化工原理下册PPT课件
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化工原理下册课件液液萃取和液固浸取
第十章 液－液萃取和液－固浸取
10.4 萃取设备 10.4.1 萃取设备的基本要求与分类 10.4.2 萃取设备的主要类型 10.4.3 萃取设备的选择
萃取设备的选择
萃取设备选择考虑的因素
❖ 需要的理论级数 ❖ 生产能力 ❖ 物系的物性
密度差 界面张力 腐蚀性 ❖ 物系的稳定性和液体在设备内的停留时间 ❖ 其他
一、超临界萃取的基本原理
3.超临界萃取的原理
萃取剂
在超临界状 态下, 压力 微小变化引 起密度变化 很大, 使溶 解度增大。
压缩到超 临界状态
液体(或固 升温、降压 体)混合物
萃取 组分
溶剂与萃取 组分分离
二、超临界萃取的典型流程
超临界萃取过程分为萃取和分离两个阶段, 按 分离方法不同分为三种流程。
超临界萃取是具有特殊优势的分离技术。多年 来, 众多的研究者以炼油、食品、医药等工业中的 许多分离体系为对象开展了深入的应用研究。在石 油残渣中油品的回收、咖啡豆中脱除咖啡因、啤酒 花中有效成分的提取等工业生产领域, 超临界萃取 技术已获得成功地应用。
用超临界CO2从咖啡中提取咖啡因的流程
1－萃取塔；2－水洗塔；3－蒸馏塔；4－脱气罐
一、萃取设备的基本要求
萃取设备的基本要求
❖ 两相充分的接触并伴有较高程度的湍动 ❖ 有利于液体的分散与流动 ❖ 有利于两相液体的分层
二、萃取设备的分类
液体分散的动力 重力差
脉冲
外加能量
旋转搅拌
往复搅拌 离心力
逐级接触式 筛板塔
脉冲混合－澄清器 混合澄清器 夏贝尔塔
卢威离心萃取机
微分接触式 喷洒塔 填料塔
作业题: 7、8
本章小结
本章重点掌握内容
化工原理下册课件蒸馏 (2)课件
本文档详细阐述了化工原理中蒸馏章节的重要内容，主要包括恒沸精馏和萃取精馏两大部分。恒沸精馏是通过加入第三组分（夹带剂）来改变原料液的恒沸组。选择夹带剂时，需考虑其与被分离组分的相互作用、新恒沸液的性质以及夹带剂自身的无毒、无腐蚀性等特点。萃取精馏则是通过加入萃取剂来改变原料液中组分的相对挥发度，适用于分离挥发度相近的组分。萃取剂的选择应满足显著改变原组分挥发度、低挥发性、不与原组分形成恒沸液等条件。此外，文档还介绍了塔板的多种类型，包括泡罩塔板、筛孔塔板、浮阀塔板和喷射型塔板，并详细分析了它们的优缺点，如操作弹性、生产能力、板效率等，为实际化工操作提供了重要参考。
《化工原理》课件
进行期末考试，综合评估学生在整个课程中的学 习成果。
学习资源
1 教材推荐
2 参考书目
除了《化工原理》教材外， 我们还推荐以下参考教材， 有助于更深入地理解化工 原理。
在课程中提供的参考书目 中，您可以找络资源
我们提供一些网络资源， 供学生进一步学习化工原 理和实际应用。
推荐使用《化工原理》教材， 该教材详细解释了化工原理 的基本概念和实际应用。
重要概念
1 反应原理
了解不同类型的化学反应和它们的原理，如 合成反应、分解反应和酸碱反应。
2 质量守恒与能量守恒
理解质量守恒定律和能量守恒定律，并学会 在化工过程中应用。
3 化学平衡
4 反应动力学
学习如何计算和控制化学反应中的平衡常数， 以及如何进行反应平衡的优化。
《化工原理》PPT课件
欢迎来到《化工原理》PPT课件！本课程将介绍化工基本原理和实际应用，帮 助您理解化工流程和反应动力学。
课程介绍
课程目标
掌握化工基本原理，理解反 应动力学，培养化工工艺设 计的能力。
课程概述
介绍化工原理相关的重要概 念和实际应用，涵盖质量守 恒、能量守恒和化学平衡等 方面。
教材介绍
掌握反应速率和化学动力学的概念，了解如 何改变反应速率和提高反应效率。
实际应用
化工工艺流程
了解化工工艺流程的基本原理，包括物料流动、反 应控制和产品分离等关键步骤。
