化學工程手冊.第2卷（第三版）

第7篇傳熱及傳熱設備
1概論7-2
1.1熱量傳遞的基本方式7-2
1.2換熱器的類型和選取7-2
1.2.1換熱器按傳遞過程分類7-2
1.2.2換熱器按傳熱表面緊湊度分類7-3
1.2.3換熱器按結構分類7-3
1.2.4換熱器按流動方式分類7-4
1.2.5傳熱設備的選取7-5
1.3傳熱設備在化學工業(yè)中的應用7-6
參考文獻7-7
2導熱7-8
2.1導熱基本定律及熱導率7-8
2.1.1傅里葉定律7-8
2.1.2三維導熱方程7-8
2.1.3熱導率7-9
2.2定態(tài)導熱7-12
2.2.1一維導熱7-13
2.2.2二維導熱7-16
2.3非定態(tài)導熱7-16
2.3.1一維非定態(tài)導熱7-16
2.3.2二維及三維非定態(tài)導熱的求解7-18
2.3.3導熱問題數(shù)值計算原理7-19
2.3.4非定態(tài)導熱的數(shù)值解法7-19
2.3.5有相變的導熱7-21
參考文獻7-21
3對流傳熱7-22
3.1概述7-22
3.2對流傳熱膜系數(shù)7-22
3.2.1能量方程7-22
3.2.2傳熱膜系數(shù)7-23
3.2.3總傳熱系數(shù)7-24
3.2.4傳熱膜系數(shù)求解法7-24
3.2.5相似原理和量綱分析7-24
3.3自然對流傳熱7-25
3.3.1各種幾何形狀物體的Nusselt方程式7-25
3.3.2簡化的量綱分析式7-26
3.3.3伴隨有輻射熱損失的自然對流7-26
3.3.4密閉空間內(nèi)的自然對流7-27
3.4強制對流傳熱7-28
3.4.1動量傳遞與熱量傳遞的類比理論7-28
3.4.2層流傳熱7-29
3.4.3過渡區(qū)域的傳熱7-32
3.4.4湍流傳熱7-32
3.5非牛頓流體的傳熱7-39
3.5.1非牛頓流體的黏性7-39
3.5.2非牛頓流體的熱導率7-40
3.5.3管內(nèi)強制對流傳熱膜系數(shù)7-40
3.6液態(tài)金屬的傳熱7-42
3.6.1管內(nèi)流動7-43
3.6.2橫掠管束7-43
參考文獻7-44
4有相變時的傳熱7-45
4.1引言7-45
4.2冷凝換熱7-45
4.2.1冷凝現(xiàn)象與機理7-45
4.2.2冷凝膜系數(shù)的計算公式7-45
4.2.3直接接觸凝結7-50
4.3沸騰換熱7-54
4.3.1沸騰現(xiàn)象與機理7-54
4.3.2池內(nèi)沸騰7-54
4.3.3流動沸騰7-59
參考文獻7-68
5輻射換熱7-70
5.1熱輻射和輻射特性7-70
5.1.1基本概念7-70
5.1.2基本定律和輻射特性7-71
5.2輻射換熱7-81
5.2.1角系數(shù)7-81
5.2.2黑體表面間的輻射換熱7-81
5.2.3灰體表面間的輻射換熱7-81
5.2.4遮熱板7-83
5.2.5氣體與管壁間的輻射換熱7-84
5.3太陽能熱輻射與太陽能利用7-84
5.3.1太陽能熱輻射與太陽能利用基礎知識7-84
5.3.2太陽能熱發(fā)電技術7-86
5.3.3太陽能熱化學利用7-93
參考文獻7-96
6傳熱過程計算7-97
6.1傳熱過程分析7-97
6.2平均溫度差7-97
6.3總傳熱系數(shù)7-100
6.4污垢7-105
6.5有效因子及傳熱單元數(shù)7-107
6.6從實驗數(shù)據(jù)推求傳熱膜系數(shù)7-113
參考文獻7-115
7傳熱強化和節(jié)能技術7-116
7.1傳熱強化7-116
7.1.1概述7-116
7.1.2槽管7-116
7.1.3翅片7-118
7.1.4多孔介質7-121
7.1.5旋流流動7-122
7.1.6螺旋管7-122
7.1.7管內(nèi)添加物7-123
7.1.8流體添加物7-124
7.1.9冷凝傳熱強化7-125
7.2節(jié)能技術7-126
7.2.1概述7-126
7.2.2燃料燃燒的合理化7-126
7.2.3加熱、冷卻等傳熱過程的合理化7-127
7.2.4蒸汽的有效使用7-127
7.2.5壓縮空氣的有效運行7-127
7.2.6廢熱回收7-128
參考文獻7-129
8換熱器7-131
8.1管殼式換熱器7-131
8.1.1管殼式換熱器的結構型式7-131
8.1.2管程結構7-133
8.1.3殼程結構7-137
8.1.4管殼式換熱器的設計計算7-140
8.1.5纏繞管換熱器7-156
8.2板式換熱器7-165
8.2.1板式換熱器簡介7-165
8.2.2螺旋板式換熱器7-169
8.2.3板翅式換熱器7-173
8.2.4傘板式換熱器7-178
8.2.5板殼式換熱器7-179
8.2.6T-P板式換熱器7-180
8.3其他換熱器7-184
8.3.1套管式換熱器7-184
8.3.2蛇管式換熱器7-187
8.3.3刺刀管式換熱器7-189
8.3.4降膜式換熱器7-189
8.3.5特種材料換熱器7-190
8.4空冷器7-196
8.4.1空冷器基本特點7-196
8.4.2空冷器的型式與構造7-196
8.4.3自然通風空冷器7-199
8.4.4機械通風空冷器7-199
8.4.5增濕空冷器7-200
8.4.6表面蒸發(fā)式空冷器7-201
8.4.7空冷器設計計算7-202
8.5換熱器的優(yōu)化設計7-208
8.5.1換熱器型式的選擇7-208
8.5.2換熱表面設計的優(yōu)化7-209
8.5.3系統(tǒng)優(yōu)化7-210
8.5.4計算機輔助優(yōu)化設計7-214
