食工原理(2)总结

萃取
一、萃取分离液体混合物的依据以及处理的对象； 二、三元体系的液-液相平衡：组成在三角形相图上的表示、 溶解度曲线和混溶点、共轭相和联结线，辅助曲线和临界 混溶点、分配系数和分配曲线、温度对相平衡的影响、 萃取剂（溶剂）的选择、选择性系数； 三、萃取过程的计算：萃取过程在三角形相图上的表示 （如：萃取相E和萃余相R、萃取液E和萃余液R ）、杠杆 规则、单级萃取的计算（重点）、多级错流萃取计算、 多级逆流萃取计算和最小溶剂用量（了解）
食工原理（2）总结
传质原理
• 传质机理和吸收速率：扩散系数、等分子 反向扩散（蒸馏操作）、一个 组分通过另 一组分扩散（吸收）、传质模型（三个， 重点双膜理论论点）、吸收速率速率方程 （各种推动力形式下），气膜控制和液膜 控制的概念，并从中得到强化传质途径； • 漂流因数的定义，影响因素。
吸收
一、吸收操作概念，依据 二、相平衡关系：亨利定律、吸收剂的选择 三、吸收塔的计算（重点）：全塔物料衡算、吸收率 的概念、操作线方程、溶剂用量的确定（最小液 气比的计算）、塔径计算、填料层高度的计算 [传质单元高度和传质单元 数的计算（掌握平均 推动力法）] 四、脱吸：方法、与吸收的异同点（了解概念） 五、填料塔：结构和填料种类（三种）、填料塔的 流体力学性能（气体通过填料层的压强降图 三个区）

0.903m 0.842
N OG
4 Y Y2 0.111 0.00222 1 7.32 Ym 0.01487 Y1 Y2 0.04788 0.00222 0.01487 Y1 0.04788 ln ln Y2 0.00222
Ym
Y1 0.111 1.2 0.0526 0.04788 Y2 0.00222 0 0.00222
(1)Y1
解：
y1 0.1 0.111 , Y2 0.111 (1 0.98) 0.00222 1 y1 1 0.1
0.05 0.0526 , X2 0 1 0.5 V 501 0.1 45kmol/h X1 L
93.06kmol/h 1675.13kg/ 450.111 0.00222 h 0.0526
吸收章的计算公式
Y mX
E m p
N A kG ( pA pAi ) N A kL (cAi cA )
N A k y ( yA yAi ) N A k x ( xA i xA )
N A K G ( pA pAe ) N A K Y (YA YAe )
1、=3的理想溶液，xF=0.6,q=1进料,要求馏出液中易挥发组分 的组成不小于90%，残液组成不大于2%。求： （1）每获1mol馏出液时原料液用量； （2）若R=5，它相当于Rmin的多少倍？ （3）假设料液加到板上后，加料板上的浓度仍为60%，求提馏 段第二块理论板上的气相组成。 解：
(1) F 1W 0.9 0.02 F 0.6 0.9 W 0.02 F 1.52mol 0.6 0.02 3 0.6 (2)yq 0.81Fra Baidu bibliotek 1 3 1 0.6 0.9 - 0.818 1.5 Rmin 0.376 3.99 0.818- 0.6 0.376
2.在一逆流操作的填料吸收塔用清水吸收混合气中A，除A以外 的气体可以按照单一的惰性气体处理。进入吸收塔的气体流量 为50kmol/h，其中A的摩尔分数为0.1。要求A的回收率为98%， 并且得到的水溶液中A的摩尔分数不低于5%，吸收在200C、 1.2atm下进行操作，m=1.2，KY=0.5kmol/(m2.h)，塔内填料的 有效比表面积为180m2/m3，塔内气体的空塔流速为0.5m/s， 试求： （1）水的用量； （2）塔径； （3）填料层高度。
tw t k H rt
w

