěn)定操作的兩個(gè)必要條件。精餾段加料板以上的塔段氣相中的重組分向液相（回流液）傳遞，而液相中的輕組分向氣相傳遞，從而完成上升蒸氣的精制。提餾段加料板以下的塔段 下降液體（包括回流液和料液中的液體部分）中的輕組分向氣相（回流）傳遞，而氣相中的重組分向液相傳遞，從而完成下降液體重組分的提濃。 6、 理解精餾物料衡算原理和方法，掌握進(jìn)料的五種熱狀態(tài)類型，理解其對(duì)精餾操作的影響。見教材，哈哈哈 p101-1047、 掌握回流比的概

15、念、對(duì)精餾塔理論板數(shù)的影響及適宜回流比的選擇方法?；亓鞅龋河肦表示，R=回流量/塔頂產(chǎn)品量=L/D，回流比是精餾過程計(jì)算不可缺的重要參數(shù)，塔所需的理論板數(shù)，塔頂冷凝器和塔釜再沸器的熱負(fù)荷均與回流比有關(guān)。精餾過程的投資費(fèi)用和操作費(fèi)用都取決于回流比的值。回流比對(duì)理論板數(shù)的影響：全回流時(shí)操作線和平衡線的距離為最遠(yuǎn)，傳質(zhì)推動(dòng)力最大，達(dá)到分離程度所需的理論板數(shù)層數(shù)為最少。對(duì)于一定的分離任務(wù)，若減小操作回流比，則精餾段操作線的斜率變小，截距變大，兩段操作線向平衡線靠近，氣液兩相間的傳質(zhì)推動(dòng)力減小，達(dá)到指定分離程度所需理論板數(shù)將增多?；亓鞅鹊倪x擇：選擇適宜的回流比需進(jìn)行經(jīng)濟(jì)權(quán)衡，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，取 統(tǒng)計(jì)表

16、明，實(shí)際生產(chǎn)中的操作回流比以下列范圍使用較多：8、 理解理論塔板的概念、塔板效率的概念。塔板效率（板效率）表征的是實(shí)際塔板的分離效果接近理論板的程度。單板效率與全塔板效率是常用的兩種表示方法。 所謂理論板應(yīng)滿足如下條件：離開這種板的氣液相互成平衡，溫度相等；塔板上各處的液相組成均勻一致。9、 理解用作圖法求精餾塔理論塔板數(shù)的原理及作圖的方法步驟。圖解法又稱麥克布蒂利法，簡稱MT法。圖解法以逐板計(jì)算法的基本原理為基礎(chǔ)，在x-y圖上，利用平衡曲線和操作線代替平衡方程和操作線方程，用簡便的畫階梯方法求解理論板層數(shù)。圖解法簡明清晰，便于分析影響因素，因而在兩組分精餾計(jì)算中得到廣泛應(yīng)用，但該法準(zhǔn)確性較差

17、。圖解法的具體步驟如下：（1） 在x-y坐標(biāo)上作出平衡曲線與對(duì)角線（2） 在x-y相圖上作出操作線（3） 進(jìn)料熱狀況對(duì)q線及操作線的影響（4） 梯級(jí)圖解法確定理論板層數(shù)10、 了解板式塔的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及主要類型名稱，理解泡罩塔、篩板塔、浮閥塔的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及特點(diǎn)。泡罩塔：結(jié)構(gòu)：泡罩塔板是工業(yè)上應(yīng)用最早（1813年）的塔板，它由升氣管及泡罩構(gòu)成。泡罩安裝在升氣管的頂部，分圓形和條形兩種，以前者使用較廣。泡罩有f80、f100和f150mm三種尺寸，可根據(jù)塔徑大小選擇。泡罩下部周邊開有很多齒縫，齒縫一般為三角形、矩形或梯形。泡罩在塔板上為正三角形排列。工作原理：操作時(shí)，上升氣體通過齒縫

18、進(jìn)入液層時(shí)，被分散成許多細(xì)小的氣泡或流股，在板上形成了鼓泡層和泡沫層，為氣、液兩相提供了大量的傳質(zhì)界面。特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：操作彈性適中，塔板不易堵塞 缺點(diǎn)：生產(chǎn)能力及板效率較低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高篩板塔：結(jié)構(gòu)：篩孔塔板簡稱篩板，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在塔板上開有許多均勻小孔，孔徑一般為38mm。篩孔在塔板上為正三角形排列。塔板上設(shè)置溢流堰，使板上能保持一定厚度的液層。原理：在正常的操作流速下，通過篩孔上升的氣流，應(yīng)能阻止液體經(jīng)篩孔向下泄露。特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低，生產(chǎn)能力大，板上液面落差小，氣體壓降低，塔板效率較高缺點(diǎn)：操作彈性小，篩孔易堵塞，不宜處理易結(jié)焦、黏度大的物料 浮閥塔：結(jié)構(gòu)：浮閥塔板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

19、是在塔板上開有若干個(gè)閥孔，每個(gè)閥孔裝有一個(gè)可上下浮動(dòng)的閥片，閥片本身連有幾個(gè)閥腿，插入閥孔后將閥腿底腳撥轉(zhuǎn)90，以限制閥片升起的最大高度，并防止閥片被氣體吹走。閥片周邊沖出幾個(gè)略向下彎的定距片，當(dāng)氣速很低時(shí)，由于定距片的作用，閥片與塔板呈點(diǎn)接觸而坐落在閥孔上，可防止閥片與板面的粘結(jié)。 原理：操作時(shí)，由閥孔上升的氣流，經(jīng)過閥片與塔板間的間隙而與板上橫流的液體接觸。浮閥開度隨氣體負(fù)荷而變。當(dāng)氣量很小時(shí)，氣體仍能通過靜止開度的縫隙而鼓泡。特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低，操作彈性大，生產(chǎn)能力大，塔板效率較高缺點(diǎn)：處理易結(jié)焦、高黏度物料閥片易與塔板粘結(jié)，操作時(shí)閥片易脫落或卡死11、 理解板式蒸餾塔塔板負(fù)荷

