化工原理学纳
蒸馏概念：利液体混合物中组分挥发性差异热媒介部分气化气相富集轻组分液相富集重组分液体混合物分离单元操作
分离特点〔1〕蒸馏处理象液体混合物分离流程简单够直截获需组分〔2〕应广泛历史悠久仅够分离液体混合物加压分离气体混合物减压分离固体混合物〔3〕热推动力热消耗
蒸馏分类 (1)蒸馏方式分简单蒸馏稳蒸馏：混合物组分挥发性相差组分分离程度求高精馏：混合物组分分离纯度求专门高时采纳专门精馏：混合物中组分挥发性相差专门形成恒沸液〔azeotrope〕般精馏助某专门手段进行精馏
〔2〕操作流程分间歇精馏：批量生产某专门求场合连续精馏：批量工业生产中
〔3〕操作压力分
常压蒸馏：蒸馏常压进行减压蒸馏：常压物系沸点较高热具热敏性
高温加热介质济减压降低操作温度加压蒸馏：常压沸点专门低物系
蒸气相冷凝采纳常温水空气等廉价冷剂常温常压气体物
系〔空气〕进行精馏分离采纳加压提高混合物沸点
〔4〕混合物组分组分精馏：例原油双组分精馏：例乙纯水体系
双组分溶液气液相稳图进行分析：组成Xf温度低泡点混合液
加热泡点部分汽化气液相分开组成Y1气相X1
液相连续Y1汽相部分冷凝Y2气相X2液相Y2气相箭头
方冷凝浓度更高气相相反X1液相部分汽化X2ˊ组成
Y2ˊ气相图中泡点线方会浓度更高液相终达气
液两相纯化分离
3握恒沸点恒沸混合液相稳常数挥发度相挥发度概念
恒沸点t—x—y图液相线汽相线某点重合两相组成相等常压该点组成恒沸组成相应温度恒沸点低恒沸点高恒沸点两种
恒沸液 t—x—y图液相线汽相线某点重合两相组成相等常压该点组成恒沸组成该点溶液称恒沸液恒沸组成压强变理改变压强分离实际行
相稳常数K表示气液稳时气相组成液相组成间关系稳温度间关系常数K Ki 专门数p定时 Ki 温度变化Ki 值越组分气液两相中摩尔分数相差越分离越容易关易挥发组分Ki >1 yi > xi
yi xi 分表示 i 组分互稳气液两相中摩尔分数
挥发度VA：组分气相中稳蒸气压〔分压〕液相中摩尔分数值溶液中组分挥发性挥发度量衡 纯组分液体挥发度等该温度液体饱蒸气压
相挥发度a溶液中两组分挥发度称相挥发度a a 相稳时两组分气相中摩尔分数液相中摩尔分数值够判定该混合液否蒸馏方法加分离分离难易程度a >1表示组分 A 较 B 易挥发a 值越两组分两相中相含量差越越容易蒸馏方法两组分分离假设a 1现般蒸馏方法分离该混合物
5握精馏操作流程精馏段提馏段概念作
原料液预热器加热指定温度送入精馏塔进料板进料板塔部降回流液体汇合逐板溢流流入塔底沸器中层板回流液体升蒸气互相接触进行热质传递程操作时连续沸器取出部分液体作塔底(釜残液)部分液体汽化产生升蒸气次通层塔板塔顶蒸气进入冷凝器中全部冷凝部分冷凝液泵送回塔顶作回流液体余部分冷器送出作塔顶产品(馏出液)
精馏段—加料板塔段 气相中重组分液相〔回流液〕传递液相中轻组分气相传递完成升蒸气精制
提馏段—加料板塔段 降液体〔包括回流液料液中液体部分〕中轻组分气相〔回流〕传递气相中重组分液相传递完成降液体重组分提浓
7握回流概念精馏塔理板数阻碍适宜回流选择方法
回流R：精馏段中降液体摩尔流量L塔顶产品〔馏出液〕流量值R塔需理板数塔顶冷凝器塔釜沸器热负荷均回流关精馏程投资费操作费取决回流值
