化工-4
4 化工事故多米诺效应
1、多米诺效应触发因素 火灾--热负荷
池火(Poolfire) 闪火(Flashfire) 火球(Fireball) 喷射火(Jetfire)
1、多米诺效应触发因素 爆炸—冲击波、热负荷、抛射破片
受限空间蒸汽云爆炸(CvCE) 沸腾液体扩展蒸汽云爆炸(BLEVE) 蒸汽云爆炸(UVCE) 粉尘爆炸
© 2013
Department of Safety Engineering
行业安全特色课程
4、多米诺效应事故顺序
统计表明,并非所有的重 大事故都会触发多米诺效 应,只有当火灾和爆炸产 生的能量足够大,其危害 波及范围内存在其他危险 单元时,才可能发生重大 事故的多米诺效应。其中 火灾主要靠强烈的热辐射 作用对人和设备产生危害, 常用热负荷表征；爆炸则 主要是靠冲击波、抛射碎 片及热负荷的作用。
0.057 0.043 0.033 65 0.016 70 0.0143
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∆
行业安全特色课程
损害范围—能量 爆炸的损害半径
冲击波超压对人体的伤害作用
超压/MPa 0.02~0.03 0.03~0.05 0.05~0.10 >0.10 伤害作用 轻微损伤 听觉器官损伤或骨折 内脏严重损伤或死亡 大部分人员死亡
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二、多米诺效应产生机理
国内外学者给出了其不同定义，一般认为多米诺效 应是一个连锁性事件、初始事故的后果因为空间和时 间上引发其他次生事故而扩大，导致一个大的事故。 简单而言知，多米诺效应，是指在一个相互联系的系 统中，一个很小的初始能量就可能产生一连串的连锁 反应。多米诺事故的产生就是由多米诺效应所引发， 一般认为多米诺效应是一种事故的连锁和扩大效应。
化工新技术2006-4
K>1或K<1
界面张力增大，固体颗粒易在界面集中，使界面减少
17
2.双水相萃取的技术特征和工艺流程
2.1双水相萃取的技术特征
双水相萃取是一项可以利用不复杂设备，并
在温和条件下进行简单操作就可获得较高收率和
纯度产品的新型分离技术。
18
(1)体系有生物亲和性
双水相体系水分含量高，操作简便，条件温和，分
1～2个步骤，使整个分离过程更经济。
（7）易于工程放大和连续操作 各参数可以按比例放大而不影响产物收率。
11
1.4 影响分配平衡的因素
水溶性两相的形成条件和定 量关系常用相图来表示，以 PEG/Dextran体系的相图为例， 曲线TCB称为结线，C为临界点，
结线上方是两相区，下方是单
相区。在相图曲线上方时(M点) 体系分成轻相(或称上相)组成用
不能形成均一相，从而具有分离倾向，在一定条件下
即可分为二相。一般认为只要两聚合物水溶液的憎水 程度有所差异，混合时就可发生相分离，且憎水程度 相差越大，相分离的倾向也就越大。
4
与一般的水-有机溶剂体系相比较，双水相体系中两相
的性质差别(如密度和折射率等)较小。由于折射率的
差别甚小，有时甚至都难于发现它们的相界面。两相 间的界面张力也很小，仅为10-6～10-4 N· -1 (一般体系 m 为10-3～10-2 N· -1 )。界面与试管壁形成的接触角几乎 m 是直角。
24
研发方向：
用改性淀粉PPT、Reppa／PES的淀粉衍生物、Pulluan的微
生物多糖、糊 精、麦芽糖糊精、乙基羟乙基纤维素等代替 葡聚糖。
用聚乙烯醇、聚乙烯毗咯烷酮作为PEG的替代品。 用硫酸钠、硫酸镁、碳酸钾等盐取代磷酸盐。
《化工原理》3-4章期末考试复习题
《化工原理》3-4章期末考试复习题《化工原理》3-4章期末考试复习题一、填空题2-1 一球形石英颗粒，分别在空气和水中按斯托克斯定律沉降，若系统温度升高，则其在水中的沉降速度将，在空气中的沉降速度将。
答案：下降，增大分析：由斯托克斯定律μρρ18)(2gd u s t -=对空气系统，s ρ 》ρ，故 uu u u t t '≈'对水系统，水的密度随温度的变化可忽略，故同样有uu u u t t '≈'可见无论是气体还是液体，温度的改变主要是通过粘度变化来影响沉降速度。
气体粘度随温度升高而增加，故沉降速度下降；液体粘度随温度升高而减小，故沉降速度增大。
但要注意此结论是通过斯托克斯定律得出，其他情况还需要具体分析。
2-2若降尘室的高度增加，则沉降时间，气流速度，生产能力。
答案：增加；下降；不变分析：因沉降距离增加，故沉降时间将增加。
降尘室高度的增加使气体在降尘室内的流道截面增大，故气流速度下降。
生产能力的计算公式为： t Au Vs =可见，降尘室的生产能力只决定于沉降面积和沉降速度而与降尘室的高度无关。
2-3 选择旋风分离器型式及决定其主要尺寸的根据是；；。
答案：气体处理量，分离效率，允许压降2-4 通常，非均相物系的离心沉降是在旋风分离器中进行，悬浮物系一般可在旋液分离器或沉降离心机中进行。
答案：气固；液固2-5 沉降操作是指在某种中利用分散相和连续相之间的差异，使之发生相对运动而实现分离的操作过程。
沉降过程有沉降和沉降两种方式。
答案：力场；密度；重力；离心2-6 阶段中颗粒相对于流体的运动速度称为沉降速度，由于这个速度是阶段终了时颗粒相对于流体的速度，故又称为“终端速度”。
答案：等速；加速2-7影响沉降速度的主要因素有① ；② ；③ ；答案：颗粒的体积浓度；器壁效应；颗粒形状2-8 降尘室通常只适合用于分离粒度大于的粗颗粒，一般作为预除尘使用。
答案：50μm 2-9 旋风分离器的总效率是指，粒级效率是指。
化工制图CAD-4_化工设备图绘制