20、性能圖的組成曲線，負(fù)荷性能圖的作用。負(fù)荷性能圖由以下五條線組成：（1）漏液線 圖中線1為漏液線，又稱氣相負(fù)荷下限線。當(dāng)操作的氣相負(fù)荷低于此線時(shí)，將發(fā)生嚴(yán)重的漏液現(xiàn)象，氣液不能充分接觸，使塔板效率下降。（2）霧沫夾帶線 圖中線2為霧沫夾帶線，又稱氣相負(fù)荷上限線。如操作的氣相負(fù)荷超過此線時(shí)，表明霧沫夾帶現(xiàn)象嚴(yán)重，使塔板效率急劇下降。（3）液相負(fù)荷下限線 圖中線3為液相負(fù)荷下限線，若操作的液相負(fù)荷低于此線時(shí)，表明液體流量過低，板上液流不能均勻分布，氣液接觸不良，易產(chǎn)生干吹、偏流等現(xiàn)象，導(dǎo)致塔板效率的下降。（4）液相負(fù)荷上限線 圖中線4為液相負(fù)荷上限線，若操作的液相負(fù)荷高于此線時(shí)，表明液體流量過大，此

21、時(shí)液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間過短，進(jìn)入降液管內(nèi)的氣泡來不及與液相分離而被帶入下層塔板，造成氣相返混，使塔板效率下降。（5）液泛線 圖中線5為液泛線，若操作的氣流負(fù)荷超過此線時(shí)，塔內(nèi)將發(fā)生液泛現(xiàn)象，使塔不能正常操作。負(fù)荷性能圖的作用：塔板負(fù)荷性能圖在板式塔的設(shè)計(jì)及操作中具有重要意義。通常，當(dāng)塔板設(shè)計(jì)后均要作出塔板負(fù)荷性能圖，以檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性。對(duì)于操作中的板式塔，也需作出負(fù)荷性能圖，以分析操作狀況是否合理。當(dāng)板式塔操作出現(xiàn)問題時(shí)，通過塔板負(fù)荷性能圖分析問題所在，為問題的解決提供依據(jù)。12、 掌握板式塔的液泛、漏液的概念，理解產(chǎn)生原因及后果。漏液：當(dāng)上升氣體流速減小，氣體通過升氣孔道的動(dòng)壓不足以阻止板

22、上液體經(jīng)孔道流下時(shí)，便會(huì)出現(xiàn)漏液現(xiàn)象。液泛：塔內(nèi)若氣、液兩相之一的流量增大，使降液管內(nèi)液體不能順利流下，管內(nèi)液體必然積累，當(dāng)管內(nèi)液體提高到越過溢流堰頂部時(shí)，兩板間液體相連，并依次上升，這種現(xiàn)象稱為液泛，也稱淹塔。 （漏液）原因：氣速較小時(shí)，氣體通過閥孔的速度壓頭小，不足以抵消塔板上液層的重力；氣體在塔板上的不均勻分布也是造成漏液的重要原因。（漏液）后果：嚴(yán)重的漏液使塔板上不能形成液層，氣液無法進(jìn)行傳熱、傳質(zhì)，塔板將失去其基本功能。液泛原因：夾帶液泛：板間距過小，操作液量過大，上升氣速過高時(shí)，過量液沫夾帶量使板間充滿氣、液混合物而引發(fā)的液泛。溢流液泛：液體在降液管內(nèi)受阻不能及時(shí)往下流動(dòng)而在板上積

23、累所致。液泛后果：液泛使整個(gè)塔不能正常操作，甚至發(fā)生嚴(yán)重的設(shè)備事故，要特別注意防范。13、了解影響塔板操作狀況和分離效果的主要因素及塔的適宜操作范圍。1）、塔板上氣、液兩相的接觸狀態(tài)從減小霧沫夾帶考慮，大多數(shù)塔都控制在泡沫接觸狀態(tài)下操作。2）、塔板壓力降進(jìn)行塔板設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)全面考慮各種影響塔板效率的因素，在保證較高板效率的前提下，力求減小塔板壓力降，以降低能耗及改善塔的操作性能。3）、液面落差在塔板設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量減小液面落差。 第10章 液液萃取學(xué)習(xí)要求1、 掌握液液萃取的操作原理、特點(diǎn)（用三角形坐標(biāo)圖及溶解度曲線進(jìn)行分析說明），理解對(duì)萃取劑的要求。原理：在液體混合物中加入與其互不相溶的液體溶劑

24、（萃取劑）形成液液兩相，利用混合物中各組分在兩相中溶解度的差異而達(dá)到分離的目的。萃取劑應(yīng)滿足以下要求：原溶液的溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度遠(yuǎn)大于在原溶液中的溶解度；萃取劑應(yīng)與原溶液中溶劑不互溶。萃取劑：萃取過程中加入的溶劑，以S表示。萃取劑對(duì)溶質(zhì)有較大的溶解能力，對(duì)于稀釋劑則不互溶或部分互溶。操作特點(diǎn)：（1）萃取過程本身并未完全完成分離任務(wù)，而只是將難于分離的混合物轉(zhuǎn)變成易于分離的混合物，要得到純產(chǎn)品并回收溶劑，必須輔以精餾（或蒸發(fā)）等操作。（2） 常溫操作，適合于熱敏物料分離用三角形坐標(biāo)圖及溶解度曲線進(jìn)行分析說明（教材）2、 理解萃取相、萃余相、萃取劑、萃取液、萃余液、分配系數(shù)、選擇性系數(shù)概念。