设备费阻碍：RRmin 时需穷块塔板数设备费穷 R 稍Rmin需理板数急剧减少设备费剧减 R 增理板数减趋势渐缓R 进步增升蒸气 V’ V 增塔径塔板面积沸器冷凝器换热面积增设备费开始升
适宜回流：精馏程总费〔操作费设备费〕低时回流
二1握吸取概念差原理推动力吸取途
吸取概念：混合气体适液体接触气体中组分便溶解液体形成溶液原混合气体组分分离种利组分溶解度分离气体混合物操作称吸取
差原理：气相中溶质实际分压高液相成稳溶质分压时溶质便气相液相转移发生吸取程利混合气体中组分液体中溶解度差异某易溶组分进入液相形成溶液溶难溶组分留气相实现混合气体分离
推动力：气体吸取混合气体中某组分气液相界面溶解气相液相浓度差推动传质程实际组成偏离稳组成程度越推动力越(pA pA* )
吸取途：(1)制备产品吸取剂吸取气体中某组分获产品硫酸吸取SO3制浓硫酸 (2) 分离混合气体回收需组分吸取剂选择性吸取气体中某组分达分离目焦炉气市煤气中分离苯 (3) 害组分净化气体 原料气净化合成氨原料气脱H2S脱CO2等〔4〕工业尾气处理废气净化爱护环境冶炼废气等脱SO2
二2握吸取剂吸取液解吸〔脱吸〕物理吸取化学吸取概念
吸取剂：吸取操作中溶剂S表示溶质较溶解度良选择性余组分溶解度度稳固易挥发(4) 粘度低利气液接触分散(5) 毒腐蚀性易燃价廉等
吸取液〔溶液〕：吸取操作溶液紧成分溶剂S溶质A
解吸脱吸：吸取相反程气相中溶质实际分压低液相成稳溶质分压时溶质液相中分离转移气相程
物理吸取：吸取程溶质溶剂发生显著化学反应视单纯气体溶解液相物理程水吸取二氧化碳洗油吸取芳烃等
化学吸取：溶质溶剂显著化学反应发生氢氧化钠碳酸钠溶液吸取二氧化碳程化学反应提高单位体积液体吸取气体量加快吸取速率溶液解吸生较难
三3握液泛漏液液沫夹带汽泡夹带概念缘果
漏液：部分液体横流塔板降液流阀孔直截漏
缘：气速较时气体通阀孔速度压头足抵消塔板液层重力气体塔板均分布造成漏液重缘
果：严峻漏液塔板形成液层气液法进行传热传质塔板失差功
液泛：塔液体畅逐板流持液量增气相空间变量液体气体塔顶溢出
夹带液泛：板间距操作液量升气速高时量液沫夹带量板间充满气液混合物引发液泛
溢流液泛：液体降液受阻时流淌板积存致
液沫夹带：气体鼓泡通板液层时部分液体分散成液滴部分液滴升气流带入层塔板阻碍紧素空塔速度板间距
气泡夹带：液体降液中停留时刻太短量气泡液体卷进层塔板
果：液沫夹带液体返混气泡夹带气体返混均传质利严峻时诱发液泛完全破坏塔正常操作液沫夹带气泡夹带幸免夹带量必需严格操承诺值范畴
三6握填料特性参数(表面间隙率填料子)定义解常见填料形状类型
(1)表面积 a：单位体积填料层具表面积(m2m3)液体润湿填料表面确实气液两相接触面 a 良润湿性利传质速率提高种填料填料尺寸越a 越气体流淌阻力增加
(2)间隙率 e：单位体积填料具间隙体积(m3m3)代表气液两相流淌通道 e 气液通力气体流淌阻力 e 045~095
(3)填料子 f：填料表面积间隙率三次方值(1m)ae3表示填料流体力学性值越流淌阻力越液泛速度够提高
拉西环填料 鲍尔环填料 阶梯环填料 弧鞍形矩鞍形填料 金属英特洛克斯填料 网体填料
四1握液——液萃取操作原理特点〔三角形坐标图溶解度曲线进行分析说明〕萃取剂求