參考文獻7-216
9再沸器、冷凝器與廢熱鍋爐7-218
9.1再沸器7-218
9.1.1再沸器的分類和特性7-218
9.1.2立式熱虹吸再沸器7-219
9.1.3臥式熱虹吸再沸器7-222
9.1.4強制循環(huán)再沸器7-223
9.1.5釜式再沸器7-223
9.2冷凝器7-224
9.2.1冷凝器的選型7-224
9.2.2冷凝器結構7-224
9.2.3冷凝器傳熱7-227
9.2.4混合物的冷凝7-228
9.3廢熱鍋爐7-229
9.3.1廢熱鍋爐的作用、特點與分類7-229
9.3.2廢熱鍋爐結構7-232
9.3.3廢熱鍋爐設計特點7-239
9.4熱管換熱器7-242
9.4.1熱管工作原理與特點7-242
9.4.2熱管工作性能7-244
9.4.3熱管換熱器7-247
參考文獻7-250
10直接接觸式換熱器7-251
10.1工作特點和傳熱原理7-251
10.2直接接觸式冷凝器7-252
10.3冷卻塔7-257
10.4蒸發(fā)冷卻器7-259
10.5泡沫接觸式換熱器7-260
參考文獻7-261
11工業(yè)爐7-262
11.1概述7-262
11.1.1化學工業(yè)中的工業(yè)爐7-262
11.1.2工業(yè)爐的技術要求7-262
11.2工業(yè)爐的燃燒過程7-263
11.2.1燃燒設備7-263
11.2.2燃燒技術7-265
11.3工業(yè)爐的傳熱問題7-267
11.3.1內(nèi)混式工業(yè)爐的工作過程7-268
11.3.2工業(yè)爐的輻射傳熱7-268
11.3.3對流傳熱7-271
11.4氣化爐7-271
11.4.1煤氣化的基本化學反應7-271
11.4.2煤的氣化工藝與技術7-272
11.4.3氣化爐7-273
11.5轉化爐7-279
11.5.1一段轉化爐7-279
11.5.2其他型式一段轉化爐7-282
11.5.3二段轉化爐7-284
11.6裂解爐7-286
11.6.1乙烯裝置7-286
11.6.2裂解爐結構7-287
11.7加熱爐7-293
11.7.1管式加熱爐7-293
11.7.2熱載體加熱爐7-298
11.8焚燒爐7-301
11.8.1焚燒爐中焚燒過程的控制7-302
11.8.2焚燒爐類型7-303
11.8.3焚燒爐的污染抑制7-304
參考文獻7-306
12數(shù)值傳熱7-308
12.1概述7-308
12.2數(shù)學背景7-309
12.3數(shù)值模擬7-311
12.4傳熱模型與應用7-318
參考文獻7-319
13絕熱與保溫材料7-320
13.1絕熱材料7-320
13.1.1絕熱材料的種類7-320
13.1.2絕熱材料使用溫度7-321
13.1.3絕熱材料的形態(tài)7-321
13.2常用絕熱材料7-322
13.2.1硅藻土7-322
13.2.2蛭石7-322
13.2.3膨脹珍珠巖7-322
13.2.4人造礦物纖維7-322
13.2.5礦渣棉7-322
13.2.6玻璃棉7-322
13.2.7石棉7-323
13.2.8硅酸鈣7-323
13.2.9泡沫玻璃7-323
13.2.10有機絕熱材料7-323
13.3低溫隔熱7-323
13.4保溫層厚度7-324
參考文獻7-325
符號說明7-326

第8篇制冷
1機械制冷及其應用8-2
參考文獻8-3
2制冷劑和載冷劑8-4
2.1制冷劑的種類和編號表示方法8-4
2.1.1鹵代烴以及碳氫化合物8-4
2.1.2醚基制冷劑8-5
2.1.3混合制冷劑8-5
2.1.4有機化合物8-6
2.1.5無機化合物8-6
2.2制冷劑的熱力學性質及環(huán)境影響指數(shù)8-7
2.2.1制冷劑的熱力學性質8-7
2.2.2制冷劑的環(huán)境影響指數(shù)8-8
2.3制冷劑的實用性質8-9
2.3.1制冷劑的相對安全性8-9
2.3.2制冷劑的熱穩(wěn)定性8-10
2.3.3制冷劑對材料的作用8-10
2.3.4制冷劑同水的溶解性8-11
2.3.5制冷劑同潤滑油的溶解性8-11
2.3.6制冷劑的泄漏判斷8-12
2.4常用制冷劑的特性8-13
2.4.1無機化合物8-13
2.4.2鹵代烴8-13
2.4.3碳氫化合物8-15
2.4.4混合制冷劑8-15
2.5制冷劑的選用8-16
2.5.1選用制冷劑應考慮的問題8-16
2.5.2制冷劑的代用問題8-16
2.6載冷劑8-18
2.6.1載冷劑的種類及選用8-18
2.6.2水8-19
2.6.3鹽水8-19
2.6.4有機物載冷劑8-19
2.6.5二氧化碳8-20
參考文獻8-21
3蒸氣壓縮制冷循環(huán)8-22
3.1單級壓縮制冷循環(huán)8-22
3.1.1單級壓縮制冷機的基本組成和工作過程8-22
3.1.2理論循環(huán)及其性能指標8-22
3.1.3液體過冷、吸氣過熱對循環(huán)的影響和回熱循環(huán)8-24
3.1.4實際循環(huán)8-28
3.2冷凝溫度、蒸發(fā)溫度變化對制冷機性能和工況的影響8-29
3.2.1冷凝溫度變化的影響8-30
3.2.2蒸發(fā)溫度變化的影響8-30
3.2.3單級壓縮制冷機的工況8-31
3.2.4單級壓縮制冷機的工作溫度范圍8-32
3.3兩級壓縮制冷循環(huán)8-32
3.3.1兩級壓縮制冷循環(huán)的型式8-33
3.3.2兩級壓縮制冷循環(huán)中間壓力的確定8-37
3.3.3兩級壓縮制冷機的變工況特性8-38
3.4復疊式制冷循環(huán)8-39