5、填写明细表和接管表： A.明细表：序号由下向上填写。 B.管口表：序号由上至下填写。
6、填Байду номын сангаас技术特性表、编写技术要求、 填写标题栏： A.技术特性表：包括设计压力、设计温 度、工作温度、工作压力、物料名称和 专用设备所含的特殊技术性能。 B.技术要求：包括设备在制造、检验、 安装等方面的要求、方法、指标，设备 在保温、防腐蚀等要求及设备在制造中 所需依据的通用技术条件。 C.标题栏：
4、编写零部件序号和管口符号： A. 零部件：相同零部件标注同一件事号 （在明细表中要说明个数或套数），组 合件尽量编为一个件号。件号由左下方 开始，用阿拉伯数字、顺时针编写，以 水平或竖直方向整齐排列。 B.管口：相同管口编为同一件号（要在 符号的右下角加注阿拉伯数字），同一 管口在各个基本视图上要重复注写。管 口符号统一用小写汉语拼音字母编写。
3、选择辅助视图和各种表达方法：根 据基本视图所表达的设备特点，选择 辅助视图补充基本视图的不足。通常 采用局部放大图、局部视图、剖视图、 剖面图和断面图。
二、化工设备图的绘制： 化工设备图的绘制： 1、确定绘图比例、选择图幅、布置图 纸幅面： 2、画图：先画主视图，同时根据绘图 原则画出其他基本视；再画辅助视图。 绘制视图时，先画主要基准线，再画 出设备轮廓，然后画细部。
3、尺寸和焊缝代号的标准： ①尺寸标注的要求：正确、完整、清 晰、合理。 ②尺寸标注：包括特性尺寸、装配尺 寸、安装尺寸、外形尺寸。 ③尺寸基准：
④典型结构尺寸注法： A.筒体尺寸：内径、壁厚、高度或长 度。 B.封头尺寸：壁厚和高度。 C.管口尺寸：管口直径和壁厚。 D.填充物：总体尺寸和填充物规格尺 寸。 ⑤焊缝代号标注：
第三章
化工设备图的绘制
作业解答化工热力学第四章化工过程的能量分析2019
• 因水在等压下冷却，已知水的恒压热容为4186.8J·kg-1·K-1， 故水的熵变为
S sy s
Cp
ln
T2 T1
4168 .8ln
343 363
237 .2J
kg1 K 1
• 1kg水从363K冷却至343K，放出热量Q为 • Q= 4186.8×1×(343-363) = - 83736J
• Wid=∆H-T0∆S =（2805.3-3428）-293×（7.844-7.488）＝-727kJ
• WL＝Wid－WS＝（-727）-（-615.2）＝111.8 kJ/kg
• 热力学效率
WS 80% 615 .2 0.8462
Wid
727
• 4-6 某工厂有一输送90℃热水的管道，由于保温不良，到 使用单位，水温降至70℃，试计算热水由于散热而引起的 有效能损失。设大气温度为298K。
gZ 9.81 6 58.86m2 / s2 58.86 J / kg 0.5886 kJ / kg
• 则吸热量
Q 100.5 0.05886 100.55886kJ / kg
• 则每小时吸热量为
80 Q 80 100 .55886 8.0447 103 kJ / h
• 输入的功
Ws
=
-
2. 4 1000 3.2
-750J
kg-1
=
-0.750kJ
kg-1
• 放出的热量
Q = - 720 = -225J kg-1 3.2
• 位能的变化 g∆Z=9.81×20=196.2 J•kg-1 =0.1962k J•kg-1
4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚
4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚是一种化学物质，也被称为HO-CH2-CH2-CH2-CH2-O-(CH2-CH2-O)n-H。
它是一种聚醚化合物，由2种主要成分组成，一种是羟基，另一种是乙烯基。
4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚是一种常见的化工原料，应用广泛。
它作为表面活性剂和助剂被广泛应用于各种领域，包括清洗剂、润滑剂、油漆、染料、医药、食品、化妆品等。
在清洗剂中，4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚增加了洗涤性能，并提供了柔软性、抗静电性和抗污染性。
在润滑剂中，它起到润滑和保护的作用。
在油漆中，它是一种增稠剂和抗乳化剂。
在医药中，它是一种开发和制造微胶囊和其他药物交付系统的重要原材料。
在食品和化妆品中，它被用作乳化剂、稳定剂和增稠剂。
4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚的优点在于它有很好的渗透性和稳定性。
它能够渗透到许多不同类型的物质中，包括水、有机溶剂和气体。
它的稳定性使其适用于各种各样的应用，不容易分解或变质。
在工业上，4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚有一些重要的用途。
它是一种用于涂层的表面处理剂，用于防冻和去污等工艺。
它也是一种用于塑料和橡胶制造的增塑剂和助剂。
在纺织业中，它是一种用于防皱和增加柔软性的助剂。
在皮革加工中，它被用作润滑剂和防水剂。
此外，它还适用于许多其他各种工业应用，包括造纸、食品加工、环境保护和能源行业。
然而，4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚在使用过程中也需要注意一些问题。
因为它具有较高的表面活性，必须小心使用，并避免接触眼睛和皮肤。
此外，如果长时间接触，也可能会导致过敏或刺激。