原理液体混合物中加入互溶部分互溶液体溶剂〔萃取剂〕形成液液两相利液体混合物中组分两液相中溶解度差异达分离目称溶剂萃取简称萃取
含组分 A B 原料液 F 中加入定量萃取剂 S 新混合液 M杠杆规知 FS M 间关系 M 静置分层萃取相 E 萃余相 R质量关系
萃取相 E 中萃取剂 S 萃取液 E’萃余相 R 中萃取剂 S 萃余液 R’ 单级萃取中萃取相达 A 组分含量 Emax 点组成应萃取液组成点 E’max
A
B
S
R
E
E’
R’
F
M
单级萃取程
S0
A
B
S
M
E’
R’
F
E’max
Emax
E
R
特点：〔1〕萃取程身未完全完成分离务难分离混合物转变成易分离混合物纯产品回收溶剂必须辅精馏〔蒸发〕等操作 〔2〕常温操作适合热敏物料分离
萃取剂求：萃取剂选择性溶质应较溶解力稀释剂溶解力关稀释剂互溶互溶度专门溶剂S原料液中组分相挥发度易加收萃取剂分离混合物较密度差加速分层提高生产力
四2握萃取相萃余相萃取剂萃取液萃余液轭相联结线分配系数选择性系数概念
萃取相E： 萃取分离含萃取剂相紧溶质萃取剂组成
萃余相R：萃取分离含稀释剂相紧稀释剂溶质组成
萃取剂S：萃取程中加入溶剂S表示萃取剂溶质应较溶解力关稀释剂互溶仅部分互溶
萃取液E´：萃取相E中回收S液体紧溶质组成
萃余液R´：萃余相R中回收S液体紧稀释剂组成
轭相：溶解度曲线三角形分两区域曲线区域两相区外均相区两相区混合物分两液相达稳时两液层称轭相
联结线：溶解度曲线三角形分两区域两相区混合物分两液相达稳时两液层称轭相联结轭液相组成坐标直线称联结线联结线样倾方致相互行
分配系数kA ：定温度三元混合液两液相达稳时溶质E相〔萃取相〕R相〔萃余相〕中组成kA 值愈萃取分离成效愈联结线斜率关
选择性系数b：两相稳时萃取相 E 中A〔溶质〕B〔稀释剂〕 组成萃余相 R 中 AB组成值b 表示 S(萃取剂) AB 组分溶解力差 AB 分离程度b 限时分离成效 b1分离力
四3握液——液萃取操作流程试三角形坐标图中表示单级萃取程相位置
混合：混合点M组成原料液F点S连线适宜溶剂量应SRSE间混合液组成点M位两相区
分层：FS充分混合传质混合液沉降分层稳E相R相
脱溶剂：假设E相R相脱全部溶剂萃取液Eˊ萃余液Rˊ延长SESR线分AB边交点EˊRˊ两液体组成坐标位置单级萃取成效取决RˊEˊ位置温度升高分层区面积缩萃取操作宜高温进行温度低液体黏度界面张力增加扩散系数减
四6握超界流体概念定义超界流体关性质
超界流体概念 超界流体〔Supercritical FluidSF〕处界温度〔Tc〕界压力〔Pc〕介气体液体间流体超界流体具气体液体双重特性SF密度液体相粘度气体相扩散系数约液体100倍溶解程包含分子间相互作扩散作SF许物质专门强溶解力常超界流体：二氧化碳乙烯乙烷丙烯丙烷氨正戊烷甲苯等
超界流体萃取定义：流体〔溶剂〕界点邻某区域〔超界区〕分离混合物中溶质具专门相稳行传递性溶质溶解力压力温度改变相宽范畴变动特性达溶质分离单元操作
关性质 〔1〕超界流体 PVT 性质 物质超界区压力温度稍变会引起密度较变化
高密度(低温高压)条件出萃取溶质组分然略微提高温度降低压强萃取剂溶质分离
〔2〕超界流体传递性质超界流体密度接液体黏度接气体具液体相溶解力时传质速率远液体溶剂专门快达萃取稳