25、萃取相E：萃取分離后，含萃取劑多的一相，主要由A+S構(gòu)成。萃余相R：萃取分離后，含稀釋劑多的一相，主要由B+A構(gòu)成。萃取液E， ：從萃取相中回收S后得到的液體，主要由A組成。萃余液R,：從萃余相R中回收S后得到的液體，主要由B組成。分配系數(shù)K：是指溶質(zhì)在互成平衡的萃取相和萃余相中的質(zhì)量分率之比。選擇性系數(shù)：是指萃取相中溶質(zhì)與稀釋劑的組成之比和萃余相中溶質(zhì)與稀釋劑的組成之比的比值。3、 掌握單級(jí)液液萃取的操作流程，試在三角形坐標(biāo)圖中表示單級(jí)萃取的過程及各相的位置。 操作流程：混合；沉降分離；脫除溶劑a) 三角形的三個(gè)頂點(diǎn)分別表示A、B、S三個(gè)純組分。b) 三條邊上的任一點(diǎn)代表某二元混合物的組成，

26、不含第三組分。 E 點(diǎn)： xA =0.4， xB =0.6 c) 三角形內(nèi)任一點(diǎn)代表某三元混合物的組成。該點(diǎn)至某一頂點(diǎn)對(duì)邊的距離，代表該頂點(diǎn)物質(zhì)組分的多少。 M 點(diǎn)： xA =0.4， xB =0.3，xS =0.3 4、 理解三級(jí)錯(cuò)流式和逆流式萃取的操作流程圖，各自的特點(diǎn)。三級(jí)錯(cuò)流式：原料依次通過各級(jí)，新鮮溶劑則分別加入各級(jí)的混合槽中，萃取相和最后一級(jí)的萃余相分別進(jìn)入溶劑回收設(shè)備，回收溶劑后的萃取相稱為萃取液（用E， 表示），回收溶劑后的萃余相稱為萃余液（用R，表示）。特點(diǎn)：萃取率比較高，但萃取劑用量比較大，溶劑回收處理量大，能耗大。2多級(jí)逆流式：原料液和萃取劑依次按反方向通過各級(jí)，最終萃取

27、相從加料一端排出，并引入溶劑回收設(shè)備中，最終萃余相從加入萃取劑的一端排出，引入溶劑回收設(shè)備中。特點(diǎn)：各級(jí)萃取推動(dòng)力比較均勻，可用較少的萃取劑獲得比較高的萃取率，工業(yè)上廣泛采用。5、 理解單級(jí)萃取的計(jì)算，了解多級(jí)錯(cuò)流式和逆流式萃取的圖解作圖法。、單級(jí)萃取：（1）根據(jù)平衡數(shù)據(jù)作出溶解度曲線及輔助線。 （2）已知 xF , 在 AB 邊上定出 F 點(diǎn)，由萃取劑組成確定 S0 點(diǎn)。聯(lián)結(jié) FS0，代表原料液與萃取劑的混合液 M 點(diǎn)必在 FS0 線上。 （3）由 xR（或 xR）定出 R 點(diǎn)（若知 R 點(diǎn)，連 SR 線與溶解度曲線的交點(diǎn)即為 R 點(diǎn)）。再由 R 點(diǎn)利用輔助曲線求出 E 點(diǎn)，則 RE 與 F

28、 S0 線的交點(diǎn)即為混合液的組成點(diǎn) M。 根據(jù)杠桿原則-溶劑比 yE、xM、xR 、xR、yE可由相圖讀出。 6、 理解溶劑比的概念，其大小對(duì)萃取有何影響，若何確定？-溶劑比。如圖所示，在萃取過程中，當(dāng)溶劑比減少時(shí)，操作線逐漸向分配曲線靠攏，達(dá)到同樣分離要求所需的理論級(jí)數(shù)逐漸增加，當(dāng)溶劑比減少減少至一定值時(shí)，操作線和分配曲線相切，此時(shí)類似于精餾中的夾緊區(qū)，所需的理論級(jí)數(shù)無限多，此時(shí)的溶劑比稱為最小溶劑比（S/F）min,相應(yīng)的萃取劑用量的最低限度以Smin表示，顯然S為萃取操作中溶劑用量的最低極限值，實(shí)際操作時(shí)的萃取及必須大于此極限值。適宜的溶劑用量應(yīng)根據(jù)設(shè)備費(fèi)與操作費(fèi)之和最小的原則確定，一般

29、取為最小溶劑用量的1.1-2.0倍。即S=(1.1-2.0)Smin. 7、 掌握超臨界流體的概念、定義；理解超臨界流體的有關(guān)性質(zhì)。了解超臨界萃取的特點(diǎn)。 超臨界流體性質(zhì)：密度，黏度和自擴(kuò)散系數(shù)是超臨界流體的三個(gè)基本性質(zhì)。超臨界流體的密度接近于液體，黏度接近于氣體，而自擴(kuò)散系數(shù)介于氣體和液體之間，比液體答100倍左右，這意味著超臨界流體具有與液體相近的溶解能力，同時(shí)，超臨界流體萃取時(shí)的傳質(zhì)速率將遠(yuǎn)大于其處于液態(tài)下的溶劑萃取速率且能夠很快地達(dá)到萃取平衡。 超臨界流體有關(guān)性質(zhì)：（1）超臨界流體的 P-V-T 性質(zhì)： 在稍高于臨界溫度的區(qū)域內(nèi)，壓強(qiáng)稍有變化，就會(huì)引起流體密度很大變化。（2）超臨界流體