催化剂的应用
探索催化剂在化工过程中的重要作用，了解如何选 择和使用催化剂以提高反应效率。
课程评估
课堂作业 期中考试 期末考试
通过完成课堂作业，巩固对课程知识的理解和应 用能力。 进行期中考试，评估学生对化工原理的掌握程度。
学习资源
1 教材推荐
2 参考书目
除了《化工原理》教材外， 我们还推荐以下参考教材， 有助于更深入地理解化工 原理。
在课程中提供的参考书目 中，您可以找络资源
我们提供一些网络资源， 供学生进一步学习化工原 理和实际应用。
推荐使用《化工原理》教材， 该教材详细解释了化工原理 的基本概念和实际应用。
重要概念
1 反应原理
了解不同类型的化学反应和它们的原理，如 合成反应、分解反应和酸碱反应。
2 质量守恒与能量守恒
理解质量守恒定律和能量守恒定律，并学会 在化工过程中应用。
3 化学平衡
4 反应动力学
学习如何计算和控制化学反应中的平衡常数， 以及如何进行反应平衡的优化。
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课程介绍
课程目标
掌握化工基本原理，理解反 应动力学，培养化工工艺设 计的能力。
课程概述
介绍化工原理相关的重要概 念和实际应用，涵盖质量守 恒、能量守恒和化学平衡等 方面。
教材介绍
掌握反应速率和化学动力学的概念，了解如 何改变反应速率和提高反应效率。
实际应用
化工工艺流程
了解化工工艺流程的基本原理，包括物料流动、反 应控制和产品分离等关键步骤。
催化剂的应用
探索催化剂在化工过程中的重要作用，了解如何选 择和使用催化剂以提高反应效率。
课程评估
课堂作业 期中考试 期末考试
通过完成课堂作业，巩固对课程知识的理解和应 用能力。 进行期中考试，评估学生对化工原理的掌握程度。
《化工原理》PPT课件
——核武器试验室走出的散热技 术
—— 一款从核武器试验室走出来的技术
传统散热 器
风扇
散热 底座
热管、热均管
转革 〞命
的 “ 鳍 片 自
桑迪亚散热器
三 大 问 题：
➢死 气 ➢污 垢 热 阻 ➢噪 音
空气中的污染物和灰尘
总传热系数：
当Rd1与Rd2增大时，K1会急剧变小，所 以当污垢层到达一定厚度时，必然使传热效 率出现严重下降.
?化工原理?PPT课件
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Powerful Team
一款革命性的产品
桑桑迪迪亚亚散散热热器器
4800r/min
强大的离心力,将包裹在散热片周围的死气层 撕裂、压缩。最终将死气层厚度控制到当前散热 产品1/10，甚至更薄。
硬盘悬浮磁头臂
气体轴承在两金属之间的“死气〞控制 在多少适宜？
无刷Байду номын сангаас机
Re=duρ/μ
散热叶片
我们知道层流底层的厚度随Re的增大而减小，Re越
大，层流底层越薄，即死气层越薄,从而热阻越小。
谢谢！
死气
死气层
热导率λ 纯金属>液体>气体 空气热导率仅为0.1w/(m℃)
两流体通过间壁传热的过程 风扇强制对流形成湍流，而湍流主 体中，由于流体的剧烈运动，各局 部的动量与热量传递充分，传热阻 力很小，可忽略不计。平流层空气 的热阻约等于总的热阻也即是有效 膜的热阻。
三、噪 音
流量与噪音的矛盾。 风扇产生的气流量和 工作噪音成正比，热 交换的气流量越大， 工作噪音越大，风扇 或者散热系统散热的 机械效率也就越低。
—— 一款从核武器试验室走出来的技术
传统散热 器
风扇
散热 底座
热管、热均管
转革 〞命
的 “ 鳍 片 自
桑迪亚散热器
三 大 问 题：
➢死 气 ➢污 垢 热 阻 ➢噪 音
空气中的污染物和灰尘
总传热系数：
当Rd1与Rd2增大时，K1会急剧变小，所 以当污垢层到达一定厚度时，必然使传热效 率出现严重下降.