〔3〕超界流体溶解力超界流体溶解力c密度关密度越溶解力越
四7明白超界流体萃取差原理常见3种流程超界流体萃取特点
差原理：较低温度断增加气体压力时气体会转化成液体温度增高时液体体积增关某特定物质言总存界温度〔Tc〕界压力〔Pc〕高界温度界压力物质成液体气体点确实界点界点范畴物质状态处气体液体间范畴流体成超界流体〔SF〕超界流体具类似气体较强穿透力类似液体较密度溶解度具良溶剂特性作溶剂进行萃取分离单体
常见3种流程
等温变压流程：利压力超界流体萃取力〔溶解度〕差异通改变压力溶质超界流体分离
特点：T1 T2p1> p2
等压变温流程：利温度超界流体萃取力〔溶解度〕差异通改变温度溶质超界流体分离
特点：T1< T2p1 p2
等温等压吸附流程：分离器放置仅吸附溶质吸超界流体吸附剂通吸附程达溶质超界流体分离目特点：T1 T2p1 p2
超界流体萃取特点：A超界流体密度溶解力接液体保持气体传递特性传质速率高更快达萃取稳B操作条件接界点压力温度微变化改变超界流体密度溶解力溶质溶剂分离容易费低C超界萃取具萃取精馏双重特性分离难分离物质D超界流体样具化学性质稳固毒腐蚀性萃取操作温度高等特点适医药食品等工业E超界萃取样高压进行设备投资较
五1握湿空气湿度相湿度湿热水蒸气分压湿容干球温度湿球温度露点绝热饱温度概念相互关系握公式：
湿度称湿含量空气中水汽质量绝干空气体质量反映气体偏离饱状态程度〔气体吸湿潜力〕湿空气达饱时相应湿度称饱湿度饱蒸气压仅温度关HS温度总压函数
相湿度j ：定系统总压温度气体中湿份蒸汽分压 pV 系统温度湿份饱蒸汽压 ps j 值0~1间j 值越低气体偏离饱程度越远吸湿潜力越j 100 时pps气体湿份蒸汽饱吸湿
湿热cH：湿空气中1kg 绝干气体含湿份H kg水汽温度升高1℃需热量湿度函数
cg — 绝干气体热J(kg绝干气体·℃)cv — 湿份蒸汽热J(kg湿份蒸汽·℃)
水蒸气分压：水蒸气分压力指湿空气中水蒸气形成压力道尔顿定律水蒸气分压力干空气分压力等气压力样常温气压中水蒸气分压力占例专门低水蒸气分压力海拔高度增加降降例空气压力例定温度空气水蒸气含量达饱时水蒸气分压力称该温度饱水蒸气分压力
湿容nH：1kg 绝干气体含H kg水蒸汽具体积称湿空气体积湿容(m3kg绝干气体)
干球温度：〔dry bulb temperature〕暴露空气中受太阳直截耀干球温度表读取数值
湿球温度：某状态空气湿球温度表潮湿温包接触发生绝热热湿交换达饱状态时温度该温度温包裹着湿纱布温度表流速25ms受直截辐射空气中测纱布表面温度作空气接饱程度种度量周围空气饱差愈湿球温度表发生蒸发愈强示度愈低
露点：饱空气等湿冷饱状态时温度称露点 td 表示露点时饱含状态φ1总压定时露点仅空气湿度关露点空气湿度湿度露点
绝热饱温度
五3握物料湿基水分干基水分稳水分〔稳湿度〕定义
湿基水分w：单位质量湿物料中含液态湿分质量工业生产中物料湿含量通常湿基湿含量表示
干基水分X：单位质量绝干物料中含液态湿分质量物料总质量干燥程中断减少绝干物料质量变干燥运算中干基湿含量表示
稳水分〔稳湿度〕定义：湿含量 X 湿物料湿份分压 p 饱湿气体接触时物料失身湿份吸取气体中湿份直湿份物料表面蒸汽压等气体中湿份分压稳状态物料湿含量稳水分仅取决气体状态物料种类专门关系