30、的傳遞性質(zhì)：超臨界流體密度接近液體，黏度接近氣體，具有與液體相近的溶解能力，同時(shí)其傳質(zhì)速率遠(yuǎn)大于液體溶劑并能很快達(dá)到萃取平衡。（3）超臨界流體的溶解能力：超臨界流體的溶解能力c與密度有關(guān)，一般密度越大、溶解能力越大。綜上所述，超臨界流體密度接近液體，黏度接近氣體，具有與液體相近的溶解能力，同時(shí)其傳質(zhì)速率遠(yuǎn)大于液體溶劑，其密度對(duì)壓力和溫度的變化非常敏感，從而其溶解能力也隨壓力和溫度的變化發(fā)生敏感的變化。8、 掌握超臨界流體萃取的基本原理、特點(diǎn)，掌握常見的3種典型流程。 原理：超臨界萃取以高壓、高密度的超臨界流體為萃取劑，從液體或固體中提取高沸點(diǎn)或熱敏性的有用成分，以達(dá)到分離或純化的目的。（超臨界

31、流體萃取包括萃取和分離兩個(gè)階段，在萃取階段，超臨界流體從原料中萃取出所需組分，在分離階段，通過改變某個(gè)參數(shù)或其他方法，使被萃取的組分從超臨界流體中分離出來，萃取劑則循環(huán)使用。）常見的3個(gè)流程：（1）等溫變壓流程：利用不同壓力下超臨界流體萃取能力（溶解度）的差異 ，通過改變壓力使溶質(zhì)與超臨界流體分離。（2） 等壓變溫流程：利用不同溫度下超臨界流體萃取能力（溶解度）的差異，通過改變溫度，使溶質(zhì)與超臨界流體分離。（3） 等溫等壓吸附流程：在分離器內(nèi)放置僅吸附溶質(zhì)而不吸附超臨界流體的吸附劑，通過吸附劑過程來達(dá)到溶質(zhì)與超臨界流體分離的目的。 超臨界流體密度接近液體，黏度接近氣體，具有與液體相近的溶解能力

32、，同時(shí)其傳質(zhì)速率遠(yuǎn)大于液體溶劑，其密度對(duì)壓力和溫度的變化非常敏感，從而其溶解能力也隨壓力和溫度的變化發(fā)生敏感的變化。超臨界流體萃取定義： 流體（溶劑）在臨界點(diǎn)附近某一區(qū)域（超過臨界區(qū)）內(nèi)，它與待分離混合物中的溶質(zhì)具有異常相平衡行為和傳遞性能、且它對(duì)溶質(zhì)溶解能力隨壓力和溫度改變而在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)變動(dòng)這一特性而達(dá)到溶質(zhì)分離的技術(shù)。超臨界萃取萃取劑的選擇 （1）超臨界流體的溶解能力對(duì)不同的溶質(zhì)是不同的，具有選擇性，遵從相似相溶原則。萃取選擇性 （2）物理性質(zhì)：性質(zhì)穩(wěn)定；適當(dāng)?shù)呐R界壓力，以減少壓縮費(fèi)用；具有低的沸點(diǎn)，以利于從溶質(zhì)分離； （3）經(jīng)濟(jì)； （4）無毒、無害。特點(diǎn)：超臨界流體的密度與溶解能力接

33、近于液體，而又保持了氣體的傳遞特性，故傳質(zhì)速率高，可更快達(dá)到萃取平衡；操作條件接近臨界點(diǎn)，壓力、溫度的微小變化都可改變超臨界流體的密度與溶解能力，故溶質(zhì)與溶劑的分離容易，費(fèi)用低；超臨界萃取具有萃取和精餾的雙重特性，可分離難分離物質(zhì)；超臨界流體一般具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、無毒無腐蝕性、萃取操作溫度不高等特點(diǎn)，故特別適用于醫(yī)藥、食品等工業(yè)；超臨界萃取一般在高壓下進(jìn)行，設(shè)備投資較大。第11章 物料干燥學(xué)習(xí)要求1、 理解干燥原理，為什么說干燥是傳質(zhì)、傳熱同時(shí)進(jìn)行的過程？干燥基本原理:溫度為 t、濕份分壓為 p 的濕氣體與濕物料的表面接觸，當(dāng)物料表面濕份分壓大于主濕氣體濕份分壓時(shí)，則存在傳質(zhì)推動(dòng)力。在推動(dòng)力（

34、分壓差）的作用下，濕份由物料表面向氣流主體擴(kuò)散而干燥，氣化需要能量，為此，需加熱。干燥介質(zhì)：用來傳遞熱量（載熱體）和濕份（載濕體）的介質(zhì)。干燥是傳質(zhì)、傳熱同時(shí)進(jìn)行的過程：在對(duì)流干燥過程中，熱空氣將熱量傳給熱物料，使物料表面水分汽化，汽化的空氣又要被空氣帶走。所以，干燥介質(zhì)過程既是載熱體又是載濕體。是傳質(zhì)傳熱同時(shí)進(jìn)行的過程。2、 掌握濕空氣的濕度，相對(duì)濕度，濕比熱，水蒸氣分壓，干球溫度，濕球溫度，露點(diǎn)的概念及其相互關(guān)系，掌握公式：(1) 濕度又稱濕含量，為空氣中水汽的質(zhì)量與絕干空氣體的質(zhì)量之比。濕度只表示濕空氣中所含濕份的絕對(duì)數(shù)，不能反映氣體偏離飽和狀態(tài)的程度（氣體的吸濕潛力）。(2) 相對(duì)濕度

