化工原理

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化工原理
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1 化工原理与单元操作

化学工业是对原料进行化学加工以获得有用产品的工业,其核心是化学反应过程及其设备,完成这个过程需要以下几个条件:

  1. 前处理,保证原料达到需要的条件(纯度、温度、压力)
  2. 反应器
  3. 后处理,精制过程。

前后处理过程都是物理过程,而这些过程可以分解为多个单元操作:

  1. 物料的增压、减压和输送(气、液)
  2. 物料的混合及分散
  3. 物料的加热与冷却
  4. 非均相混合物的分离(液固、气固)
  5. 均相混合物的分离(气体、液体)

单元操作从物理本质上说只有以下三种:

  • 动量传递过程(单相或多相流动)
  • 热量传递过程--传热
  • 物质传递过程--传质

2 单元操作

单元操作 目的 物态 原理 传递过程
流体输送 输送 液或气 输入机械能 动量传递
搅拌 混合或分散 气-液;液-液;固液 输入机械能 动量传递
过滤 非均相混合物分离 液-固;气-固 尺度不同的截流 动量传递
沉降 非均相混合物分离 液-固;气-固 密度差引起的沉降运动 动量传递
加热、冷却 升温、降温、改变相态 气或液 利用温度差而传入或移出热量 热量传递
蒸发 溶剂与不挥发性溶质的分离 供热以汽化溶剂 热量传递
气体吸收 均相混合物分离 各组分在溶液中的溶解度不同 物质传递
液体精馏 均相混合物分离 各组分间挥发度不同 物质传递
萃取 均相混合物分离 各组分在溶液中的溶解度不同 物质传递
干燥 去湿 固体 供热汽化 热、质同时传递
吸附 均相混合物分离 液或气 各组分在吸附剂中的吸附能力不同 物质传递

3 研究方法

化工原理已形成了两种基本的研究方法:

  1. 实验研究方法,即经验的方法;
  2. 数学模型方法,即半理论、半经验的方法。

4 目的

化工原理的目的:

  1. 如何根据各单元操作在技术上和经济上的特点,进行“过程和设备”的选择。
  2. 如何进行过程的计算和设备的设计。在缺乏数据的情况下,如何组织实验以取得必要的设计数据。
  3. 如何进行操作和调节,以适应生产的不同要求。在操作发生故障时,如何寻找故障的缘由。

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6 参考文献

  • 化工原理(第三版). 陈敏恒. 2006-05.