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4800r/min
强大的离心力,将包裹在散热片周围的死气层 撕裂、压缩。最终将死气层厚度控制到当前散热 产品1/10，甚至更薄。
硬盘悬浮磁头臂
气体轴承在两金属之间的“死气〞控制 在多少适宜？
无刷Байду номын сангаас机
Re=duρ/μ
散热叶片
我们知道层流底层的厚度随Re的增大而减小，Re越
大，层流底层越薄，即死气层越薄,从而热阻越小。
谢谢！
死气
死气层
热导率λ 纯金属>液体>气体 空气热导率仅为0.1w/(m℃)
两流体通过间壁传热的过程 风扇强制对流形成湍流，而湍流主 体中，由于流体的剧烈运动，各局 部的动量与热量传递充分，传热阻 力很小，可忽略不计。平流层空气 的热阻约等于总的热阻也即是有效 膜的热阻。
三、噪 音
流量与噪音的矛盾。 风扇产生的气流量和 工作噪音成正比，热 交换的气流量越大， 工作噪音越大，风扇 或者散热系统散热的 机械效率也就越低。
化工原理.ppt
对确定的控制体只能有一个热量衡算方程。
步骤：1）画流程图；2）确定控制体；3） 确定基准；4）列方程，求解。
四川理工学院材化系 化学工程教研室
绪论
12/13
几个基本概念
3、过程速率 过程速率=过程推动力/过程阻力 4、平衡关系 过程所能进行到的极限状态的数学描述
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绪论
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绪论
3/13
研究对象
1、化工生产过程：以化学手段将原料加工 成有用产品的生产过程被称为化工生产过 程。其中以化学反应为核心，并辅助大量 的物理操作步骤。
2、单元操作：化工生产过程中诸多辅助的 物理操作步骤。其特点是：只是物理操作； 化工过程共有的；在不同的化工生产过程 中，同一单元操作的原理相同，设备往往 也是通用的。
质量(M) g
质量(M) kg
时间(θ) s
时间(θ) s
绝对单 位制
四川理工学院材化系 化学工程教研室
绪论
8/13
单位制与单位换算
➣重力单位制：长度(L)、时间(θ)、力(F) 的规定单位分别为m、s、kg(f)，又称工 程单位制。
➣ SI单位制中规定的基本物理量：质量 （kg）、长度（m）、时间（s）、物质 量（mol）、热力学温度（K）、电流强 度（A）、发光强度（cd）
∑GI= ∑GO+ GA 无化学反应时，该式也适用各组分；有化学反 应时，只适用于任一元素。 步骤：1）画流程图；2）确定控制体；3）确定基 准；4）列方程，求解。
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绪论
11/13
几个基本概念
2、热量衡算 ∑QI：输入热量总和；∑QO：输出热量总 和;QA：积累的热量 ∑QI= ∑QO+ QA
步骤：1）画流程图；2）确定控制体；3） 确定基准；4）列方程，求解。
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几个基本概念
3、过程速率 过程速率=过程推动力/过程阻力 4、平衡关系 过程所能进行到的极限状态的数学描述
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绪论
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研究对象
1、化工生产过程：以化学手段将原料加工 成有用产品的生产过程被称为化工生产过 程。其中以化学反应为核心，并辅助大量 的物理操作步骤。
2、单元操作：化工生产过程中诸多辅助的 物理操作步骤。其特点是：只是物理操作； 化工过程共有的；在不同的化工生产过程 中，同一单元操作的原理相同，设备往往 也是通用的。
质量(M) g
质量(M) kg
时间(θ) s
时间(θ) s
绝对单 位制
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单位制与单位换算
➣重力单位制：长度(L)、时间(θ)、力(F) 的规定单位分别为m、s、kg(f)，又称工 程单位制。
➣ SI单位制中规定的基本物理量：质量 （kg）、长度（m）、时间（s）、物质 量（mol）、热力学温度（K）、电流强 度（A）、发光强度（cd）
∑GI= ∑GO+ GA 无化学反应时，该式也适用各组分；有化学反 应时，只适用于任一元素。 步骤：1）画流程图；2）确定控制体；3）确定基 准；4）列方程，求解。
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几个基本概念
2、热量衡算 ∑QI：输入热量总和；∑QO：输出热量总 和;QA：积累的热量 ∑QI= ∑QO+ QA
化工原理下册课件第5章 干燥(湿空气的湿度图 (焓湿图))
的露点td不变。即确定了H，就可以确定露点温度td 。
二、 等焓线(等I线) 一组与水平线倾斜135°的直线 。读数范围0~
680kJ/kg绝干气。 三、 干球温度线(等t线)
