化工原理總結知識框圖（經典實用的化工原理及重要公式大放送）

2023-05-27 05:18:28 5

液體精餾

蒸餾的目的及基本依據

蒸餾的目的是分離液體混合物，它的基本依據 ( 原理 ) 是液體中各組分揮發度的不同。

主要操作費用

塔釜的加熱和塔頂的冷卻。

雙組份汽液平衡自由度

自由度為 2(P 一定， t ～ x 或 y ； t 一定， P ～ x 或 y) ； P 一定後，自由度為 1 。

泡點

泡點指液相混合物加熱至出現第一個汽泡時的溫度。

露點

露點指氣相混合物冷卻至出現第一個液滴時的溫度。

非理想物系

汽液相平衡關係偏離拉烏爾定律的成為非理想物系。

總壓對相對揮發度的影響

壓力降低，相對揮發度增加。

平衡蒸餾

連續過程且一級平衡。

簡單蒸餾

相平衡方程

物料衡算

輕組分回收率

默弗裡板效率

q線方程

塔內氣液流率

精餾段操作方程

提餾段操作方程

最小回流比

芬斯克方程

氣液傳質設備

板式塔的設計意圖

①氣液兩相在塔板上充分接觸，②總體上氣液逆流，提供最大推動力。

對傳質過程最有利的理想流動條件

總體兩相逆流，每塊板上均勻錯流。

三種氣液接觸狀態

鼓泡狀態：氣量低，氣泡數量少，液層清晰。泡沫狀態：氣量較大，液體大部分以液膜形式存在於氣泡之間，但仍為連續相。噴射狀態：氣量很大，液體以液滴形式存在，氣相為連續相。

轉相點

由泡沫狀態轉為噴射狀態的臨界點。

板式塔內主要的非理想流動

液沫夾帶、氣泡夾帶、氣體的不均勻流動、液體的不均勻流動。

板式塔的不正常操作現象

夾帶液泛、溢流液泛、漏液。

篩板塔負荷性能圖

將篩板塔的可操作範圍在汽、液流量圖上表示出來。

溼板效率

考慮了液沫夾帶影響的塔板效率。

全塔效率

全塔的理論板數與實際板數之比。

操作彈性

上、下操作極限的氣體流量之比。

常用塔板類型

篩孔塔板、泡罩塔板、浮閥塔板、舌形塔板、網孔塔板等。

填料的主要特性參數

①比表面積ａ，②空隙率ε，③填料的幾何形狀。

常用填料類型

拉西環，鮑爾環，弧鞍形填料，矩鞍形填料，階梯形填料，網體填料等。

載點

填料塔內隨著氣速逐漸由小到大，氣液兩相流動的交互影響開始變得比較顯著時的操作狀態為載點。

泛點

氣速增大至出現每米填料壓降陡增的轉折點即為泛點。

最小噴淋密度

保證填料表面潤溼、保持一定的傳質效果所需的液體速度。

等板高度 HETP

分離效果相當於一塊理論板的填料層高度。

填料塔與板式塔的比較

填料塔操作範圍小，宜處理不易聚合的清潔物料，不易中間換熱，處理量較小，造價便宜，較宜處理易起泡、腐蝕性、熱敏性物料，能適應真空操作。板式塔適合於要求操作範圍大，易聚合或含固體懸浮物，處理量較大，設計要求比較準確的場合。