总的来说，4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚在现代化学工业和生产中扮演着重要角色。
其用途广泛，可应用于多个领域，优点在于渗透性和稳定性。
尽管需注意使用安全问题，但仍是化学工业中一种不可或缺的化合物。
化工原理第4章
Re t ut d
5.3沉降分离设备
5.3.1重力沉降设备
5.3.2离心沉降设备
5.3.1重力沉降设备
降尘室
降尘室的生产能力
降尘室的生产能力是指降
尘室所处理的含尘气体的体
气体 进口 气体 出口
积流量，用qv表示，m3/s。 降尘室内的颗粒运动
气体
集灰斗 降尘室
L B
u
H
以速度u
随气体流动
FD 3d p u
当流速较高时，Stokes定律不成立。因此，对一 般流动条件下的球形颗粒及其其他形状的颗粒， FD的数值尚需通过实验解决。
（2）曳力（阻力）系数 对球形颗粒， 用因次分析并整理后可得：
FD = F (d p , u, , )
1 2 FD AP u 2
Re P d p u
回顾第1章流体沿固体壁面流过的阻力分为两类：表 皮阻力（即表面摩擦阻力）和形体阻力（边界层分离产 生旋涡），绕流时颗粒受到流体的总曳力:
FD与流体 、 、相对流速 u 有关，而且 受颗粒的形状与定向的影响，问题较为复杂。至 今，只有几何形状简单的少数情况才可以得到FD 的理论计算式。例如，粘性流体对球体的低速绕 流（也称爬流）时FD的理论式即斯托克律 （Stokes）定律为：
计算
例3-3 降尘室除常压炉气中的球形尘粒。降尘室 3 宽和长分别为2m和6m，处理量为1标准 /s，炉气温 -5 度427℃，相应ρ=0.5kg/m3，μ=3.4×10 Pa.s，固体 密度ρS= 400kg/m3，规定气速≤0.5m/s，试求： ①降尘室总高度H； ②理论上能完全分离下来的最小颗粒尺寸； ③粒径为40μm 的颗粒的回收百分率；
m/s
n-甲基-4-哌啶酮化工标准
n-甲基-4-哌啶酮化工标准n-甲基-4-哌啶酮是一种重要的有机化工原料，广泛应用于医药、农药、燃料等领域。
由于其合成工艺具有一定的复杂性，因此需要制定相应的化工标准来规范生产过程，保证产品质量。
以下是对n-甲基-4-哌啶酮化工标准的一些理解和建议。
一、外观和物理性质n-甲基-4-哌啶酮的外观应为白色或微黄色结晶，具有吸湿性。
其熔点应不低于80℃，沸点应不低于180℃。
相对密度（25℃）应不低于1.01。
这些指标可以反映产品的纯度和质量。
二、化学性质n-甲基-4-哌啶酮应能与醇、醚、酮等有机溶剂混溶，能与水以任意比例混溶，同时应具有较高的化学稳定性。
在常温下不易被氧化，与酸、碱等物质不发生明显反应。
这些性质可以保证其在不同的应用场景中具有良好的使用性能。
三、纯度和杂质含量n-甲基-4-哌啶酮的纯度应不低于98.5%，其中杂质含量不应超过1.5%。
主要杂质包括N-甲基-3-哌啶酮、N-甲基-2-哌啶酮等。
杂质含量的高低直接影响产品的质量和用途，因此应严格控制。
四、制备工艺n-甲基-4-哌啶酮的制备工艺包括反应原料、反应条件、精制方法等。
在制备过程中，需要注意控制反应温度、压力、原料配比等参数，确保产品质量和产量。
同时，在精制过程中，需要采用合适的溶剂和分离技术，保证产品的纯度和收率。
五、安全性和环保性n-甲基-4-哌啶酮具有一定的毒性，长期接触或吸入可对人体造成伤害。
因此，在生产过程中应注意安全防护措施，如穿戴防护服、手套、口罩等。
此外，该物质对环境也有一定的污染性，应采取合理的环保措施，如废水处理、废弃物回收等，以减少对环境的影响。
六、检测方法和检验规则为了保证n-甲基-4-哌啶酮的质量和稳定性，需要采用合适的检测方法进行质量检验。
常见的检测方法包括色谱法、光谱法、质谱法等。
检验规则应包括取样方法、样品处理方法、结果判定标准等。
对产品的检测应严格按照检验规则进行，确保产品质量符合相关标准要求。
总之，制定n-甲基-4-哌啶酮的化工标准对于保证产品质量和安全性具有重要意义。
化工安全技术3-4
——高度，m，以基准面为起始；
——阻力损失，J·kg-1；
m——质量，kg。
对于某一单元，如下图所示，当液体在稳定的压力作用下经薄壁小孔泄漏时，单元过程中的压力转化为动能。流动着的液体与裂缝所在的壁面之间的摩擦力将液体的一部分动能转化为热能，从而使液体的流速降低。容器内的压力为 ，小孔的直径为 ，泄漏面积为 ，容器外为大气压力，此种情况下，容器内液体的流速可以忽略，液体通过小孔泄漏期间，认为液体的高度没有发生变化，利用式（3-2）得到：
则式（3-83）可简化为
（3-90）
初始条件：x=y=z=0时，c→∞；
边界条件：x，y，z→∞时，c→0。
源强为Q的有风连续泄漏点源的浓度分布c(x，y，z，t)为
（3-91）
上述模型均考虑泄漏物质的扩散在无边界的大气中扩散。而实际上的物质泄漏往往发生在地面或近地表处，所以对泄漏物质的扩散过程进行模拟时，必须考虑地面的影响。
在无风条件下（u=0），瞬时泄漏点源产生的烟团仅在泄漏点处膨胀扩散，则式（3-83）可简化为：
（3-84）
初始条件：t=0时x=y=z=0处，c→∞；x≠0处，c→0。
边界条件：t→∞时，c→0。
源强为Q的无风瞬时泄漏点源的浓度分布c(x，y，z，t)为：
（3-85）
②有风时瞬时泄漏点源的烟团扩散模型
图3-4修圆小孔图3-5厚壁小孔或器壁连有短管
【例3-1】下午1:00，工厂的操作人员注意到输送苯的管道中的压力降低了，于是立即将压力恢复为690Pa。下午2:30，操作人员发现了一个管道上直径为6.35mm的小孔并立即进行了修补。请估算流出苯的总量。苯的密度按照879.4kg/m3计算.