固定总压下，给定不同的温度t值，以H为自变量，I为因变量， 根据I=(1.88t+2490)H+1.01t作出的曲线。当空气的干球温度t不变 时，I与H成直线关系，故在I-H图中对应不同的t，可作出许多 等t线。 各种不同温度的等温线，其斜率为(1.88t+2490)，故温度 愈高，其斜率愈大。因此，成直线的等t线并不互相平行。
p
0
二、确定湿空气的状态点 （１）湿空气的干球温度t和湿球温度tw，70，30 ℃(a) （２）湿空气的干球温度t和露点td， 70，20 ℃ (b)
（３）湿空气的干球温度t和相对湿度j，70 ℃,20% (c)
例【5-3】：已知湿空气的总压为101.3kN/m2 , 湿度为 H=0.02 kg水/kg干空气，干球温度为70oC。试用I-H图 求解：
5.2.2 湿空气的湿度图 （焓湿图）
在工程计算中，常用的是以湿空气的焓值I为纵坐 标，湿度H为横坐标的焓湿图，即I-H图。
图上共有五种线，图上任一点都代表一定温度t和
湿度Ｈ的湿空气状态。
等湿度线(等H线)： 等焓线(等I线)： 等温线(等t线)： 等相对湿度线（等j线） 水蒸汽分压线：
一、等湿度线(等H线) 一组与纵轴平行的直线。在同一条等H线上，湿空气
三、湿空气的状态变化过程 1、加热与冷却过程 加热：湿空气的加热与冷却
属等压过程，p不变，H不 变，AB线为一垂直线，沿 等H线由A到达B点，温度
升高，空气的j下降，干燥
能力上升。 冷却与加热过程相反
二、 等焓线(等I线) 一组与水平线倾斜135°的直线 。读数范围0~
680kJ/kg绝干气。 三、 干球温度线(等t线)
固定总压下，给定不同的温度t值，以H为自变量，I为因变量， 根据I=(1.88t+2490)H+1.01t作出的曲线。当空气的干球温度t不变 时，I与H成直线关系，故在I-H图中对应不同的t，可作出许多 等t线。 各种不同温度的等温线，其斜率为(1.88t+2490)，故温度 愈高，其斜率愈大。因此，成直线的等t线并不互相平行。
p
0
二、确定湿空气的状态点 （１）湿空气的干球温度t和湿球温度tw，70，30 ℃(a) （２）湿空气的干球温度t和露点td， 70，20 ℃ (b)
（３）湿空气的干球温度t和相对湿度j，70 ℃,20% (c)
例【5-3】：已知湿空气的总压为101.3kN/m2 , 湿度为 H=0.02 kg水/kg干空气，干球温度为70oC。试用I-H图 求解：
5.2.2 湿空气的湿度图 （焓湿图）
在工程计算中，常用的是以湿空气的焓值I为纵坐 标，湿度H为横坐标的焓湿图，即I-H图。
图上共有五种线，图上任一点都代表一定温度t和
湿度Ｈ的湿空气状态。
等湿度线(等H线)： 等焓线(等I线)： 等温线(等t线)： 等相对湿度线（等j线） 水蒸汽分压线：
一、等湿度线(等H线) 一组与纵轴平行的直线。在同一条等H线上，湿空气
三、湿空气的状态变化过程 1、加热与冷却过程 加热：湿空气的加热与冷却
属等压过程，p不变，H不 变，AB线为一垂直线，沿 等H线由A到达B点，温度
升高，空气的j下降，干燥
能力上升。 冷却与加热过程相反
化工原理下第8章课件
溶解度随温度和压力而变。平衡时，溶质在气相 中的分压（平衡分压），与液相中的摩尔分数相 关联，即平衡度曲线。
不同气体在同一溶剂中溶解度不同。 气体的溶解度随温度升高而减小。 加压和降温一般可提高气体溶解度。
10
化工原理（下）-气体吸收-气液相平衡
120 60C
100
80
50C
60 40C
40
定态和非定态操作 基本假定 (1)只有被吸收组分溶于溶剂，其余组分可视为 惰性组分。 (2)溶剂蒸气压很低，其挥发损失可忽略，气体 中不含溶剂蒸汽。 在气相中仅含惰性组分和可溶性组分，在液相中 仅含被吸收组分(溶质)与溶剂。
8
化工原理（下）-气体吸收-气液相平衡
化工传递过程
过程的极限：平衡问题。 过程的速率：过程的动力学，推动力问题。
汽提等手段。加热耗热能多，减压耗动力多， 汽提需要某些特别方式且仅适用一定条件。 若能选择某溶剂使吸收后溶液作为产品，则不 需再生，可使吸收过程较经济。
6
化工原理（下）-气体吸收-概述
吸收过程中气、液 两相接触方式
a.
ห้องสมุดไป่ตู้
b.
级
微
式
分
接
接
触
触
图 8-2 两类吸收设备
7
化工原理（下）-气体吸收-概述
23
化工原理（下）-气体吸收-扩散
分子扩散和主体流动
pA1 A P
pB1
pA2 P
B pB2
1. 等分子反向扩散 设pA1>PA2, pB1<pB2 联通管内隔板打开时，A组分将向右扩散，B组分将
向左扩散。讨论稳定状态，各位置组分分压不变。 因为总压相等，两组分扩散量必然相同，否则总压
不同气体在同一溶剂中溶解度不同。 气体的溶解度随温度升高而减小。 加压和降温一般可提高气体溶解度。
10
化工原理（下）-气体吸收-气液相平衡
120 60C
100
80
50C
60 40C
40
定态和非定态操作 基本假定 (1)只有被吸收组分溶于溶剂，其余组分可视为 惰性组分。 (2)溶剂蒸气压很低，其挥发损失可忽略，气体 中不含溶剂蒸汽。 在气相中仅含惰性组分和可溶性组分，在液相中 仅含被吸收组分(溶质)与溶剂。
8
化工原理（下）-气体吸收-气液相平衡
化工传递过程
过程的极限：平衡问题。 过程的速率：过程的动力学，推动力问题。
汽提等手段。加热耗热能多，减压耗动力多， 汽提需要某些特别方式且仅适用一定条件。 若能选择某溶剂使吸收后溶液作为产品，则不 需再生，可使吸收过程较经济。
6
化工原理（下）-气体吸收-概述
吸收过程中气、液 两相接触方式
a.