3.4.1復疊式制冷循環(huán)的型式8-40
3.4.2有關復疊式制冷循環(huán)的幾個問題8-42
3.5混合制冷劑制冷循環(huán)8-43
3.5.1常規(guī)的單級壓縮循環(huán)8-43
3.5.2自復疊制冷循環(huán)系統(tǒng)8-43
參考文獻8-46
4制冷壓縮機8-47
4.1制冷壓縮機的種類和工作特點8-47
4.2活塞式制冷壓縮機8-48
4.2.1活塞式制冷壓縮機的結構和特點8-48
4.2.2活塞式制冷壓縮機的性能8-49
4.3螺桿式制冷壓縮機8-51
4.3.1螺桿式制冷壓縮機的構造及基本參數(shù)8-51
4.3.2螺桿式制冷壓縮機工作過程的特點及性能8-54
4.3.3螺桿式制冷壓縮機的變頻技術8-55
4.4離心式制冷壓縮機8-55
4.4.1離心式制冷壓縮機的構造及特點8-55
4.4.2離心式制冷壓縮機的性能8-57
參考文獻8-58
5蒸氣壓縮式制冷機的設備和工藝流程8-59
5.1蒸氣壓縮式制冷機的傳熱設備8-59
5.1.1冷凝器和過冷器8-59
5.1.2蒸發(fā)器和冷凝蒸發(fā)器8-60
5.1.3中間冷卻器和回熱器8-63
5.2蒸氣壓縮式制冷機的節(jié)流機構8-63
5.2.1節(jié)流機構的功用及種類8-63
5.2.2浮球調節(jié)閥8-63
5.2.3熱力膨脹閥8-64
5.2.4電子膨脹閥8-66
5.3蒸氣壓縮式制冷機的輔助設備8-68
5.3.1制冷劑的儲存和分離設備8-68
5.3.2制冷劑的凈化設備8-68
5.3.3潤滑油的分離及收集設備8-69
5.4制冷工藝流程簡介8-70
5.4.1冷水機組的工藝流程8-70
5.4.2冷庫用氨制冷工藝流程8-71
5.4.3石油化工用制冷工藝流程8-71
參考文獻8-73
6低溫制冷與氣體液化8-74
6.1低溫工質的性質8-74
6.1.1低溫工質的種類及熱力學性質8-74
6.1.2空氣及其組成氣體8-75
6.1.3天然氣及其組成氣體8-76
6.1.4氫8-76
6.1.5氦8-78
6.2低溫制冷方法8-79
6.2.1氣體的絕熱節(jié)流8-79
6.2.2氣體的等熵膨脹8-80
6.3氣體液化的熱力學分析8-81
6.3.1氣體液化的理論小功8-81
6.3.2氣體液化循環(huán)的性能指標8-83
6.4絕熱節(jié)流氣體液化循環(huán)8-83
6.4.1一次節(jié)流液化循環(huán)8-83
6.4.2有預冷的一次節(jié)流液化循環(huán)8-86
6.4.3二次節(jié)流液化循環(huán)8-88
6.5帶膨脹機的氣體液化循環(huán)8-90
6.5.1克勞特循環(huán)8-90
6.5.2海蘭德循環(huán)和卡皮查循環(huán)8-92
6.5.3帶膨脹機的雙壓循環(huán)8-93
6.6其他型式的氣體液化循環(huán)8-95
6.6.1復疊式制冷氣體液化循環(huán)8-95
6.6.2混合制冷劑制冷天然氣液化循環(huán)8-96
6.6.3氦制冷氣體液化循環(huán)8-97
6.7氣體液化及分離裝置流程簡介8-98
6.7.1大型氫液化裝置8-98
6.7.2大型氦液化裝置8-100
6.7.3合成氨生產(chǎn)用大型空氣液化分離裝置8-102
參考文獻8-102
7吸收制冷8-104
7.1吸收制冷原理8-104
7.2吸收式制冷機的工質8-106
7.2.1工質的種類8-106
7.2.2溴化鋰水溶液8-106
7.2.3氨水溶液8-107
7.3溴化鋰吸收式制冷機8-107
7.3.1單效溴化鋰吸收式制冷機8-108
7.3.2雙效溴化鋰吸收式制冷機8-110
7.3.3兩級吸收溴化鋰吸收式制冷機8-111
7.4氨水吸收式制冷機8-112
參考文獻8-112
8熱泵及能量回收8-113
8.1熱泵8-113
8.1.1熱泵的含義及特點8-113
8.1.2熱泵按工作原理分類8-113
8.1.3熱泵的應用8-115
8.2能量回收8-116
8.2.1ORC的基本組成和工作過程8-117
8.2.2ORC的特點8-118
8.2.3ORC系統(tǒng)的優(yōu)化和改進8-119
8.2.4工質的選擇8-120
8.2.5ORC系統(tǒng)組成部件8-121
8.2.6ORC的應用場合8-125
參考文獻8-127
符號說明8-128

第9篇蒸發(fā)
1蒸發(fā)及應用概述9-2
參考文獻9-2
2蒸發(fā)的類型與計算9-3
2.1單效蒸發(fā)9-3
2.1.1單效蒸發(fā)的操作壓力9-3
2.1.2連續(xù)蒸發(fā)與分批蒸發(fā)9-4
2.1.3連續(xù)單效蒸發(fā)計算9-5
2.2多效蒸發(fā)9-9
2.2.1多效蒸發(fā)流程9-9
2.2.2多效蒸發(fā)的計算9-11
2.2.3多效蒸發(fā)系統(tǒng)的計算機程序介紹9-16
2.3熱泵蒸發(fā)9-17
2.3.1蒸汽噴射式熱泵蒸發(fā)9-18
2.3.2機械壓縮式熱泵蒸發(fā)9-21
2.3.3多效蒸發(fā)與熱泵組合式蒸發(fā)9-25
2.4減壓閃蒸9-27
2.5蒸發(fā)系統(tǒng)的熱能利用9-30
2.6蒸發(fā)系統(tǒng)的優(yōu)化9-31
參考文獻9-32
3蒸發(fā)器的類型與選擇9-33
3.1夾套釜式蒸發(fā)器9-33
3.2豎管循環(huán)型蒸發(fā)器9-34
3.2.1自然循環(huán)蒸發(fā)器9-34