( H s,t H )
w
了解
r0 tas t ( H as H ) cpH
W L( H 2 H1 ) G( X1 X 2 )
Qp LI1 I 0 L(1.01 1.88H 0 )(t1 t 0 )
I1 QL QD LI 2 I1 GI 2
6、在常压下，200C时，氨在空气中的分压为15.2kPa， 1.09 与之平衡的氨水浓度为15kgNH3/100kgH2O，此时m=-------. 气膜 7、所谓气膜控制，即吸收总阻力集中在————一侧， 液膜 一侧阻力可忽略；如果说吸收质气体属于难 而———— 液膜 控制。 溶气体，则此吸收过程是————
W 2490 1.88t 2 100% Qp QD
蒸发章公式
一、沸点升高 1. f 0 0.0162T 273 f r 2. t pm T
2
t pm由pm查水蒸汽表查出, pm p 3. 1 ~ 1.50 C
干燥
一、湿空气的性质与湿焓图：湿度、相对湿度、焓、比体积、 干球温度、湿球温度、绝热温度、露点温度等 二、物料衡算和热量衡算：湿基含水量和干基含水量的换算、 空气消耗量、蒸发水分量、预热器所需热量、等焓干燥过 程和非等焓干燥过程等 三、平衡关系和速率关系：物料中的水分（平衡水分和自由水 分、非结合水分和结合水分、临界水分）、恒定干燥条件、 恒速阶段和降速阶段、干燥时间的计算
蒸馏
一、蒸馏操作分离液体混合物的依据：各组分挥发度的差异 二、两组分溶液的气液平衡：相图和气液平衡方程，相对挥发度； 三、平衡蒸馏和简单蒸馏（基本概念） 四、精馏原理：1、多次部分汽化（得到高纯度难挥发度产品） 和多次部分冷凝（得到高纯度易挥发度产品） ；2、保证连 续稳定操作的两个必不可少的条件 五、理论板的概念和恒摩尔流的假定（符合的条件） 六、精馏的计算（重点）：全塔物料衡算、精馏段和提馏段 操作线方程、回收率的概念、进料热状况、理论板数的计算 （重点逐板计算法，图解法）、回流比（全回流和最小回流比 的计算） 七、间歇精馏、恒沸精馏和萃取精馏：（了解基本概念） 八、塔设备：塔板种类（说出三种）和几个不正常操作现象
N OG dY Y2 Y Ye
Y1
H OG
V KY aA
N OG
Y1 Y2 Y1 Y2 Y1 Y2 Ym Y ln 1 Y2
D 4Vs u 0
塔径的计算
蒸馏章公式:
气液平衡方程 全塔物料衡算
x y 1 ( 1) x
F D W Fx F Dx D WxW
L qF W xm xw L qF W L qF W L RD 1.5mol,W 1.52 1 0.52mol 1 ym L qF W xm xw L qF W L qF W 1.5 1.52 0.52 0.00416 xm 0.02 1.208xm 1.5 1.52 0.52 1.5 1.52 0.52 1.208 0.6 0.00416 0.721 y2 1 ym
五种进料热状况
L RD V ( R 1) D
L L q F
=1 =0 =液汽比 >1 <0
L L qF V V (q 1)F
进料线方程
xF q y x q 1 q 1
精馏段操作线方程
yn 1
R 1 xn xD R 1 R 1
概念题： 1、精馏操作要使混合物中的组分得到完全分离， 部分汽化 。 必须进行多次地—————— 部分冷凝 、————— 单位进料量促使加料板上液体的增加量 2、q的定义是——————————————； 1 饱和液体进料q =———— ； 1/4 蒸汽是液体的3倍的混合物进料时q =———— 。
平衡 状态，即两相温度相等。 3、离开理论板时，气液两相达到———— 降低 4、简单蒸馏过程中，釜内易挥发组分浓度逐渐———————， 其沸点则逐渐—————— 。 升高 筛板 5、在我校的精馏实验中，使用的塔是————塔，实验目的 全塔效率 是测定塔的———— 。
Hg 2
二、溶液的沸点t T , t Tk 三、有效温度差t T t

T为二次蒸汽温度Tk为冷凝器操作压强下的蒸汽的饱和温度
四、蒸发量 w0 W F 1 w1 五、完成液浓度 Fw0 F W 六、加热蒸汽消耗量 Wr Fc p 0 (t1 t 0 ) QL D r 七、蒸发器的传热外表面积S o w1 Q Q K o t K o T t1 Q Wr Fc p 0 (t1 t 0 ) So

提馏段操作线方程
L W ym 1 xm xw L W L W L qF W xm xw L qF W L qF W
最小回流比
Rmin
xD y q y q xq
EMV y y n n 1 yn yn 1
单板效率的计算公式
蒸发
一、蒸发操作，二次蒸汽的概念，蒸发操作的特点： 恒温传热、溶液沸点升高、热能的利用等 二、单效蒸发和多效蒸发 三、单效蒸发的计算（重点）：1、沸点升高（温度差损失） 概念及计算；2、蒸发量W、加热蒸汽消耗量D、蒸发器 的传热面积S。 四、多效蒸发与单效蒸发（在完成相同任务的情况下）比较： （1）温度差损失、（2）经济程度、（3）生产能力、（4） 生产强度U。多效蒸发计算（了解）。
N A K L (cAe cA ) N A K X ( X Ae X A )
全塔物料衡算
L( X1 X 2 ) V (Y1 Y2 )
Y2 Y1 (1 A )
最小液气比
Y Y L 1 2 V min Y1 X 2 m
填料层高度的计算
Z H OG N OG
( 2)V 50 22.4 0.278m 3 /s
293 1 1001 .7m 3 /h 273 1.2
4V 4 0.278 D 0.84m u 3.14 0.5 ( 3) Z H OG N OG 0.903 7.32 6.61m H OG V K Y a 45 0.5 180
1.在B-S部分互溶物系中加入溶质A组分，将使B-S互溶度—— 。 增加 降低 恰当降低操作温度， B-S—— 。 yA<xA 2.若B-S部分互溶物系中，分配系数kA<1表示：———。
选择性系数与精馏操作中———— 相当。
C 3.进行萃取操作时应使溶质A的——。 （A）分配系数大于1（B）分配系数小于1 （C）选择性系数大于1 （D）选择性系数等于1 4.用纯溶剂S对A、B混合液进行单级（理论）萃取。进料量
EML
xn 1 xn xn 1 xn
干燥章公式
pv H 0.622 p pv
pv 100% ps
273 t 1.013 10 5 vH 0.772 1.244 H 273 p
I (1.01 1.88H )t 2490 H
鲍尔环 8、在我校实验用的吸收塔中所用的填料为—————。
非结合水分 9、干燥操作时，物料首先被除去的水为————，不能用 干燥 平衡水分 方法除去的水分为————。 10、物料中的水分与空气达到平衡时，物料表面所产生的水 相等 蒸汽分压与空气中水蒸气分压————。 零 。 11、非吸水性的物料的平衡水分接近于————