ห้องสมุดไป่ตู้
b.
级
微
式
分
接
接
触
触
图 8-2 两类吸收设备
7
化工原理（下）-气体吸收-概述
23
化工原理（下）-气体吸收-扩散
分子扩散和主体流动
pA1 A P
pB1
pA2 P
B pB2
1. 等分子反向扩散 设pA1>PA2, pB1<pB2 联通管内隔板打开时，A组分将向右扩散，B组分将
向左扩散。讨论稳定状态，各位置组分分压不变。 因为总压相等，两组分扩散量必然相同，否则总压
化工原理(下册)第二版天津大学出版社课件ppt
❖吸附 物质从气相或液相趋附于固体表面
（多为多孔性固体的内表面）逆过程 脱附
气相或液相
B+A
A 吸附
A 脱附
固相
C
2021/3/10
返回 12
武汉理大学化工原理电子课件
❖干燥 液体（水）经过汽化，从固体表面或
内部转入气相，属多相系分离。
固相
B+A
气相
C+A
A －－－－－
干燥
2021/3/10
返回 13
阶梯环
2021/3/10
环
填料塔
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5.2 蒸馏概述
1. 蒸馏原理：
蒸馏是利用液体混合物中各组分挥发度 的不同实现分离的单元操作.
沸点低的组分称为易挥发组分或轻组分， 高的为难挥发组分或重组分。
2021/3/10
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2021/3/10
逆过程
增湿
气相
B+A
液相（水相）
A（水）
A 减湿
A 增湿
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❖液－液萃取（萃取） 混合液的分离，
物质从一液相转入另一液相 逆过程 萃取
液相
B+A
A
液相
S+A
萃取
A 萃取
2021/3/10
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❖ 固－液萃取（浸沥或浸取）
2021/3/10
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二、相组成的表示法
１.质量分率和摩尔分率 质量分率ai：均相混合物中某组分质量占总质量的分
（多为多孔性固体的内表面）逆过程 脱附
气相或液相
B+A
A 吸附
A 脱附
固相
C
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❖干燥 液体（水）经过汽化，从固体表面或
内部转入气相，属多相系分离。
固相
B+A
气相
C+A
A －－－－－
干燥
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环
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5.2 蒸馏概述
1. 蒸馏原理：
蒸馏是利用液体混合物中各组分挥发度 的不同实现分离的单元操作.
沸点低的组分称为易挥发组分或轻组分， 高的为难挥发组分或重组分。
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逆过程
增湿
气相
B+A
液相（水相）
A（水）
A 减湿
A 增湿
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❖液－液萃取（萃取） 混合液的分离，
物质从一液相转入另一液相 逆过程 萃取
液相
B+A
A
液相
S+A
萃取
A 萃取
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❖ 固－液萃取（浸沥或浸取）
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二、相组成的表示法
１.质量分率和摩尔分率 质量分率ai：均相混合物中某组分质量占总质量的分
化工原理下1PPT
pA pA xA p B p B xB p B (1 x A )
式中 p——溶液上方组分的平衡分压 p0——同温度下纯组分的饱和蒸气压 x——溶液中组分的摩尔分率
0 0 0
当溶液沸腾时，溶液上方的总压=各组分的蒸汽压力之和
p pA pB
p p xA 0 pA p
0 B 0 B
衡量传质推动力的大小，传质过程以两相达到相平