解：下午1:00观察到的压力降低是管道上出现小孔的象征。假设小孔在下午1:00到下午2:30之间，即90min内一直存在。小孔的面积为：
化工仪表试题-选择题-4
3500系列涡流传感器系统包括前置器、探头和( A )。 A.延长电缆 B.补偿电缆 C.电缆 D.信号线
关于甲烷膨胀机开车前应具备的条件，下列说法不正确的是( C ) A.润滑油系统投用正常 B.密封气系统运行正常 C.脱乙烷塔顶温合格 D. 联锁系统调试正常
检测比空气重的气体时，探测器安装高度应距地面( A ) A.0.3m~0.6m B.0.6m~0.9m C.0.7m~1.0m D.0.6m~0.8m
可燃气体报警器指示范围为0-100%LEL时，指示误差为( B )。 A.±1% B.±5%LEL C.±2% D.±0%LEL
报警误差的检定，通入大于( B )倍报警设定点浓度的标准气体，记录仪器的报警值。 A.1 B.1.1 C.1.2 D.1.5
可燃气体检测报警仪不准在（ C ）环境中对可燃气体进行检测，可能会引起燃烧。 A.缺氧 B.有毒 C.富氧
不会造成汽压机组超速或喘振的是( D )。 A.调速系统失灵调节器输出突然大幅增大 B.主汽门或调速汽门卡涩 C.压缩机入口阀突然关闭 D.压缩机防喘振阀突然打开
对于重要的GDS报警，应在GDS硬线操作盘上通过那些报警（ ABCD ）A.声光报警器 B.报警灯重复报警 C.手动报警按钮 D.确认消音按钮
甲烷膨胀机利用( C ) 在膨胀机中进行等熵膨胀，以获得比节流膨胀更多的冷量。A.乙烯 B.丙烯 C.甲烷 D.氢气
气体标准物质的扩展不确定度不大于（ C ）% A.1 B.1.5 C.2 D.2.5
可燃气体报警器的指示刻度%LEL 的含义是 ( D ) A.爆炸上线 B.最低爆炸下限 C.爆炸下限 D.最高爆炸上线
化工原理-4.离心泵特性曲线测定-学生版本
4 离心泵性能测定实验4.1 实验目的（1）熟悉离心泵的结构、性能及特点，练习并掌握其操作方法。
（2）掌握离心泵性能参数及特性曲线的测定方法，测定离心泵在一定转速下的特定曲线。
（3）测定离心泵出口阀门开度一定时的管路特性曲线。
（4）了解离心泵的工作点和流量调节。
4.2 实验内容（1）熟悉离心泵的结构与操作方法。
（2）测定某型号离心泵在一定转速下的特性曲线。
（3）测定流量调节阀某一开度下管路特性曲线。
4.3实验原理1、离心泵特性曲线测定离心泵是最常见的液体输送设备。
在一定的型号和转速下，离心泵的扬程H 、轴功率N 及效率η均随流量q v 而改变。
通常通过实验测出一定转速下H —q v 、N —q v 及η—q v 之间的关系，并用曲线表示之，称为特性曲线。
根据离心泵的特性曲线，可以确定离心泵的最佳工作点；实际生产中可以根据生产任务选取一定的离心泵并尽量使其在最高效率点附近工作。
特性曲线是确定泵的适宜操作条件和选用泵的重要依据。
因此了解泵的性能参数非常重要。
泵特性曲线的具体测定方法如下：（1）流量q v 的测定用出口阀调节q v ，用涡轮流量计或者压差式流量计来测定。
（2）扬程H 的测定在泵的入口真空表和出口压力表两测压点截面之间列柏努利方程，得出入出2出出入2入入22-+++=+++f H gu g P Z H g u g P Z ρρ （4-1）()出入入出入出入出-+-+-+-=f H gu u g P P Z Z H 222ρ （4-2） 式中 P 入、P 出 ——泵入、出口处的压力，Pa ； Z 入、Z 出 ——真空表和压力表的高度，m ； u 1、u 2 ——泵入、出管内流速，m/s 。
上式中出入-f H 是泵的入口和压出口之间管路内的流体流动阻力，与柏努力方程中其它项比较，出入-f H 值很小，故可忽略。
于是上式变为：()gu u g P P Z Z H 222入出入出入出-+-+-=ρ （4-3）将测得的()入出Z Z -和入出P P -的值以及计算所得的出入u u ,代入上式，即可求得H 。
化工原理,第五章-4
2 ms1 热流体 K
由于1
T1 T2 ,T2 T1 1 T1 t1 T2 T1 t1 另一方面， NTU 2 K
K NTU1 ms1 ms1c p1 又 CR1 CR1 ms 2c p 2
1
t 2 53.4C
Q Kd1l逆tm逆
l逆 1.56m
浙江大学化学工程研究所
本章习题和小结 t 1 =2 0 ℃
并流时： Q、t2、K与逆流时相同
油 216kg/h T 1 =150 ℃ c p=2.0 kJ/kgK ， 2 2 =1.5 kW/m K
水
1
2
=3.5kW/m K c p =4.187 kJ/kgK 216kg/h
2 CR1 CR 2 t2 t1 由Q ms 2c p 2 t2 t1 Q 由于 2 , t2 t1 2 T1 t1 t2 T1 t1 浙江大学化学工程研究所
定性分析与定量计算
例2：一套管换热器用饱和水蒸汽加热某液体。 （1）保持t1、ms2不变，当饱和蒸汽的压力增大时， Q、t2怎样变化？ （2） 保持t1和蒸汽压力不变，ms2增大时， Q、t2怎样变化？
K 666.7 W / m K 150 80 100 20 74.9C t
2
m
80 C
20 C
ln
150 80 100 20
Q ms1c p1 150 100 ms 2c p 2 80 20 ms1c p1 ms 2c p 2
t 1 =20 ℃
K 0.894kW m 2 K
(以外表面为基准)
2.0150 80 4.187t 2 20