35、：一定的系統(tǒng)總壓和溫度下，氣體中濕份蒸汽的分壓 pV 與系統(tǒng)溫度下濕份的飽和蒸汽壓 ps 之比。j 值在01之間：j 值越低，氣體偏離飽和的程度越遠(yuǎn)，吸濕潛力越大；j =100% 時(shí)，p=ps，氣體被濕份蒸汽所飽和，不能再吸濕。(3) 濕比熱：1kg 絕干氣體及所含濕份蒸汽溫度升高1所需要的熱量 kJ/(kg絕干氣體)式中：cg 絕干氣體的比熱，J/(kg絕干氣體)； cv 濕份蒸汽的比熱，J/(kg濕份蒸汽) 。(4)水蒸氣分壓：干空氣和濕空氣占有一定的體積并具有一定壓強(qiáng)時(shí)，當(dāng)水蒸氣占有與干空氣體積相同時(shí)所受壓力。(5)干球溫度：空氣的真實(shí)溫度為干球溫度，簡稱溫度，以t表示。(6)濕球溫度：

36、空氣傳給水分的顯熱等于水分汽化所需的汽化熱時(shí)，濕球溫度計(jì)上的溫度維持穩(wěn)定，這種穩(wěn)定溫度稱為該濕空氣的濕球溫度，以tw表示。(7) 露點(diǎn)：將不飽和空氣等濕冷卻到飽和狀態(tài)時(shí)的溫度稱露點(diǎn)，用 td 表示。(8) 絕熱飽和溫度：若兩相有足夠長的接觸時(shí)間，最終空氣為水汽所飽和，而溫度降到與循環(huán)水溫相同，這種過程稱為濕空氣的絕熱飽和冷卻過程或等焓過程，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)下的溫度稱為初始濕空氣的絕熱飽和冷卻溫度，簡稱絕熱飽和溫度，以tas表示。(9)相互關(guān)系：干球溫度t、濕球溫度tw（或tas）、露點(diǎn)溫度 td間的關(guān)系: 不飽和濕空氣 ： t tw（或 tas） td 飽和濕空氣 ： t = tw（或 tas）=

37、 td絕熱飽和溫度 tas和濕球溫度tw是兩完全不同的概念，但兩者均為空氣初始溫度和濕度H的函數(shù)，特別對(duì)水蒸氣空氣系統(tǒng)，兩者在數(shù)值上近似相等，這樣就可用濕球溫度tw代替絕熱飽和溫度 tas ，簡化許多計(jì)算。 3、 理解濕空氣的HI圖的制成原理，包括了哪些參數(shù)，熟練應(yīng)用HI圖查找狀態(tài)點(diǎn)（由已知兩個(gè)狀態(tài)參數(shù)查狀態(tài)點(diǎn)的作圖法，如已知干濕球溫度查狀態(tài)點(diǎn)等），查露點(diǎn)，分析狀態(tài)變化過程及相關(guān)的計(jì)算（熟練間壁式加熱和冷卻以及冷卻減濕過程，不同狀態(tài)的混合過程，絕熱過程）。HI 圖是在一定的總壓下制得，一般常壓P=Pa，縱坐標(biāo)為濕度H，橫坐標(biāo)為焓I，為表達(dá)清楚，橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)夾角為135，橫坐標(biāo)為斜軸。（1）等

38、濕度線（等H線）群：為平行于縱坐標(biāo)的線群（2）等焓線（等I線）群：為平行于橫坐標(biāo)（斜軸）的線群（3）等干球溫度線(等t 線) 當(dāng)t為一定值時(shí),I 和 H為直線關(guān)系，不同的t直線斜率不同。（4）等相對(duì)濕度線（等線）：當(dāng)值為某一定值1時(shí)，H與ps成曲線， ps而又是溫度t的函數(shù)，算出若干組H和t的對(duì)應(yīng)關(guān)系，描繪在HI坐標(biāo)中，即為等1線，同理得其他等線。（5）蒸氣分壓線HI圖的說明與應(yīng)用根據(jù)空氣任意兩個(gè)獨(dú)立參數(shù)，先在HI圖上確定空氣狀態(tài)點(diǎn)，然后查取其他狀態(tài)參數(shù)。如圖，只要知道任意兩參數(shù)，既可確定A位置，從而，得到其他參數(shù)。若已知濕空氣的一對(duì)參數(shù)ttw、 ttd、 t ，求濕空氣的狀態(tài)點(diǎn)，作圖方法如下

39、： 4、 掌握物料濕基水分，干基水分，平衡水分（平衡濕度）的定義。理解物料的平衡水分與介質(zhì)的H、t、相對(duì)濕度等有何關(guān)系？濕基含水量w：單位質(zhì)量的濕物料中所含液態(tài)濕分的質(zhì)量。 干基水含量 X：單位質(zhì)量的絕干物料中所含液態(tài)濕分的質(zhì)量。平衡水分：當(dāng)物料與一定狀態(tài)的空氣接觸后，物料將釋出或吸入水分，最終達(dá)到恒定的含水量，若空氣狀態(tài)恒定，則物料將永遠(yuǎn)維持這么多的含水量，不會(huì)因接觸時(shí)間延長而改變，這種恒定的含水量稱為該物料在固定空氣狀態(tài)下的平衡水分.關(guān)系(1):空氣的相對(duì)濕度較小,平衡水分越低,能夠被干燥除去的水分越多,當(dāng)j,=0時(shí),各種物料的平衡水分都為零,即濕物料只有與絕干空氣相接觸才能被干燥成絕干物