衡为极限；
气液相平衡是分析蒸馏原理和进行蒸馏设备计算
的理论基础。
一、相关概念及气液平衡图 1 相律
相律是研究相平衡的基本规律，它表示平衡物系中自由度
数、相数及独立组分数间的关系。
F = C-P+2
式中 F——自由度数 C——独立组分数 P——相数
2 ——外界只有温度和压强可以影响物系的平衡关系。
纯液体的挥发度是指该液体在一定温度下的饱和蒸气压。 溶液中各组分的挥发度定义为该组分在蒸气中的分压和与
之相平衡的液相中的摩尔分率之比，即
vA=PA /xA
vB=PB /xB
对于理想溶液：A pA0 ,B pB0
挥发度随温度 变化而变化
相对挥发度（Relative
Volatility）是指溶液中两组分挥发度
当α>1时，表示组分A较B容易挥发， α愈大，挥发度差异
愈大，分离愈容易。
当α=1时，气相组成与液相组成相同，不能用普通精馏方法
加以分离。
x y 1 ( 1) x
α=1，相平衡关系为对角线； α越大，偏离对角线越远， 同一液相组分x对应的y值越 大，可以得到浓度较高的轻 组分，分离越容易；
实验室蒸馏操作
蒸馏：将液体部分气化，利用各组分挥发度的不同从
式中 p——溶液上方组分的平衡分压 p0——同温度下纯组分的饱和蒸气压 x——溶液中组分的摩尔分率
0 0 0
当溶液沸腾时，溶液上方的总压=各组分的蒸汽压力之和
p pA pB
p p xA 0 pA p
0 B 0 B
衡量传质推动力的大小，传质过程以两相达到相平
衡为极限；
气液相平衡是分析蒸馏原理和进行蒸馏设备计算
的理论基础。
一、相关概念及气液平衡图 1 相律
相律是研究相平衡的基本规律，它表示平衡物系中自由度
数、相数及独立组分数间的关系。
F = C-P+2
式中 F——自由度数 C——独立组分数 P——相数
2 ——外界只有温度和压强可以影响物系的平衡关系。
纯液体的挥发度是指该液体在一定温度下的饱和蒸气压。 溶液中各组分的挥发度定义为该组分在蒸气中的分压和与
之相平衡的液相中的摩尔分率之比，即
vA=PA /xA
vB=PB /xB
对于理想溶液：A pA0 ,B pB0
挥发度随温度 变化而变化
相对挥发度（Relative
Volatility）是指溶液中两组分挥发度
当α>1时，表示组分A较B容易挥发， α愈大，挥发度差异
愈大，分离愈容易。
当α=1时，气相组成与液相组成相同，不能用普通精馏方法
加以分离。
x y 1 ( 1) x
α=1，相平衡关系为对角线； α越大，偏离对角线越远， 同一液相组分x对应的y值越 大，可以得到浓度较高的轻 组分，分离越容易；
实验室蒸馏操作
蒸馏：将液体部分气化，利用各组分挥发度的不同从
《化工原理课件PPT》
学习化工反应器的设计原理和 步骤，了解反应条件对反应器 性能的影响。
反应器工艺控制
探讨化工反应器的工艺控制方 法和策略，以实现理想的反应 效果。
化工与环境保护
1 绿色化工的概念
了解绿色化工的原理和目标，探索可 持续发展的化工工艺。
2 废物处理与资源回收
研究废物处理方法和资源回收技术， 以实现环境友好的化工生产。
解析蒸馏的原理和操作，探讨不同类型的蒸馏 工艺。
结晶和结晶工艺
研究结晶的原理和条件，学习如何设计和控制 结晶工艺。
其他分离纯化技术
介绍其他常用的分离纯化技术，如吸附、过滤 和离心等。
化工反应器的设计与工艺
反应器的类型
研究不同类型的化工反应器， 如批量反应器、连续流动反应 器和固定床反应器。
反应器的设计原理
3 环境影响评估
探索化工工艺对环境的影响评估方法，以减少对生态系统的损害。
化工原理课件PPT
化工原理课件PPT 大纲：介绍化工原理的概念和作用，化学反应与热力学基础， 化学平衡的计算与应用，反应动力学的基本理论。
化学反应与热力学基础
1 速率与能量变化
了解化学反应速率的测量方法，并探 究能量在化学反应中的转化过程。
2 巨正则系综和简正则系综
通过统计力学的概念来研究热力学性 质和化学平衡条件。
固-液-气体系的物质传递
固-液传质
研究固-液传质过程，如溶剂浸提 和吸附等。
气体吸收
探索气体吸收的原理和机制，解 析不同条件下的吸收过程。
萃取和蒸馏
学习萃取和蒸馏的原理和应用， 研究不同类型的分离工艺。
工业材料与化学品的分离纯化
萃取工艺
介绍萃取工艺的基本原理和步骤，探讨不同类 型的萃取剂。
反应器工艺控制
探讨化工反应器的工艺控制方 法和策略，以实现理想的反应 效果。