3.2.2強制循環(huán)蒸發(fā)器9-36
3.3豎管膜式蒸發(fā)器9-37
3.3.1升膜蒸發(fā)器9-37
3.3.2降膜蒸發(fā)器9-37
3.4板式蒸發(fā)器9-41
3.4.1板式升膜蒸發(fā)器9-41
3.4.2板式降膜蒸發(fā)器9-42
3.5刮膜蒸發(fā)器9-42
3.6直接加熱蒸發(fā)器9-43
3.7蒸發(fā)器的選型9-44
3.7.1選型考慮的因素9-44
3.7.2有關選型的說明9-44
3.7.3蒸發(fā)設備選型表9-45
參考文獻9-45
4蒸發(fā)器的設計9-47
4.1加熱室9-47
4.1.1加熱室的總傳熱系數(shù)9-47
4.1.2料液側的傳熱膜系數(shù)9-49
4.1.3不凝氣的排除9-51
4.1.4蒸汽進口與冷凝液出口9-53
4.2蒸發(fā)器的加料9-54
4.3分離室9-55
4.3.1氣液分離9-55
4.3.2存液容積9-58
4.3.3含鹽懸浮液的排出9-58
參考文獻9-58
5蒸發(fā)系統(tǒng)及其操作特點9-60
5.1蒸發(fā)系統(tǒng)的組成9-60
5.2冷凝器9-61
5.3壓縮機與真空泵的選擇9-61
5.3.1蒸汽壓縮機的選擇9-61
5.3.2真空泵的選擇9-63
5.4蒸發(fā)系統(tǒng)操作中的問題9-66
參考文獻9-67
符號說明9-68

第10篇結晶
1概述10-2
參考文獻10-3
2晶體工程10-4
2.1晶體工程的內(nèi)涵10-4
2.2晶體工程與傳統(tǒng)工業(yè)結晶技術的共性與區(qū)別10-5
2.3高端晶體產(chǎn)品的質量指標10-5
2.4同質多晶行為與構效關系分析10-7
參考文獻10-8
3結晶系統(tǒng)性質10-10
3.1晶體10-10
3.1.1晶體特性10-10
3.1.2晶體的空間結構10-10
3.1.3晶體的晶習10-11
3.1.4晶體的晶型10-13
3.1.5晶體的粒度分布10-14
3.1.6溶解度和過飽和度10-14
3.1.7溶液的過飽和、超溶解度曲線以及介穩(wěn)區(qū)10-16
3.2結晶機理10-18
3.2.1成核10-18
3.2.2晶體生長10-23
3.2.3奧斯特瓦爾德熟化10-27
3.2.4結晶成核與成長的內(nèi)在聯(lián)系10-27
3.2.5添加劑和雜質對結晶的影響10-27
參考文獻10-29
4溶液結晶10-31
4.1相圖特征10-32
4.1.1相律10-32
4.1.2單組分系統(tǒng)10-32
4.1.3相變10-33
4.1.4雙組分系統(tǒng)10-34
4.1.5三組分系統(tǒng)10-36
4.2冷卻結晶及其裝置10-36
4.2.1間接換熱冷卻結晶10-36
4.2.2直接冷卻結晶10-37
4.3蒸發(fā)結晶裝置10-37
4.4真空絕熱冷卻結晶器10-38
4.5連續(xù)結晶器10-39
4.5.1強迫外循環(huán)型結晶器10-39
4.5.2流化床型結晶器10-39
4.5.3導流筒加攪拌槳型真空結晶器10-40
4.5.4多級結晶過程10-42
4.6溶液結晶過程的模型及系統(tǒng)分析10-44
4.6.1總體模型與穩(wěn)態(tài)行為分析10-44
4.6.2非穩(wěn)態(tài)行為分析10-50
4.7結晶過程計算與結晶器設計10-52
4.7.1收率10-52
4.7.2結晶器的設計10-54
4.8結晶器操作與控制10-71
4.8.1結晶器操作10-71
4.8.2連續(xù)結晶過程的在線控制10-73
4.8.3間歇結晶過程控制與操作曲線10-73
4.8.4結晶的包藏與結塊現(xiàn)象的防止手段10-74
參考文獻10-75
5熔融結晶10-77
5.1熔融結晶的操作模式與宏觀動力學分析10-77
5.1.1基本操作模式10-77
5.1.2熔融結晶宏觀動力學分析10-78
5.2相圖特征10-79
5.2.1二組分系統(tǒng)10-79
5.2.2分配系數(shù)10-81
5.3逐步凍凝過程及設備10-82
5.3.1逐步凍凝組分分離10-83
5.3.2結晶設備10-84
5.4塔式結晶裝置10-87
5.4.1中央加料塔式結晶器10-88
5.4.2末端加料塔式結晶器10-92
5.4.3組合塔式結晶器10-94
5.4.4塔式結晶分離與其他分離方法比較10-96
5.5區(qū)域熔煉10-96
5.5.1區(qū)域熔煉的過程分析10-97
5.5.2主要變量10-98
5.5.3應用10-98
參考文獻10-98
6升華（升華結晶）10-100
6.1升華分離相圖與限度10-101
6.1.1相圖特征10-101
6.1.2分離純度的約束條件10-102
6.2升華過程及速率分析10-102
6.3設備及設計方程10-103
6.3.1設備10-103
6.3.2設計方程10-104
參考文獻10-105
7沉淀10-106
7.1沉淀的形成10-106
7.2沉淀所遵循的基本法則10-106
7.2.1溶度積原理10-106
7.2.2奧斯特（Ostwald）遞變法則10-107
7.2.3威門（Weimarn）沉淀法則10-107
7.2.4分配系數(shù)10-108
7.3沉淀技術與設備10-109
7.3.1反應沉淀10-109
7.3.2鹽析10-109
7.3.3沉淀設備10-110
參考文獻10-111
8耦合結晶技術10-112
8.1反應-結晶耦合10-113
8.2蒸餾-結晶耦合10-113