化工工艺学第4章--纯碱与烧碱
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化工工艺学第4章__纯碱与烧碱
4.1.1 概述
• 纯碱和烧碱都是重要的轻工、建材、化工原料， 广泛应用于造纸、石油化工、化肥、冶金、玻璃、 纺织、医药等工业。酸和碱的产量都是衡量化学 工业发达程度的标志之一。
•F’
•M
•F
•D •E’
•E
•y
•B
•R
•C
•B
•C
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化工工艺学第4章__纯碱与烧碱
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化工工艺学第4章__纯碱与烧碱
•立体相图虽然能全面表示体系平衡状况，但读数 较麻烦，生产上通常使用其投影图即平面相图来 表示。带水的平面相图如下图左部，将水视为定 数时相图如下图右边。由于生产中往往控制水量 变化不大，所以经常应用的实际是干盐相图。
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化工工艺学第4章__纯碱与烧碱
• 注意到只析出NaHCO3时P1点角最小，P1点钠利
用率最高。若操作点向P2方向移动，钠利用率降 低，氨利用率提高。因为实际生产中氨是循环利
用的，所以应主要考虑钠利用率，操作点要尽量 靠近P1点。
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化工工艺学第4章__纯碱与烧碱
• 氨盐比的影响
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化工工艺• 图学第4.54章__纯碱与烧碱
• (2) 吸氨
• 吸氨过程的主要反应为：
•
NH3 + H2O = NH4OH
•
ห้องสมุดไป่ตู้
H = -35.2kJ/mol
•
2NH3 +CO2 +H2O = (NH4)2CO3
化工原理下2-4吸收计算
KYa 气相 总体积吸收系数(Kmol.m-3.s-1) Kxa 液相 总体积吸收系数
2、传质单元高度与传质单元数
Z V Y1 dY
KYa Y2 YY*
K Y V a Ω (k m o l/m (k 2 s m )(o m l/2s/)m 3)(m 2) m
令HOG＝KYVa，[m]
处理量V 一定
L ～ L/V
～ 动力
消耗
操作 费用
～ ～ 推动
力
填料层 高度
设备 费用
根据生产实践经验，取
VL1.1~2.0VLmin 适宜液气比
L1.1~2.0Lm in 适宜溶剂用量
6
2.3.3 塔径的计算
工业上的吸收塔通常为圆柱形，故吸收塔的直 径可根据圆形管道内的流量公式计算，即
π 4
D
2u
15
（3）传质单元高度的影响因素
H
＝
OG
K
V Y a
与 V/ Ω、KYa（反映传质阻力、填料性能、润 湿情况等）有关
对每种填料而言，传质单元高度变化不大，查有 关资料或经验公式计算
（4）传质单元数的影响因素
反应吸收过程的难易程度：
N ＝Y1 OG Y2
dY Y Y*
• 任务所要求的气体浓度变化（Z
Z V Y1 dY
KYa Y2 YY*
同 理 ： Z L X1 KXaX2
dX X*X
Y+dY
截
X+dX
面
积
Ω
V,Y1
L,X1
Z V Y1 dY
KYa Y2 YY*
Z L X1 dX
KXa X2 X*X
a 有效比表面： • 被流动的液体膜层覆盖的填料表面。 • 与填料形状、尺寸填充情况有关；流体流 动情况有关 • 难测定
化工原理第四版习题答案
1-101-201-234-44-15第二章流体输送机械2-1 流体输送机械有何作用？答：提高流体的位能、静压能、流速，克服管路阻力。
2-2 离心泵在启动前，为什么泵壳内要灌满液体？启动后，液体在泵内是怎样提高压力的？泵入口的压力处于什么状体？答：离心泵在启动前未充满液体，则泵壳内存在空气。
由于空气的密度很小，所产生的离心力也很小。
此时，在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内。
虽启动离心泵，但不能输送液体（气缚）；启动后泵轴带动叶轮旋转，叶片之间的液体随叶轮一起旋转，在离心力的作用下，液体沿着叶片间的通道从叶轮中心进口位置处被甩到叶轮外围，以很高的速度流入泵壳，液体流到蜗形通道后，由于截面逐渐扩大，大部分动能转变为静压能。
泵入口处于一定的真空状态（或负压）2-3 离心泵的主要特性参数有哪些？其定义与单位是什么？1、流量qv: 单位时间内泵所输送到液体体积，m3/s, m3/min, m3/h.。
2、扬程H：单位重量液体流经泵所获得的能量，J/N，m3、功率与效率：轴功率P：泵轴所需的功率。
或电动机传给泵轴的功率。
有效功率Pe：效率：2-4 离心泵的特性曲线有几条？其曲线的形状是什么样子？离心泵启动时，为什么要关闭出口阀门？答：1、离心泵的H、P、与qv 之间的关系曲线称为特性曲线。
共三条；2、离心泵的压头H 一般随流量加大而下降离心泵的轴功率P 在流量为零时为最小，随流量的增大而上升。
与qv 先增大，后减小。
额定流量下泵的效率最高。
该最高效率点称为泵的设计点，对应的值称为最佳工况参数。
3、关闭出口阀，使电动机的启动电流减至最小，以保护电动机。