全塔效率

填料塔高度

液液萃取

萃取的目的及原理

目的是分離液液混合物。原理是混合物各組分溶解度的不同。

溶劑的必要條件

①與物料中的Ｂ組份不完全互溶，②對Ａ組份具有選擇性的溶解度。

臨界混溶點

相平衡的兩相無限趨近變成一相時的組成所對應的點。

和點

兩股流量的平均濃度在相圖所對應的點。

差點

和點的流量減去一股流量後剩餘的濃度在相圖所對應的點。

分配曲線

相平衡的 y A ~x A 曲線。

最小溶劑比

當萃取相達到指定濃度所需理論級為無窮多時，相應的 S/F 為最小溶劑比。

選擇性係數

β =(y A /y B )/(x A /x B ) 。

操作溫度對萃取的影響

溫度低， B 、 S 互溶度小，相平衡有利些，但粘度大等對操作不利，所以要適當選擇。

分配係數

選擇性係數

單級萃取

；

；

其他傳質分離方法

溶液結晶操作的基本原理

溶液的過飽和。

造成過飽和度方法

冷卻，蒸發濃縮。

晶習

各晶面速率生長不同， 形成不同晶體外形的習性。

溶解度曲線

結晶體與溶液達到相平衡時，溶液濃度隨溫度的變化曲線。

超溶解度曲線

溶液開始析出結晶的濃度大於溶解度，溶液濃度隨溫度的變化曲線為超溶解度曲線，超溶解度曲線在溶解度曲線之上。

溶液結晶的兩個階段

晶核生成，晶體成長。

晶核的生成方式

初級均相成核，初級非均相成核，二次成核。

再結晶現象

小晶體溶解與大晶體成長同時發生的現象。

過飽和度對結晶速率的影響

過飽和度 Δ C 大，有利於成核；過飽和度 Δ C 小，有利於晶體成長。

吸附現象

流體中的吸附質藉助於範德華力而富集於吸附劑固體表面的現象。

物理吸附與化學吸附的區別

物理吸附靠吸附劑與吸附質之間的範德華力，吸附熱較小；化學吸附靠吸附劑與吸附質之間的化學鍵合，吸附熱較大。

吸附分離的基本原理

吸附劑對流體中各組分選擇性的吸附。

常用的吸附解吸循環

變溫吸附，變壓吸附，變濃度吸附，置換吸附。

常用吸附劑

活性炭，矽膠，活性氧化鋁，活性土，沸石分子篩，吸附樹脂等。

吸附等溫線

在一定的溫度下，吸附相平衡濃度隨流體相濃度變化的曲線。

傳質內擴散的四種類型

分子擴散，努森擴散，表面擴散，固體 ( 晶體 ) 擴散。

負荷曲線

固定床吸附器中，固體相濃度隨距離的變化曲線稱為負荷曲線。

濃度波

固定床吸附器中，流體相濃度隨距離的變化曲線稱為濃度波。

透過曲線

吸附器出口流體相濃度隨時間的變化稱為透過曲線。

總物料衡算式

傳質區計算式

溼度

焓

比容

溼球溫度

絕熱飽和溫度

路易斯規則

空氣-水系統

℃

，

固體乾燥

物料去溼的常用方法

機械去溼、吸附或抽真空去溼、供熱乾燥等。

對流乾燥過程的特點

熱質同時傳遞。

主要操作費用

空氣預熱、中間加熱。

t as 與 t W 在物理含義上的差別

t as 由熱量衡算導出，屬於靜力學問題； t W 是傳熱傳質速率均衡的結果，屬於動力學問題。

改變溼空氣溫度、溼度的工程措施

加熱、冷卻可以改變溼空氣溫度；噴水可以增加溼空氣的溼度，也可以降低溼空氣的溼度，比如噴的是冷水，使溼空氣中的水分析出。

平衡蒸汽壓曲線

物料平衡含水量與空氣相對溼度的關係曲線。

結合水與非結合水

平衡水蒸汽壓開始小於飽和蒸汽壓的含水量為結合水，超出部分為非結合水。

平衡含水量

指定空氣條件下，物料被乾燥的極限為平衡含水量。

自由含水量

物料含水超出平衡含水量的那部分為自由含水量。

臨界含水量及其影響因素

在恆定的空氣條件下，乾燥速率由恆速段向降速段轉折的對應含水量為臨界含水量 Xc 。它與物料本身性質、結構、分散程度、乾燥介質（ u 、 t 、 H ）有關。

乾燥速率對產品性質的影響

乾燥速率太大會引起物料表面結殼，收縮變形，開裂等等。

連續乾燥過程的特點

乾燥過程可分為三個階段，預熱段、表面汽化段、升溫段。

熱效率

熱效率 η等於汽化水分、物料升溫需熱 / 供熱。

理想乾燥過程的條件

①預熱段、升溫段、熱損失忽略不計；②水分都在表面汽化段除去。

提高熱效率的措施

提高進口氣溫 t 1 ，降低出口氣溫 t 2 ，採用中間加熱，廢氣再循環。

乾燥速率

恆速段速率

間隙乾燥

恆速段時間：

降速段時間：

(近似處理

)

連續乾燥

物料衡算

熱量衡算

；

預熱器

；

理想乾燥

熱效率

；當

時

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