40、料.(2):物料的平衡含水量隨空氣溫度升高而略有減少.5、 理解影響干燥速度的因素，掌握理論干燥過程概念。恒速干燥段：物料表面濕潤，X Xc，汽化的是非結(jié)合水分。干燥速率由濕份汽化速率控制(取決于物料外部的干燥條件)降速干燥段：降速段干燥速率取決于濕份與物料的結(jié)合方式，以及物料的結(jié)構(gòu)，物料外部的干燥條件對(duì)其影響不大。影響干燥過程的主要因素 1）物料尺寸和氣固接觸方式 物料尺寸：減小物料尺寸，干燥面積增大，干燥速率加快。氣固接觸方式：(a) 干燥介質(zhì)平行掠過物料層表面 (差)；(b) 干燥介質(zhì)自上而下穿過物料層，不能形成流化床 (中)；(c) 干燥介質(zhì)自下而上穿過物料層，可形成流化床 (好)。

41、2） 干燥介質(zhì)條件 通過強(qiáng)化外部干燥條件 (增大t，減小H，增大u) 來增加傳熱傳質(zhì)推動(dòng)力，減小氣膜阻力，可提高恒速段 (表面汽化控制) 的干燥速率，但對(duì)降速段 (內(nèi)部擴(kuò)散控制) 的改善不大。強(qiáng)化干燥條件將使 Xc 增加，更多水分將在降速段汽化。氣體溫度的提高受熱源條件和物料耐熱性的限制。增大u，減小H ，需使用更大量的氣體，干燥過程能耗增加。 3）物料本性 物料本性不影響恒速段的干燥速率；物料結(jié)構(gòu)不同，與水分的結(jié)合方式、結(jié)合力的強(qiáng)弱不同，降速段干燥速率差異很大。強(qiáng)化干燥速率時(shí)，須考慮物料本性。若恒速段速率太快，有些物料會(huì)變形、開裂或表面結(jié)硬殼；而在降速段則應(yīng)考慮物料的耐熱性，如熱敏性物料不能

42、采用過高溫度的氣體作為干燥介質(zhì)。6、 理解干燥速度、干燥曲線、干燥速度曲線、恒速干燥、降速干燥的概念。干燥速率 U：干燥器單位時(shí)間內(nèi)在物料單位表面積上汽化的濕分量（kg濕分/(m2s)）。微分形式為 式中：N 干燥器的干燥速率，kg/(m2s)； S 物料表面積，即干燥面積，m2。 干燥曲線：物料濕含量 X 及物料表面溫度與干燥時(shí)間 t 的關(guān)系曲線。干燥速率曲線：干燥速率 U 或干燥通量 N 與濕含量 X 的關(guān)系曲線。干燥過程的特征在干燥速率曲線上更為直觀。恒速干燥段 ：物料溫度恒定在 tw，Xt 變化呈直線關(guān)系，氣體傳給物料的熱量全部用于濕份汽化，干燥速度為常數(shù)。降速干燥段 ：物料開始升溫，

43、X 變化減慢，氣體傳給物料的熱量僅部分用于濕份汽化，其余用于物料升溫，當(dāng) X = X* ，q = t。干燥速度逐級(jí)降低。7、 掌握熱風(fēng)干燥的各種操作流程及在HI圖上的表示。參見教材8、 掌握熱風(fēng)干燥的有關(guān)計(jì)算（物料衡算、熱量衡算，并結(jié)合HI圖及濕空氣的有關(guān)狀態(tài)參數(shù)及狀態(tài)變化過程）。物料衡算：（1）水分蒸發(fā)量W （Kg水/s）（2）絕干氣體消耗量： （Kg絕干空氣/s）單位空氣消耗量，絕干氣體比消耗： （Kg絕干空氣/kg水）（3）干燥產(chǎn)品流量G2： （Kg/s）熱量衡算：1）空氣預(yù)熱器傳給氣體的熱量為 ，如果空氣在間壁換熱器中進(jìn)行加熱，則其濕度不變，H0=H1，即 通過預(yù)熱器的熱量衡算，結(jié)合傳

44、熱基本方程式，可以求得間壁換熱空氣預(yù)熱器的傳熱面積。2）向干燥器補(bǔ)充的熱量Qd ：在連續(xù)穩(wěn)定操作條件下，系統(tǒng)無熱量積累，單位時(shí)間內(nèi)(以1秒鐘為基準(zhǔn))：3）干燥系統(tǒng)消耗的總熱量汽化濕分所需要的熱量： 加熱固體產(chǎn)品所需要的熱量 ： 放空熱損失 ： 總熱量衡算 ： 即干燥系統(tǒng)的總熱量消耗于：1）加熱空氣；2）蒸發(fā)水分；3）加熱濕物料；4）損失于周圍環(huán)境中。9、 理解干燥熱效率及影響干燥效率的因素。理解干燥器熱效率的計(jì)算。影響因素：(1)物料尺寸和氣固接觸方式 ：1）物料尺寸：減小物料尺寸，干燥面積增大，干燥速率加快。2)氣固接觸方式：(a) 干燥介質(zhì)平行掠過物料層表面 (差)；(b) 干燥介質(zhì)自上而

45、下穿過物料層，不能形成流化床 (中)；(c) 干燥介質(zhì)自下而上穿過物料層，可形成流化床 (好)。 (2)干燥介質(zhì)條件: 1)通過強(qiáng)化外部干燥條件 (t，H，u) 來增加傳熱傳質(zhì)推動(dòng)力，減小氣膜阻力，可提高恒速段 (表面汽化控制) 的干燥速率，但對(duì)降速段 (內(nèi)部擴(kuò)散控制) 的改善不大。2)強(qiáng)化干燥條件將使 Xc 增加，更多水分將在降速段汽化。3)氣體溫度的提高受熱源條件和物料耐熱性的限制。4)u，H ，需使用更大量的氣體，干燥過程能耗增加。 (3)物料本性:1)物料本性不影響恒速段的干燥速率；2)物料結(jié)構(gòu)不同，與水分的結(jié)合方式、結(jié)合力的強(qiáng)弱不同，降速段干燥速率差異很大。3)強(qiáng)化干燥速率時(shí)，須考慮