2-5 什么是液体输送机械的扬程？离心泵的扬程与流量的关系是怎样测定的？液体的流量、泵的转速、液体的粘度对扬程有何影响？答：1、单位重量液体流经泵所获得的能量2、在泵的进、出口管路处分别安装真空表和压力表，在这两处管路截面1、2 间列伯努利方程得：3、离心泵的流量、压头均与液体密度无关，效率也不随液体密度而改变，因而当被输送液体密度发生变化时，H-Q 与η-Q 曲线基本不变，但泵的轴功率与液体密度成正比。
4化工工艺学-第四章-纯碱和烧碱全解
水化反应如下： CO2 (aq) 2 H 2O H 2CO3 (aq)
CO2 (aq) OH HCO3
由于水化反应速度慢，且溶液中氨的浓度比OH－离子浓度大 很多，所以主要生成氨基甲酸铵。
④温度的影响
温度升高，氨盐水中的 NH3减小，饱和线P1C向右移 动(但NaHCO3在溶液中的溶解 度变化不大)；P1点向右上移 动，溶液的碳酸化度增加； 均可析出等多的NaHCO3结晶， 钠利用率增大，氨利用率降 低。 在生产条件下，一般为 了得到NaHCO3，NaCl浓度不 变，采取较高温度进行碳酸 化。碳酸化后降低温度可减 少其溶解度，相应提高钠利 用率。
《化工工艺学》第4章 纯碱和烧碱
(1) 主要化学反应
根据上图，氨碱法以碳酸钙和氯化钠为原料，反应有： ① 焙烧CaCO3制得CO2：
CaCO3 ( s) 焙烧 CO2 ( g) CaO( s) 176.105kJ / mol
② NaHCO3沉淀的析出： NaCl NH3 CO2 H2O＝NaHCO 3 ( s ) NH4Cl ③ 生成的碳酸氢钠(NaHCO3)煅烧分解后可得纯碱：
《化工工艺学》第4章 纯碱和烧碱
碳酸化过程的氨盐比
从原料利用率相 图分析，氨盐比越大， 操作条件越接近P1点， 综合原料利用率越高。 当氨盐比为1:1且原 盐水饱和时，碳酸化 度与CO2平衡分压的 关系如右图。 CO2分压高，有利 于碳酸化反应。 温度低一点，溶 液饱和度大，有利于 结晶。
《化工工艺学》第4章 纯碱和烧碱
③ 氨盐比的影响
氨盐比略大 于1时，相点落 在Z点附近，只 有少量碳酸氢铵 析出。钠利用率 高，氨利用率降 低，但后者可通 过循环弥补，所 以可取。氨量高， 虽可提高钠利用 率，但过高会影 响NaHCO3产量。 其关系如右表和 上右图。
化工原理第四版
化工原理第四版1. 介绍化工原理是现代化工科学的基础之一。
它涉及到化学反应原理、物理化学参数、物质传输等内容，是现代化工过程设计和优化的基础。
本文将介绍化工原理第四版的主要内容和特点。
2. 内容化工原理第四版分为六个部分，分别是：化学反应工程基础、化学平衡、物料的物质结构和性质、传递过程、物料输送、化工反应器设计。
在第一部分中，着重介绍了化学反应工程的基础理论，包括化学反应热学、动力学和机理等方面的内容。
这些内容对于了解化工反应的基本原理和规律非常重要。
在第二部分中，阐述了各种化学平衡的计算方法和原理，例如热力学平衡、相平衡和化学反应平衡等。
它们是实现化工反应的重要基础。
物料的物质结构和性质在第三部分中得到了详细介绍，着重讨论了物料性质的测量和表征方法，并探讨了不同物质的性质之间的相互关系。
第四部分主要是关于传递过程的内容，重点介绍了物料的传质、传热和动量传递等过程的基本规律和计算方法，对于化工反应工程过程的分析和优化非常有帮助。
物料输送在第五部分中得到了全面的阐述，包括输送方式、输送量计算和输送管道的设计等方面。
最后一个部分是关于化工反应器设计的内容，主要从反应器的类型、设计、运行和优化等方面进行介绍。
3. 特点化工原理第四版在内容上十分全面而深入，介绍了化工反应过程中的各个方面，使读者能够全面了解化工反应的基本原理。
它也十分实用，探讨了化工反应中的关键问题，并提供了实用的计算方法和案例分析，有助于读者解决复杂的化工反应问题。
此外，该书还配有大量的图表和实验结果展示，使得理论内容更加贴近实际应用。
4. 结论化工原理第四版是一本十分重要的化工学科基础教材，适用于各种化工领域的理论研究和应用工作。
通过学习该书，读者可以全面掌握化工反应过程的基本原理和相关技术，为化工反应工程的研究和实践提供了有力的支撑。
化工行业分类 (4)
化工行业分类化工行业是指涉及化学加工、化学技术和化学工程的广泛范围的产业部门。
根据化工产品的不同性质和应用领域，化工行业可以被细分为多个分类。
本文将介绍几种常见的化工行业分类。
1. 基础化学原料制造基础化学原料制造是化工行业的基础环节，它涉及到各种化学原料的生产和加工。
这些化学原料主要用于制造其他化工产品。
常见的基础化学原料包括各种有机化合物、气体、酸、碱等。
基础化学原料制造行业是化工行业中最基础、最重要的一环。
2. 无机化学产品制造无机化学产品制造是指以无机化合物为原料，通过化学反应等加工工艺制造出来的化学产品。
无机化学产品广泛应用于建筑材料、冶金、电子工业等领域。
常见的无机化学产品有氧化铝、氯化钠、氢氧化钠等。
3. 有机化学产品制造有机化学产品制造是指以有机化合物为原料，通过化学合成等方法制造出来的化学产品。
有机化学产品广泛应用于塑料、橡胶、涂料、染料等行业。
常见的有机化学产品有聚酯、聚乙烯、甲醇等。
4. 农药和化肥制造农药和化肥制造是农业领域中重要的化工行业。
农药是指能够杀灭或控制农田、果园、蔬菜大棚、林场、草地和畜牧业、渔业等上的害虫、杂草、真菌、细菌、病毒、鸟兽害等有害生物的各种化学药剂。
化肥是指能够提供作物所需营养元素或改良土壤物理性质的化学品。
农药和化肥制造行业对于保障农业生产起着重要的作用。
5. 石油和煤炭加工石油和煤炭加工是化工行业中的重要领域，其主要用途是提炼和加工石油和煤炭资源以生产出各种化工产品。