化工与环境保护
1 绿色化工的概念
了解绿色化工的原理和目标，探索可 持续发展的化工工艺。
2 废物处理与资源回收
研究废物处理方法和资源回收技术， 以实现环境友好的化工生产。
解析蒸馏的原理和操作，探讨不同类型的蒸馏 工艺。
结晶和结晶工艺
研究结晶的原理和条件，学习如何设计和控制 结晶工艺。
其他分离纯化技术
介绍其他常用的分离纯化技术，如吸附、过滤 和离心等。
化工反应器的设计与工艺
反应器的类型
研究不同类型的化工反应器， 如批量反应器、连续流动反应 器和固定床反应器。
反应器的设计原理
3 环境影响评估
探索化工工艺对环境的影响评估方法，以减少对生态系统的损害。
化工原理课件PPT
化工原理课件PPT 大纲：介绍化工原理的概念和作用，化学反应与热力学基础， 化学平衡的计算与应用，反应动力学的基本理论。
化学反应与热力学基础
1 速率与能量变化
了解化学反应速率的测量方法，并探 究能量在化学反应中的转化过程。
2 巨正则系综和简正则系综
通过统计力学的概念来研究热力学性 质和化学平衡条件。
固-液-气体系的物质传递
固-液传质
研究固-液传质过程，如溶剂浸提 和吸附等。
气体吸收
探索气体吸收的原理和机制，解 析不同条件下的吸收过程。
萃取和蒸馏
学习萃取和蒸馏的原理和应用， 研究不同类型的分离工艺。
工业材料与化学品的分离纯化
萃取工艺
介绍萃取工艺的基本原理和步骤，探讨不同类 型的萃取剂。
化工原理(下册)教学课件
2.再沸器的热负荷
QB V IVW WI LW LI Lm QL
ILW ILW， V L W
QB V IVW ILW QL
Wh
QB I B1 I B2
精馏过程的节能：
热泵精馏 多效精馏
间歇精馏
特点：①非稳态过程。釜液随时间变 化，塔内操作参数也随位置和时间变 化。②只有精馏段。
CD cSml
(Re
L
)0.67
(
ScL
)0.33
(Ga
)0.33
式中：特征尺寸l为填料直径m。
㈣ 经验公式
⑴ 用水吸收氨：主要阻力在气膜，气膜吸收经验式为：
kG a 6.07 10 4 G 0.9W 0.39
( kmol /(m3 h kPa) )
式中：G__气相空塔质量速度，kg /(m2 h)
基本操作方式：①馏出液组成恒定， 回流比不断加大。②回流比恒定，馏 出液浓度不断变小。
回流比恒定时的间歇精馏计算
1.理论板层数
①先计算最小回流比，最确定R
Rm in
xD1 yF yF xF
R 1.1 ~ 2Rmin
②图解理论板层数
2.操作每一瞬间如下图所示 3.各参数关系式
ln F xF dxW
kLa cW 0.82
1/ h
kmol /(m3 h kPa)
式中：c为常数，
温度 10℃ 15℃ 20℃ 25℃ 30℃
c
0.0093 0.0102 0.0116 0.0128 0.0143
适用条伴：①气体的空塔质量速率G为320-4150kg/(m2.h) ，液体的 空塔质量速率W为4400-58500kg/(m2.h) ；②直径为25mm的环形 填料。
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xe
y m
0.1 0.94
0.106
即 x < xe，表明液相未饱和 发生吸收 致使气相被吸收为液相。
第14页/共50页
反之，若 y = 0.05 的含氨混合气 与液相 x = 0.1 的氨水接触，
则 y<ye , 或 x>xe ,
发生解
此时液相中部分氨将转入气相 吸过程
注意点：要搞清实际浓度与平衡浓度，二者不能混淆
第2页/共50页
第一节 概述
一、吸收过程
目的：气体混合物分离 依据：溶解度差异 应用： （1）制取液体产品 如三酸制备
（2）回收有价值的物质 如煤气中取苯 （3）除去有害成分以净化气体 环保中废气治理
二、过程实施与经济性
1、过程实施——吸收与解吸流程： 煤气脱苯
第3页/共50页
①一个完整的吸收分离过程一般包括吸收和解吸两个部分
吸收操作费用 溶剂损失——溶剂的挥发和变质 溶剂再生费用—是吸收操作经济性的体现
第7页/共50页
三、本章讨论要点 1、 单组分物理吸收 2、 微分接触设备——填料塔 3、填料吸收塔的设计与操作
本章重点：填料吸收塔的塔高计算 难点：传质过程有关概念
第8页/共50页
比较：
第二节 气液相平
衡传热
吸收
冷热流体间的热量传递、 气液两相间的物质传递 推动力是两流体间的温度差 两相间的浓度差?