參考文獻10-114
9其他結晶方法與機理10-115
9.1生物大分子物系結晶10-115
9.1.1可溶蛋白結晶的影響因素10-116
9.1.2可溶蛋白的結晶方法10-117
9.2功能納米晶體的結晶10-119
9.3加壓結晶、噴射結晶、冰析結晶等10-123
參考文獻10-124

第11篇傳質
1概論11-2
1.1傳質現(xiàn)象11-2
1.2化工生產(chǎn)過程中的傳質11-2
參考文獻11-3
2分子傳質（擴散）11-4
2.1通量、濃度和速度11-4
2.2Fick定律11-5
2.3分子傳質微分方程11-5
2.4穩(wěn)態(tài)分子擴散11-6
2.4.1一維擴散11-6
2.4.2伴有化學反應的一維擴散11-8
2.5非穩(wěn)態(tài)分子擴散11-11
2.5.1半無限大靜止介質中的一維擴散11-11
2.5.2大平板中的一維擴散11-11
2.5.3球體中的擴散11-12
2.5.4圓柱體中的擴散11-13
2.6多孔體中的擴散11-13
2.6.1Fick擴散11-13
2.6.2Knudsen擴散11-14
2.6.3過渡型擴散11-14
2.6.4表面擴散11-15
2.7擴散系數(shù)11-15
2.7.1氣體的擴散系數(shù)11-15
2.7.2液體的擴散系數(shù)11-16
參考文獻11-19
3對流傳質11-21
3.1對流傳質的傳質方程11-21
3.2對流傳質系數(shù)與擴散系數(shù)對比11-21
3.3傳質系數(shù)與推動力單位的關系11-22
3.4流體界面?zhèn)髻|模型11-24
3.4.1膜理論11-24
3.4.2滲透理論11-25
3.4.3表面更新理論11-25
3.5對流傳質中的無量綱分析11-26
3.6質量、能量和動量傳遞的類比11-27
3.6.1質量、熱量和動量傳遞的相似性11-27
3.6.2混合長理論11-28
3.6.3Reynolds類比11-29
3.6.4Prandtl類比11-30
3.6.5von Karman類比11-30
3.6.6Chilton-Colburn類比11-31
3.7對流傳質系數(shù)的關聯(lián)式11-32
3.7.1平板11-33
3.7.2球體、液滴和氣泡11-33
3.7.3圓柱體11-34
3.7.4圓管內(nèi)11-34
3.7.5小顆粒懸浮液11-35
參考文獻11-36
4相間傳質11-38
4.1雙膜理論11-38
4.2總傳質系數(shù)11-39
4.3工業(yè)裝置中的傳質11-39
4.3.1容積傳質系數(shù)11-39
4.3.2等摩爾相向擴散的傳質裝置11-40
4.3.3通過靜止膜擴散的傳質裝置11-40
4.3.4傳質單元數(shù)的計算11-41
4.3.5總傳質單元高度與單相傳質單元高度的關系11-42
參考文獻11-43

第12篇氣體吸收
1概述12-2
1.1概念與定義12-2
1.1.1吸收與解吸12-2
1.1.2物理吸收與化學吸收12-2
1.1.3非等溫吸收12-3
1.1.4多組分吸收12-3
1.1.5吸收操作流程12-3
1.2氣體在液體中的溶解度——氣液平衡關系12-3
1.2.1亨利常數(shù)12-4
1.2.2氣液平衡數(shù)據(jù)12-4
1.3相際傳質12-5
1.3.1傳質速率與傳質系數(shù)12-5
1.3.2有關傳質系數(shù)的說明12-9
參考文獻12-10
2吸收塔設計12-11
2.1設計要領12-11
2.1.1溶劑選擇12-11
2.1.2設備選擇12-11
2.1.3溶劑用量12-11
2.1.4塔徑12-14
2.1.5塔高12-14
2.2填充吸收塔設計12-14
2.2.1基本公式與計算方法12-14
2.2.2傳質單元12-16
2.2.3濃度低時的簡化計算12-18
2.2.4濃度高時的近似計算12-20
2.2.5傳質單元數(shù)的圖解12-25
2.2.6填充塔的放大問題12-25
2.2.7噴灑器12-25
2.3板式吸收塔設計12-26
2.3.1理論板數(shù)的圖解12-26
2.3.2理論板數(shù)的計算12-26
參考文獻12-28
3非等溫吸收12-29
3.1熱效應的考慮12-29
3.1.1塔溫度變化所造成的影響和處理原則12-29
3.1.2操作條件與設備的影響12-30
3.2近似算法12-30
3.2.1按等溫吸收計算12-30
3.2.2按簡單絕熱吸收計算12-31
3.3嚴格算法12-36
3.3.1正規(guī)計算12-36
3.3.2簡捷計算12-37
參考文獻12-46
4多組分吸收12-47
4.1操作分析12-47
4.2設計變量12-48
4.3簡捷計算12-49
4.3.1貧氣吸收12-49
4.3.2富氣吸收12-51
4.4嚴格計算12-61
參考文獻12-62
5化學吸收12-64
5.1化學反應的影響12-64
5.1.1吸收速率的增大12-64
5.1.2增強因子12-64
5.2化學吸收速率12-66
5.2.1二級不可逆反應12-66
5.2.2其他反應12-71
5.2.3平衡溶解度與擴散系數(shù)12-74
5.2.4根據(jù)反應快慢的設備選用原則12-74
5.3化學吸收設備設計12-75
5.3.1從原始理論出發(fā)12-75
5.3.2利用經(jīng)驗關系與數(shù)據(jù)12-84
5.3.3通過實驗室或中間廠試驗放大12-87
5.4有化學反應的解吸12-89
參考文獻12-89
6氣體吸收塔性能12-91