46、物料本性。若恒速段速率太快，有些物料會(huì)變形、開裂或表面結(jié)硬殼；而在降速段則應(yīng)考慮物料的耐熱性，如熱敏性物料不能采用過高溫度的氣體作為干燥介質(zhì)。干燥熱效率的計(jì)算： 10、了解常見干燥器類型，基本結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。 常見干燥器：廂式 (室式) 干燥器、洞道式干燥器、帶式干燥器、氣流干燥器、流化床干燥器、沸騰制粒干燥器、振動(dòng)流化床干燥器、噴霧干燥器、轉(zhuǎn)筒干燥器、雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機(jī)、旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)。1、 廂式 (室式) 干燥器 廂式干燥器的特點(diǎn) ：對(duì)各種物料的適應(yīng)性強(qiáng)，但物料得不到分散，氣固兩相接觸不好，干燥時(shí)間長?？捎枚嗫椎装鍦\盤，使氣體自上而下穿流通過物料層 (穿流型廂式干燥器)，以提高干燥速率。 優(yōu)點(diǎn)

47、：對(duì)物料適應(yīng)性強(qiáng)，可以用于各種物料的干燥，適用于小規(guī)模多品種、干燥條件變動(dòng)大的場合。 缺點(diǎn)：熱效率較低，產(chǎn)品質(zhì)量不易均勻。 2、 帶式干燥器 結(jié)構(gòu)及原理:將物料通過布料機(jī)構(gòu) (如星型布料器、擺動(dòng)帶、粉碎機(jī)或造粒機(jī)) 分布在輸送帶 (多為網(wǎng)狀) 上，輸送帶通過一個(gè)或幾個(gè)加熱單元組成的通道，每個(gè)加熱單元均配有空氣加熱和循環(huán)系統(tǒng)，每一個(gè)通道有一個(gè)或幾個(gè)排濕系統(tǒng)，在輸送帶通過時(shí)，熱空氣從上往下或從下往上通過輸送帶上的物料，從而使物料能均勻干燥。傳送帶可以做成多層，帶寬1-3m，長為4-50m，干燥時(shí)間為11-120分鐘.優(yōu)點(diǎn)：干燥過程中物料翻動(dòng)少，對(duì)晶體形狀保持完好，適用于處理粒狀、塊狀和纖維狀物料；

48、缺點(diǎn)：熱效率較低，生產(chǎn)能力較小。 3、 氣流干燥器 (1) 干燥速度快，固體物料分散懸浮在氣流中，氣固兩相間具有很大的傳熱傳質(zhì)面積。熱氣體進(jìn)口速度高(20-40m/s)，氣固兩相間(尤其是加速段)相對(duì)速度很大，平均體積傳熱系數(shù) ha 為 3000-7000 W/(m3K)，比其它類型干燥器高幾倍至幾十倍，同等生產(chǎn)能力條件下，氣流干燥器的體積小得多。 (2) 氣固并流操作，符合干燥基本規(guī)律，即在恒速段干燥條件十分強(qiáng)烈，而在降速段內(nèi)擴(kuò)散控制時(shí)，溫和的干燥條件正好與之相適應(yīng)，可以使用高溫氣體作為干燥介質(zhì)而不會(huì)燒壞物料。 (3) 干燥時(shí)間短，物料從進(jìn)入干燥器開始，到氣固兩相脫離接觸，整個(gè)干燥過程不超過

49、1秒鐘，因而氣流干燥又稱為快速干燥或閃蒸干燥，特別適合于熱敏性物料的干燥。 (4) 氣流干燥器中，固體物料呈活塞流流動(dòng)，每一顆粒子經(jīng)歷的干燥時(shí)間大致相同，因而干燥產(chǎn)品的濕含量均勻一致。 (5) 結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備投資少，占地面積小，操作方便，性能穩(wěn)定，維修量小。氣流干燥器的缺點(diǎn):(1) 物料停留時(shí)間短，只適合于干燥非結(jié)合水分的干燥，故常被用作物料的預(yù)干燥；(2) 顆粒破碎現(xiàn)象比較嚴(yán)重，顆粒之間以及顆粒與器壁之間的碰撞與摩擦。故不適合于干燥晶形不允許破壞的物料；(3) 氣固兩相分離任務(wù)很重，固體產(chǎn)品的放空損失較大，粉料排空對(duì)環(huán)境造成一定污染；(4) 氣固兩相接觸時(shí)間短，傳熱不充分，氣體放空損失大，熱

50、效率較低；(5) 氣體通過干燥系統(tǒng)的流動(dòng)阻力較大，因而風(fēng)機(jī)的動(dòng)力消耗較高，故總能耗較高。4、流化床干燥器特點(diǎn):(1) 氣流干燥與流態(tài)化干燥的區(qū)別在于操作氣速不同。氣流管中顆粒濃度較低，流化層中顆粒濃度較大； (2) 操作氣速低，但顆粒濃度高，氣固接觸面積很大，顆粒劇烈運(yùn)動(dòng)使氣膜受到強(qiáng)烈沖刷，表面更新速率很快，傳熱傳質(zhì)速率很高，體積傳熱系數(shù) ha 可達(dá)23007000 W/(m3K)；(3) 物料顆粒的劇烈運(yùn)動(dòng)和相互混合使床內(nèi)各處的溫度均勻一致，避免了物料的局部過熱，為物料的優(yōu)質(zhì)干燥提供了條件；(4) 物料停留時(shí)間任意可調(diào)，特別適合于干燥結(jié)合水分；(5) 連續(xù)操作時(shí)物料的停留時(shí)間分布很不均勻，部