推动力为实际浓度与平衡浓度的偏离程度
实际浓度
气相浓度 y
塔内某一截面处
液相浓度 x
平衡浓度
ye = mx y
xe m
（y,x） y-ye
xe-x
由图可见吸收推动力并非（y-x） 而是 y-ye 或 xe-x 即实际浓度与平衡浓度的偏离程度
第17页/共50页
吸收推动力
以气相浓度差 y y ye
（2）亨利定律中三个常数之间的相互转换
由(1)、(2)式
m E P
x pe ye Em
E m pe m pe mp
ye
pe p
E HCM
由(1)、(3)式 Ex HC
E
H
C X
H
CM X X
HCM
以1m3溶液计算
CM
m
Mm
s
Ms
E Hs
Ms
第11页/共50页
（3）讨论 a、E、m、H的数值越小，溶质的溶解度越大
以 ye = mx 表示则便于计算
m除与温度有关外，还与总压有关
第12页/共50页
二、相平衡与吸收过程关系 1、判断过程进行方向 当气体中 p>pe （或y>ye）时，吸收过程不断进行， 直至 p=pe，达到相平衡， 当pe>p 时则液相中吸收质向气相中扩20℃稀氨水 相平衡方程，ye= 0.94x 试判断过程进行的方向
目录
第八章 气体吸收 第九章 液体精馏 第十章 气液传质设备 第十一章 液液萃取 第十二章 其它传质分离方法 第十三章 热、质同时传递的过程 第十四章 固体干燥
第1页/共50页
第八章 气体吸收
第一节 概述 第二节 气液相平衡 第三节 扩散和相际传质 第四节 低含量气体吸收 第五节 高含量气体吸收 第六节 化学吸收
4、物理吸收和化学吸收
物理吸收： CO2 H 2O
H 2CO3
化学吸收： 化学吸收利用化学反应而实现吸收的操作
K2CO3 + H2O + CO2
2KHCO3 反应速率快，吸收
率大，有可逆性
CO2 + 2NaOH + H2O ===Na2CO3
不易再生，即无可逆性
5、吸收操作的经济性 能量消耗——气液两相运行的动力消耗
t↓
X↑
E ↓、H ↓、m ↓
b、在总压不太高（5atm或0.5MPa） E = f（t）
E或H仅与温度有关与总压P无关 H = f（t）
c、若总压一定时，t↑、E ↑、x↓ 低温有利于吸收
若y一定，总压不同意味着分压不同，总压↑、X↑
y pe P
总压的提高对吸收有利 P6、图8-5
d、以平衡分压表示的数学式反映相平衡的本质
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2、亨利定律 相平衡关系数学描述
（1）三种表达形式
pe Ex （1）
ye mx （2） pe HC （3）
E、H 、m为亨利常数 E单位： 同压强单位 kpa H单位：kpa/kmol·m-3 m单位：无单位
m 又称相平衡常数，便于数学描述（反映了相平衡本质）
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第13页/共50页
y=0.1 、 x=0.05均为气液相实际浓度, 与 x=0.05 液相相平衡的气相浓度为：
ye=0.94×0.05=0.047, 可见实际气相浓度y>平衡气相浓度ye。
因此,两相接触时将有部分氨自气相 进入液相，发生吸收过程。
从另外一个角度分析，该吸收过程可理解为：
与实际气相浓度y成平衡的液相浓度
过程极限 温度相等
两相浓度差相等？
在于气液之间的相平衡不同于冷热流体之间的热平衡。
一、平衡溶解度 1、溶解度曲线 在一定温度下，平衡时溶质在气相中 的分压pe与液相中的摩尔分率x间的关系曲线。
若气相中p一定时t下降则x升高 P4，图8—3，p-x曲线， 若t一定时，p升高则x也升高 说明低温高压对吸收有利
表示的吸收推动力 或p p pe
以液相浓度差表示 x xe x
解吸推动力
结论： 不平衡的两相相互接触必将进行吸收或解吸过程 过程进行方向以达到平衡位置为最后极限
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2、指明过程的极限
P =pe 或 y = ye（相平衡）时是吸收过程的极限
塔底：当减少溶剂用量，x1浓度必增大，
但即使用量再少，x1液不会无限增大，
其极限浓度是气相浓度y1的平衡浓度x1e，
即x1max=
x1e=
y1 m
塔顶：当吸收剂用量很大，而气体流量较小时，出口气体y2↓
即使在无限高塔内进行逆流吸收，y2min=y2e=mx2
结论：相平衡关系限制了吸收溶剂离塔时的最高浓度，
以及气体混合物离塔时的最低浓度。
x1m a x
x1e
y1 m
y2min y2e mx2
第16页/共50页
3、计算过程推动力 平衡是过程的极限，只有不平衡的两相互相接触才会发生气 体的吸收与解吸。
②实现气体混合物分离 应解决的问题
2、溶剂选择：
选择合适的溶剂 提供适当的传质设备 溶剂的再生
较大溶解度、较好选择性、溶剂易于再生
蒸汽压小，化学性质稳定，低粘度，无毒价廉
填料吸收塔—微分接触式 定态操作：连续
3、设备—塔设备为主
板式塔—级式接触
非定态操作：间歇
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第6页/共50页