6.1填充塔12-91
6.1.1傳質系數(shù)通用關聯(lián)式12-91
6.1.2傳質系數(shù)專用經(jīng)驗式12-101
6.2板式塔12-105
6.2.1泡罩吸收塔板效率12-105
6.2.2篩板吸收塔板效率12-106
6.3噴灑塔12-108
6.4鼓泡塔12-109
6.5濕壁塔12-110
參考文獻12-111
7吸收過程的工業(yè)應用12-113
7.1氣體吸收在流程工業(yè)中的應用12-113
7.1.1產(chǎn)品的生產(chǎn)12-113
7.1.2氣體的凈化與尾氣處理12-115
7.1.3產(chǎn)品的精制與回收12-115
7.2二氧化碳的捕集與脫除12-116
7.2.1概述12-116
7.2.2物理吸收法12-116
7.2.3化學吸收法12-116
7.2.4物理化學吸收法12-117
7.2.5過程的比較與評價12-117
7.3酸性氣體的吸收12-117
7.3.1概述12-117
7.3.2物理吸收過程12-118
7.3.3化學吸收過程12-118
7.3.4其他吸收過程12-118
7.3.5工藝過程的比較與評價12-118
7.4煙氣脫硫脫硝12-118
7.4.1煙氣脫硫12-118
7.4.2煙氣脫硝12-119
參考文獻12-120
符號說明12-121

第13篇蒸餾
1汽-液平衡關系13-2
1.1引言13-2
1.2汽-液平衡基本關系式13-2
1.2.1相對揮發(fā)度13-2
1.2.2逸度系數(shù)和活度系數(shù)13-2
1.2.3活度系數(shù)法和狀態(tài)方程法基本關系式13-3
1.3汽-液平衡數(shù)據(jù)及相圖13-3
1.3.1汽-液平衡數(shù)據(jù)13-3
1.3.2相律及相圖13-6
1.4活度系數(shù)法和狀態(tài)方程法13-7
1.4.1活度系數(shù)法13-7
1.4.2狀態(tài)方程法13-8
1.4.3兩種方法的比較13-9
1.5K值法和K圖13-9
1.5.1K值法的基本公式13-9
1.5.2K值圖13-11
1.5.3K值的模型計算13-12
參考文獻13-13
2蒸餾基本原理及分類概述13-14
2.1簡單蒸餾13-15
2.1.1閃蒸13-15
2.1.2漸次汽化13-15
2.2連續(xù)多級蒸餾13-16
2.3間歇多級蒸餾13-17
2.4復雜多級蒸餾13-18
2.5特殊蒸餾13-18
2.5.1萃取蒸餾13-18
2.5.2共沸蒸餾（恒沸蒸餾）13-19
2.5.3反應蒸餾13-20
2.5.4分子蒸餾與短程蒸餾13-21
一般參考文獻13-21
參考文獻13-21
3自由度分析13-22
3.1自由度13-22
3.1.1過程變量13-22
3.1.2約束關系式13-23
3.1.3設計變量13-23
3.1.4非獨立變量13-23
3.2操作要素的自由度分析13-23
3.2.1單股均相流13-24
3.2.2分流器13-24
3.2.3簡單平衡級13-24
3.2.4小結13-25
3.3操作單元的自由度分析13-26
3.3.1簡單級聯(lián)13-26
3.3.2簡單精餾塔13-27
3.3.3小結13-29
一般參考文獻13-31
參考文獻13-31
4簡單蒸餾計算13-32
4.1泡點、露點計算13-32
4.1.1泡點溫度計算13-32
4.1.2露點溫度計算13-33
4.2閃蒸計算13-33
4.2.1平衡冷凝、平衡汽化過程計算13-34
4.2.2絕熱閃蒸過程計算13-35
4.3單級間歇蒸餾計算13-36
4.4水蒸氣蒸餾13-37
一般參考文獻13-38
參考文獻13-38
5二組元精餾計算13-39
5.1基本概念13-39
5.1.1精餾平衡級概念13-40
5.1.2傳質單元概念及其圖解法13-41
5.2二組元精餾McCabe-Thiele圖解方法13-44
5.2.1簡單精餾過程13-44
5.2.2平衡級數(shù)、回流比與進料位置13-48
5.2.3其他構型的精餾塔13-52
5.2.4二組元精餾的級效率13-52
參考文獻13-55
6三組元蒸餾計算13-56
6.1三組元相平衡的表示13-56
6.1.1精餾曲線13-57
6.1.2幾種不同形式的精餾曲線13-58
6.2全回流的三元精餾計算13-60
6.3小回流比下的三元精餾13-63
6.3.1小回流比與小再沸比13-63
6.3.2分離低沸點組分的小回流比13-65
6.3.3分離高沸點組分的小再沸比13-67
6.4操作回流比下的三元精餾計算13-67
6.4.1提餾段計算13-67
6.4.2進料級計算13-68
6.4.3精餾段計算13-69
6.4.4與三元精餾計算有關的幾個問題13-69
參考文獻13-70
7多組元精餾計算13-71
7.1多組元精餾過程簡捷計算13-71
7.1.1Fenske-Underwood-Gilliland簡捷法13-71
7.1.2用于吸收和汽提計算的Kremser群法13-79
7.2多組元精餾嚴格計算方法13-83
7.2.1平衡級數(shù)學模型13-84
7.2.2方程的分割（分解）13-87
7.2.3Inside-Out法13-109
7.2.4其他方法13-112
7.3非平衡級和非平衡混合池模型13-113
7.3.1Krishnamurthy-Taylor（K-T）非平衡級模型13-115
7.3.2非平衡級模型的應用13-119
7.3.3非平衡混合池模型13-121
7.3.4塔板上液體流動-混合參數(shù)與精餾點效率預測13-121