51、分物料因停留時(shí)間過短而干燥不充分，部分顆粒因停留時(shí)間過長而過分干燥。單層流化床僅用于對(duì)產(chǎn)品濕含量的均勻性要求不高的場合，如硫銨、磷銨和氯化銨等的干燥。 5、沸騰制粒干燥器特點(diǎn):(1) 粉末制粒后，改善了流動(dòng)性，減少了粉塵的飛揚(yáng)，同時(shí)獲得了溶解性良好的產(chǎn)品；(2) 由于混合、制粒、干燥過程一次完成，熱效率高；(4) 產(chǎn)品的粒度能自由調(diào)節(jié)；(5) 設(shè)備無死角，卸料快速、安全、清洗方便。6、振動(dòng)流化床干燥器特點(diǎn):(1) 物料受熱均勻，熱交換充分，干燥強(qiáng)度高，比普通干燥器節(jié)能30%左右；(2) 流態(tài)化穩(wěn)定，無死角和吹穿現(xiàn)象；(3) 可調(diào)性好，適應(yīng)面寬，料層厚度和在機(jī)內(nèi)移動(dòng)速度以及振幅變更均可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)

52、節(jié)；(4) 對(duì)物料表面損傷小，可用于易碎、顆粒不規(guī)則物料的干燥；(5) 全封閉結(jié)構(gòu)可有效防止物料與空氣間的交叉污染。7、噴霧干燥器優(yōu)點(diǎn)：（1）干燥速度快，干燥時(shí)間短，特別適合于熱敏性物料；由液體直接得到干燥產(chǎn)品，無需蒸發(fā)、結(jié)晶、固液機(jī)械分離等操作，故又稱為一步干燥法。（2）改變操作條件可控制或調(diào)節(jié)產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)；（3）可將產(chǎn)品制成顆粒狀或空心狀，產(chǎn)品溶解性好；缺點(diǎn)：（1） 體積傳熱系數(shù)很低，ha約為3090W/m2K，水分汽化強(qiáng)度僅為1020kg/m3h，故干燥器體積龐大，熱效率較低，動(dòng)力消耗較大。（2）常發(fā)生粘壁現(xiàn)象，影響產(chǎn)品質(zhì)量。8、轉(zhuǎn)筒干燥器特點(diǎn)：(1) 機(jī)械化程度較高，生產(chǎn)能力較大；(2

53、) 干燥介質(zhì)通過轉(zhuǎn)筒的阻力較小；(3) 對(duì)物料的適應(yīng)性較強(qiáng)，操作穩(wěn)定方便，運(yùn)行費(fèi)用較低；(4) 裝置比較笨重，金屬耗材多，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜，維修量較大；(5) 設(shè)備投資高，占地面積大。第12章 其他分離方法12.1結(jié)晶學(xué)習(xí)要求1、 掌握結(jié)晶的基本概念，理解在液固相平衡圖上分析結(jié)晶操作原理。結(jié)晶：結(jié)晶是固體物質(zhì)以晶體狀態(tài)從蒸汽、溶液或熔融物中析出的過程，是獲得高純度固體物質(zhì)的單元操作。原理：熔融結(jié)晶是根據(jù)帶分離物質(zhì)之間的凝固點(diǎn)不同而實(shí)現(xiàn)物質(zhì)介質(zhì)分離的過程，主要應(yīng)用于有機(jī)物的分離提純。圖6-8雙組分低共熔系固液相圖，E點(diǎn)低共熔點(diǎn)，EB線上方熔融液X點(diǎn)冷卻至Y點(diǎn)，開始析出B的晶體；X點(diǎn)在AE線上方熔融液

54、冷卻則析出A的晶體；結(jié)晶過程分類：溶液結(jié)晶、熔融結(jié)晶、升華結(jié)晶、沉淀結(jié)晶。結(jié)晶過程第一步：成核過程：產(chǎn)生微小的但能夠成長的小晶體。第二步：晶核成長：以形成的微小晶體為核心，成長為宏觀晶體。結(jié)晶推動(dòng)力：溶液的過飽和度。晶漿（晶糊）：結(jié)晶出的晶體和余下的溶液的混合物。母液：從晶漿中去掉晶體后剩下的液體。結(jié)晶的質(zhì)量指標(biāo) 晶體大小和晶粒分布。2、 掌握結(jié)晶核形成的必要條件，掌握工業(yè)上晶核形成（起晶）的方法有哪幾種，理解其原理和特點(diǎn)。結(jié)晶核形成的必要條件：（1）建立過飽和度并控制過飽和度（2） 從母液中分離成長達(dá)到預(yù)期大小的晶體工業(yè)上晶核形成（起晶）的方法：（1）晶種起晶法：在介穩(wěn)區(qū)投入一定大小和數(shù)量的晶種粉體；（2） 自然起晶法：在不穩(wěn)區(qū)下均相成核和非均相成核（3）二次起晶法：晶核形成于結(jié)晶液中已經(jīng)存在的大量晶體。二次起晶因操作穩(wěn)定、易控制，并可在低飽和讀下進(jìn)行，被廣泛應(yīng)用。3、 掌握結(jié)晶中建立過飽和溶液的方法種類和原理。（1）冷卻結(jié)晶：（不移除溶劑的結(jié)晶）：a）間接換熱冷卻結(jié)晶-通過間壁式換熱冷卻來實(shí)現(xiàn)過飽和度（過冷度）；b）直接換熱冷卻結(jié)晶-通過冷卻介質(zhì)與母液直接混合冷卻來實(shí)現(xiàn)過飽和度（過冷度）（2）移除部分溶劑結(jié)晶：a）蒸發(fā)結(jié)晶-使溶液在常壓（沸點(diǎn)溫度）或減壓（低于正常沸點(diǎn)）下蒸發(fā)，部分溶劑汽