石油加工主要包括炼油、裂化、精制等工艺，用于生产汽油、柴油、煤油等燃料和润滑油等产品。
煤炭加工主要包括煤气化、焦化等工艺，用于生产煤气、焦炭等。
6. 化工新材料制造化工新材料制造是指以化工技术为基础，通过合成、改性、处理等工艺制造出具有新的结构、性能或功能的材料。
化工新材料广泛应用于航空航天、电子、光电、医疗等高科技领域。
常见的化工新材料有高分子材料、纳米材料、复合材料等。
7. 制药和医药化学制品制造制药和医药化学制品制造是与医疗保健相关的化工行业。
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六、吸收的种类： 吸收的种类： ●物理吸收、化学吸收(可以强化传热过程 物理吸收、化学吸收 可以强化传热过程?) 可以强化传热过程 单组分吸收、 ●单组分吸收、多组分吸收 ●低浓度吸收、高浓度吸收 低浓度吸收、 ●等温吸收、非等温吸收 等温吸收、 主要讨论单组分、低浓度、等温的物理吸收过程。 主要讨论单组分、低浓度、等温的物理吸收过程。 七、吸收操作的经济性 液两相流经吸收设备的能量消耗； （1）气、液两相流经吸收设备的能量消耗； ） （2）溶剂的挥发损失和变质损失 ） （3）溶剂的再生费用，即解吸费用 ）溶剂的再生费用， 再生费用所占比例最大。 再生费用所占比例最大。
板式吸收塔： 板式吸收塔：气体与液体逐级逆流接触 在此类设备中， 在此类设备中，气体或液体中可溶组分的 浓度随塔板高度的变化而呈阶梯式的变化。 随塔板高度的变化而呈阶梯式的变化 浓度随塔板高度的变化而呈阶梯式的变化。 填料吸收塔：湿壁塔、降膜塔，液体呈膜状流下， 填料吸收塔：湿壁塔、降膜塔，液体呈膜状流下， 通常在塔内充填有瓷环之类的填料。 通常在塔内充填有瓷环之类的填料。 在此类设备中， 在此类设备中，气体或液体中可溶组分 浓度随设备高度的变化而呈连续式变化。 随设备高度的变化而呈连续式变化 的浓度随设备高度的变化而呈连续式变化。 ★这两种设备由于吸收过程浓度变化方式不同，采用的是 这两种设备由于吸收过程浓度变化方式不同，
第四章
主 要 气液相平衡； 气液相平衡；
吸收Biblioteka ABSORPTION吸收过程的传质机理； 吸收过程的传质机理； 吸收过程中速率的确定； 吸收过程中速率的确定； 运用基础理论， 运用基础理论，进行吸收塔的设计计 算与操作计算； 算与操作计算； 常用吸收塔的结构与选型设计计算。 常用吸收塔的结构与选型设计计算。
7
• 三大
– 对A的溶解度要大 的溶解度要大 – 对A和B的溶解度差异要大 和 的溶解度差异要大 – 对A的溶解度在条件改变时变化要大 的溶解度在条件改变时变化要大
• 三小
– 挥发性小 – 粘度小 – 腐蚀小
• 技术经济性
8
四、吸收设备： 吸收设备： 填料塔 吸收塔 板式塔 微分接触 级式接触
9
完全不同的计算方法，需要注意加以区分。 完全不同的计算方法，需要注意加以区分。
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五、解吸 解吸是使溶质从吸收液中脱除的过程， 解吸是使溶质从吸收液中脱除的过程，是吸收 的逆过程。其目的为： ；（2） 的逆过程。其目的为： （1）溶剂再生；（ ）得到 ）溶剂再生；（ 溶质。吸收和解吸构成了一个完整的流程。 溶质。吸收和解吸构成了一个完整的流程。 升温 常用的解吸方法： 常用的解吸方法： 减压
二、吸收的目的： 吸收的目的：
1、回收或捕捉气体混合物中的有用物质 →制取产品 、 制取产品
水 → (1) 合成氨废气 氨水 氧化 水或稀硫酸 → → （2）硫铁矿 焙烧 SO2、空气 SO3 →硫酸
NO （3） 2 + H2O →HNO3 + NO （4） 水吸收 制盐酸 HCl
1
第一节
一、什么是吸收？ 什么是吸收？
概述
吸收是化工生产中用来分离混合气体的一种重要单元操 作。可分为物理吸收和化学吸收。 可分为物理吸收和化学吸收。 ●原理：物理吸收是利用混合气中各组分在溶剂中的溶 原理：物理吸收是利用混合气中各组分在溶剂中的溶 解度的差异分离气体混合物；化学吸收则是以气体混合 解度的差异分离气体混合物；化学吸收则是以气体混合 物各组分能否在溶剂中发生化学反应来分离混合气体。 物各组分能否在溶剂中发生化学反应来分离混合气体。
13
• 非等温吸收：气体溶解于液体之中，常常伴随 非等温吸收：气体溶解于液体之中， 着热效应，当发生化学反应时还会有反应热， 着热效应，当发生化学反应时还会有反应热， 其结果是使液相温度逐渐升高， 其结果是使液相温度逐渐升高，这样的吸收过 程称为非等温吸收． 程称为非等温吸收． • 等温吸收：若热效应很小，或被吸收的组分在 等温吸收：若热效应很小， 气相中的浓度很低而吸收剂的用量相对很大时， 气相中的浓度很低而吸收剂的用量相对很大时， 温度升高并不显著，可认为是等温吸收． 温度升高并不显著，可认为是等温吸收． • 吸收过程进行的方向与限度取决于溶质在气液 两相中的平衡关系。 两相中的平衡关系。当气相中溶质的实际分压 高于与液相成平衡的溶质分压时， 高于与液相成平衡的溶质分压时，溶质便由气 相向液相转移，即发生吸收过程。反之，则发 相向液相转移，即发生吸收过程。反之， 14 生解吸过程。 生解吸过程。
吸收溶质之后的溶液恰好是工艺过程的产品， 吸收溶质之后的溶液恰好是工艺过程的产品，因为不再 12 需要溶剂的再生，这种吸收过程最经济。 需要溶剂的再生，这种吸收过程最经济。