7.4填料塔的計算13-123
7.4.1傳質單元13-124
7.4.2當量理論塔板13-127
7.4.3填料塔的計算例題13-127
參考文獻13-129
8萃取精餾13-132
8.1萃取精餾過程13-132
8.2萃取劑的作用13-133
8.3萃取劑的篩選13-134
8.3.1萃取劑的篩選依據(jù)13-134
8.3.2萃取劑篩選方法13-134
8.3.3影響萃取劑篩選的因素13-135
8.4萃取精餾過程的設計與優(yōu)化13-135
參考文獻13-137
9共沸精餾13-138
9.1共沸現(xiàn)象與共沸精餾13-138
9.1.1共沸物的分類13-138
9.1.2共沸現(xiàn)象的普遍性13-139
9.1.3預測共沸數(shù)據(jù)13-139
9.1.4壓力對共沸組成的影響13-142
9.2共沸精餾過程13-143
9.2.1均相共沸精餾13-143
9.2.2非均相共沸精餾13-145
9.3共沸劑的選擇13-146
9.4共沸精餾過程的設計及計算示例13-147
9.4.1共沸精餾過程的設計13-147
9.4.2共沸精餾過程計算示例13-148
一般參考文獻13-149
參考文獻13-149
10石油與復雜物系分餾13-151
10.1石油餾分的表示方法13-151
10.1.1石油及石油餾分13-151
10.1.2石油及其餾分的蒸餾曲線13-151
10.1.3假組分和假多元系13-153
10.2石油餾分性質的計算13-154
10.2.1相對密度13-154
10.2.2特性因數(shù)13-154
10.2.3平均沸點13-155
10.2.4平均分子量、臨界性質、熱性質13-155
10.3石油餾分的汽-液平衡計算13-155
10.4石油分餾13-156
10.4.1原油常壓蒸餾13-156
10.4.2原油減壓蒸餾13-157
10.5石油分餾過程的計算13-157
10.5.1近似的估算13-157
10.5.2計算機模擬13-158
10.6煤焦油分餾13-158
10.6.1煤焦油的組成和性質13-158
10.6.2煤焦油的分餾方法13-158
10.6.3煤焦油分餾過程計算13-159
參考文獻13-159
11反應蒸餾13-161
11.1反應蒸餾概述13-161
11.1.1反應蒸餾的原理及特點13-161
11.1.2反應蒸餾的熱力學性質13-161
11.1.3反應蒸餾的分類13-161
11.2反應蒸餾過程設計方法13-162
11.2.1反應蒸餾過程可行性分析及概念設計方法13-162
11.2.2反應蒸餾過程模擬13-162
11.2.3反應蒸餾內(nèi)構件設計13-163
11.3反應蒸餾的工程應用13-166
11.3.1酯化與酯交換類反應13-166
11.3.2醚化類反應13-166
11.3.3縮醛類反應13-167
11.3.4水解類反應13-167
11.3.5水合類反應13-167
參考文獻13-167
12溶鹽蒸餾13-169
12.1溶鹽蒸餾的基本原理13-169
12.1.1無機鹽13-169
12.1.2離子液體13-170
12.2溶鹽蒸餾的計算方法13-171
12.2.1Furter方程13-171
12.2.2擬二元模型和狀態(tài)方程法13-171
12.2.3活度系數(shù)法13-172
12.3溶鹽蒸餾改進與發(fā)展13-172
12.3.1加鹽萃取精餾13-172
12.3.2離子液體萃取精餾13-172
參考文獻13-173
13精密蒸餾13-174
13.1高純物分離過程的圖解法13-174
13.2難分離物系及其相對揮發(fā)度13-174
13.3精密蒸餾過程計算13-176
13.4用于精密蒸餾的高效填料13-181
13.5利用循環(huán)精餾過程解決高理論板需求問題13-183
參考文獻13-185
14不穩(wěn)態(tài)蒸餾過程13-186
14.1不穩(wěn)態(tài)蒸餾過程的分類13-186
14.2分批蒸餾過程13-186
14.2.1分批蒸餾過程的分類13-186
14.2.2分批蒸餾的計算13-190
14.3特殊分批精餾13-202
14.3.1動態(tài)側線出料分批精餾13-202
14.3.2熱敏物料分批精餾13-203
14.3.3高凝固點物料分批精餾13-206
14.4蒸餾開工過程13-207
14.4.1代數(shù)方程法13-208
14.4.2解析計算法13-209
14.4.3數(shù)值模擬計算法13-210
14.5蒸餾過程控制13-210
14.5.1蒸餾塔調節(jié)的必要性13-211
14.5.2蒸餾塔的調節(jié)特性13-211
14.5.3蒸餾塔的控制方法13-213
參考文獻13-216
15分子蒸餾13-218
15.1分子蒸餾的原理13-218
15.2分子蒸餾裝置及設計原則13-221
15.3分子蒸餾的發(fā)展與應用13-229
一般參考文獻13-230
參考文獻13-230
16精餾過程的節(jié)能13-231
16.1精餾過程的熱力學分析13-231
16.1.1精餾過程所需功13-231
16.1.2精餾過程不可逆性的分析13-232
16.2精餾過程的設計與操作13-233
16.2.1精餾過程操作條件的選擇13-233
16.2.2在精餾操作中采用先進的自動控制系統(tǒng)13-234
16.2.3精餾設備的保養(yǎng)維護13-234
16.3精餾過程熱能的回收和利用13-235