• 化学吸收：如果溶质与溶剂发生显著的化学变化， 化学吸收：如果溶质与溶剂发生显著的化学变化， 则为化学吸收． 用硫酸吸收氨． 则为化学吸收．如：用硫酸吸收氨． • 物理吸收：在吸收过程中，如果溶质与溶剂不发 物理吸收：在吸收过程中， 生显著的化学变化， 生显著的化学变化，可以当作是气体单纯地溶解 于液相的物理过程，称为物理吸收． 于液相的物理过程，称为物理吸收． • 单组分吸收：若混合气体中只有一个组分进入液 单组分吸收： 其余组分皆可认为不溶解于吸收剂， 相，其余组分皆可认为不溶解于吸收剂，这样的 吸收过程称为单组分吸收． 吸收过程称为单组分吸收． • 多组分吸收：如果混合气体中有两个或多个组分 多组分吸收： 进入液相，则称为多组分吸收． 进入液相，则称为多组分吸收．
3
• 吸收操作中所用的溶剂称为 吸收剂（或溶剂）， ），用 表示； 吸收剂（或溶剂），用S表示； 能溶解的组分称为溶质 气体) 溶质( 能溶解的组分称为溶质(气体) 或吸收质， 表示， 或吸收质，以A表示，不被吸 惰性气体， 收的组分称为惰性气体 收的组分称为惰性气体，以B 表示。 表示。 • 吸收操作所得到的溶液称为 吸收液（成分为S和溶质A）， 成分为S和溶质A 排出的气体称为吸收尾气 吸收尾气( 排出的气体称为吸收尾气(主 要成分为惰性气体B 要成分为惰性气体B，还含有 残余的溶质A) A)。 残余的溶质A)。 吸收操作的逆过程（即含溶质气体的液体， 吸收操作的逆过程（即含溶质气体的液体，受到另 一汽（ 相的作用使溶质与溶剂分离的过程）称为解 一汽（气）相的作用使溶质与溶剂分离的过程）称为解 吸收和解吸常是一对相伴的操作， 吸。吸收和解吸常是一对相伴的操作，吸收用以提取所 需的物质，而解吸用以分离所需的物质与吸收剂， 需的物质，而解吸用以分离所需的物质与吸收剂，并使 吸收剂再生而重复使用。 吸收剂再生而重复使用。 4
实例： 实例： 煤气生产中的苯回收流程
在炼焦和制取城市煤 气生产中， 气生产中，焦炉煤气 内含有少量的苯 、甲 苯类低碳氢化合物的 蒸汽（约35g/m3）， 蒸汽（ 应予以分离。 应予以分离。
吸收
解吸
流程见例图
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※由上例可知：采用吸收操作实现气体混合 由上例可知： 物的分离必须解决下列问题
合适的溶剂， 选择性地溶解某种 某种（ （1）选择合适的溶剂，能选择性地溶解某种（或某 ）选择合适的溶剂 被分离组分； 些）被分离组分； 2）提供适当的传质设备以实现气液两相的接触， 适当的传质设备以实现气液两相的接触 （2）提供适当的传质设备以实现气液两相的接触， 使被分离组分得以自气相转移至液相； 使被分离组分得以自气相转移至液相； （3）溶剂的再生，即脱除溶解于其中的被分离组分 ）溶剂的再生， 以循环使用。 以循环使用。
第二节 气液相平衡
这里所讨论的吸收过程仅限于一些比较简单的情况： 这里所讨论的吸收过程仅限于一些比较简单的情况： （1）气体混合物中只有一个组分溶于溶剂，其余组分在 ）气体混合物中只有一个组分溶于溶剂， 溶剂中的溶解度极低可以忽略不计，视为惰性组分； 溶剂中的溶解度极低可以忽略不计，视为惰性组分； （2）溶剂的蒸气压很低，其挥发损失可以忽略，即气体 ）溶剂的蒸气压很低，其挥发损失可以忽略， 中不含溶剂蒸气。 中不含溶剂蒸气。 吸收过程与传热过程比较类似但又有所区别， 吸收过程与传热过程比较类似但又有所区别，吸 收过程是气液相间的物质传递， 收过程是气液相间的物质传递，传递的推动力不是来 源于两相的浓度差而是气液相之间的相平衡关系差异。 源于两相的浓度差而是气液相之间的相平衡关系差异。 因此我们必须研究气液两相之间的相平衡。 因此我们必须研究气液两相之间的相平衡。
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二、气液平衡时两相浓度的关系—亨利定律 气液平衡时两相浓度的关系 亨利定律 1、亨利定律： 、亨利定律： × × —溶质分子 × × × × × —惰性气体分子 ×
(1) pA* = E⋅ xA pA * −混合气体中溶质的平衡 分压， kN/m2或 kPa; 分压， xA − 溶质在液相中的摩尔分 ； 数 E −亨利系数， kN/m2或 。 kPa 亨利系数，
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一、什么是气液相平衡？ 什么是气液相平衡？ 吸收过程进行时，必定存在一定的推动力， 吸收过程进行时，必定存在一定的推动力，这一推动 力与体系的平衡关系有关。 力与体系的平衡关系有关。混合气体和溶剂在一定温度和 压力下，经长期充分接触后，达到一种动态平衡， 压力下，经长期充分接触后，达到一种动态平衡，即：吸 收速率=解吸速率。这种状态被称为气液相平衡。 收速率=解吸速率。这种状态被称为气液相平衡。 当吸收速率=解吸速率[mol )]， 当吸收速率=解吸速率[mol / ( m2 ·s )]，气液两 相达到相平衡，此时，溶质在溶液中的浓度用平衡浓度 相达到相平衡，此时，溶质在溶液中的浓度用平衡浓度 来表示；溶质在气相中的浓度用平衡分压 平衡分压（ （x＊、c＊）来表示；溶质在气相中的浓度用平衡分压（p ＊）来表示。 来表示。 T↗→溶解度↙ ↗ 溶解度 溶解度↙ P ↗→溶解度↗ 溶解度↗ 溶解度 。 ∴低温高压有利于吸收，高温低压有利于解吸。 低温高压有利于吸收，高温低压有利于解吸16