16.3.1精餾過程的顯熱回收13-235
16.3.2精餾過程的潛熱回收13-237
16.3.3加強保溫以減少精餾過程的熱損失13-238
16.3.4精餾塔間的能量集成13-239
16.4提高精餾系統(tǒng)的熱力學效率13-239
16.4.1熱泵精餾13-240
16.4.2多效精餾13-241
16.4.3增設中間再沸器和中間冷凝器13-244
16.4.4SRV精餾13-246
16.4.5熱耦精餾13-248
16.5多組元精餾塔序列合成及其能量集成13-253
一般參考文獻13-253
參考文獻13-253

第14篇氣液傳質設備
1概述14-2
1.1氣液傳質過程和設備14-2
1.2板式塔和填料塔的選擇原則14-2
參考文獻14-4
2板式塔14-5
2.1板式塔的結構及塔板分類14-5
2.2塔板上氣液兩相操作狀態(tài)14-7
2.2.1操作狀態(tài)分類14-7
2.2.2相轉變點14-8
2.3鼓泡層、清液層高度和堰上液流液頭及液面梯度14-11
2.3.1鼓泡層高度和清液層高度14-11
2.3.2堰上液流液頭14-13
2.3.3液面梯度14-16
2.4塔板壓降14-17
2.5操作極限與負荷性能圖14-19
2.5.1允許氣相負荷14-19
2.5.2小允許氣相負荷14-25
2.5.3允許液相負荷14-27
2.5.4小允許液相負荷14-29
2.5.5負荷性能圖和操作彈性14-29
2.6板式塔內(nèi)的流體流動14-30
2.6.1流體流動的不均勻性14-30
2.6.2對塔板效率的影響14-32
2.7塔板效率14-33
2.7.1幾種塔板效率的定義14-33
2.7.2板效率計算14-35
2.8三維非平衡混合池模型14-45
一般參考文獻14-48
參考文獻14-48
3各種塔板的結構14-50
3.1塔板的結構參數(shù)14-50
3.2傳質構件——塔盤板14-52
3.2.1泡罩塔板14-52
3.2.2篩板14-58
3.2.3浮閥塔板14-63
3.2.4網(wǎng)孔塔板14-70
3.2.5垂直篩板14-73
3.2.6氣液并流填料塔板14-75
3.2.7斜噴型塔板14-76
3.3降液管14-86
3.3.1降液管的基本形式14-86
3.3.2降液管的流體力學性能14-86
3.3.3多降液管塔板14-87
3.4受液盤14-89
3.4.1平受液盤14-90
3.4.2凹受液盤14-90
3.4.3液封盤14-90
3.5溢流堰14-91
3.6無降液管塔板14-91
3.6.1穿流式柵板或篩板14-92
3.6.2波楞穿流板14-93
參考文獻14-95
4填料及其性能14-97
4.1引言14-97
4.2散裝填料14-98
4.2.1拉西環(huán)14-100
4.2.2鮑爾環(huán)14-100
4.2.3階梯環(huán)14-101
4.2.4弧鞍、矩鞍填料14-101
4.2.5金屬Intalox14-101
4.2.6超級Intalox與Nex環(huán)等14-102
4.2.7高通量塑料填料14-102
4.2.8實驗室散裝填料14-103
4.3規(guī)整填料14-103
4.3.1絲網(wǎng)波紋填料14-104
4.3.2板波紋填料14-105
4.3.3高通量波紋填料14-105
4.3.4格柵填料14-106
4.4填料的選用14-106
4.5填料的流體力學性能14-107
4.5.1持液量與載點14-108
4.5.2泛點與壓降14-111
4.6填料的傳質性能14-118
4.6.1傳質系數(shù)計算14-118
4.6.2實驗數(shù)據(jù)應用14-121
4.6.3HETP簡捷估算14-124
4.6.4放大效應與端效應14-125
一般參考文獻14-126
參考文獻14-126
5填料塔流體分布及塔內(nèi)件14-128
5.1填料液體分布14-128
5.1.1填料的自分布性能14-128
5.1.2小尺度不良分布14-129
5.1.3大尺度不良分布14-130
5.2填料氣體分布14-131
5.3液體分布器14-132
5.3.1孔流型液體分布器14-133
5.3.2溢流型液體分布器14-136
5.3.3壓力型管式液體分布器14-137
5.4其他塔內(nèi)件14-138
5.4.1填料支承14-138
5.4.2填料壓緊和限位裝置14-140
5.4.3液體收集器14-140
5.4.4氣體分布器14-142
一般參考文獻14-142
參考文獻14-142
6塔設備的優(yōu)化設計14-144
6.1塔板與填料間的比較與選擇14-144
6.2塔設備的經(jīng)濟性14-145
6.2.1圖表法14-145
6.2.2關聯(lián)式法14-147
6.2.3設備費的校正14-148
6.3蒸餾塔的優(yōu)化設計14-149
6.3.1塔板與塔徑14-149
6.3.2回流比與塔板數(shù)14-150
6.4吸收塔的優(yōu)化設計14-151
6.4.1塔體與填料14-151
6.4.2操作壓力14-151
6.4.3液氣比14-151
6.4.4塔徑（或氣速）14-152
6.4.5吸收塔塔高（或出口氣體濃度）14-153
6.4.6提餾塔液體出口宜濃度14-153
6.4.7吸收塔入塔溶劑的溫度14-153
6.4.8多組分系統(tǒng)的宜條件14-154
一般參考文獻14-154
參考文獻14-154

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