五4握阻碍干燥速度素谓理干燥程
1)物料尺寸气固接触方式 减物料尺寸干燥面积增干燥速率加快干燥介质行掠物料层表面 (差) 干燥介质穿物料层形成流化床 (中)干燥介质穿物料层形成流化床 ()
2〕干燥介质条件 通强化外部干燥条件 (t¯Hu) 增加传热传质推动力减气膜阻力提高恒速段 (表面汽化操) 干燥速率降速段 (部扩散操) 改善强化干燥条件 Xc 增加更水分降速段汽化气体温度提高受热源条件物料耐热性限制u¯H 需更量气体干燥程耗增加
3〕物料性 物料性阻碍恒速段干燥速率物料结构水分结合方式结合力强弱降速段干燥速率差异专门强化干燥速率时须考虑物料性假设恒速段速率太快物料会变形开裂表面结硬壳降速段应考虑物料耐热性热敏性物料采纳高温度气体作干燥介质
A
B
C
D
干燥速率 U N
A
B
C
物料温度
q
tw
Xc
X*
湿含量 X
I
II
C’
降速段
恒速段
预热段
D
理干燥程：1)干燥程时期(1) 预热段(AB段)：初始湿含量 X1 温度 q1 变 X tw物料吸热升温提高汽化速率湿含量变化程时刻较短
〔2〕恒速干燥段(BC段) ：物料温度恒定 twX~t 变化呈直线关系
气体传物料热量全部湿份汽化干燥速度常数
〔3〕降速干燥段 (CD段) ：物料开始升温X 变化减慢气体传物
料热量仅部分湿份汽化余物料升温 X X* q t
干燥速度逐级降低
五8握干燥效率阻碍干燥效率素握干燥器热效率运算
六1握结晶差概念明白液—固相稳图分析结晶操作原理
结晶差概念 结晶固体物质晶体状态蒸气溶液熔融物中析出程获高纯度固体物质差单元操作结晶程分类：溶液结晶熔融结晶升华结晶沉淀结晶
六2握结晶核形成必条件工业晶核形成〔起晶〕方法种原理特点
结晶核形成必条件：饱度
工业成核〔起晶〕方法：〔1〕晶种起晶法：介稳区晶核动形成诱导够产生假设晶体存够长介稳区投入定数量晶种粉体〔2〕然起晶法：稳区均相成核非均相成核〔3〕二次起晶法：晶核形成结晶液中差存量晶体二次起晶操作稳固易操低饱读进行广泛应
六3握结晶中造成饱溶液方法种类原理饱度冷度晶粒阻碍
造成饱溶液方法种类原理：1〕冷结晶〔移出溶剂〕
〔1〕间接换热冷结晶——通间壁式换热冷实现饱度〔冷度〕
〔2〕直截换热冷结晶——通冷介质母液直截混合冷实现饱度〔冷度〕没传热面幸免传热均冷面晶体结垢等利常冷介质乙烯氟里昂等惰性液体
2)蒸发结晶〔移出部分溶剂〕
通蒸发浓缩建立饱度蒸发结晶样浓缩蒸发器结构差相
3〕绝热蒸发〔真空冷〕
真空闪急蒸发蒸发部分溶剂冷降温
饱度冷度晶粒阻碍：(1)溶液推动力△C
△C ↑(饱度高)晶体成长速度 ↑ 晶核——晶体颗粒晶粒产品
△C ↓(饱度底)晶体成长速度 受抑 ——晶体颗粒少晶粒产品
〔2〕温度阻碍：温度通扩散速度溶解度粘度等阻碍阻碍结晶实质旧形成饱度阻碍
七1握超滤微滤反渗透概念操作原理点
超滤孔径102～103μm膜滤含分子溶液蛋白质达高效分离分离组分相差10倍目前紧高分子物质胶体物质浓缩分离提纯净化专门热敏性物料生物活性物质分离浓缩
微滤孔径01～10μm膜滤微细物料细菌等紧制药食品行业滤菌电子工业超纯水制备
反渗透利孔径1 nm膜通优先吸附毛细流淌等作选择性透溶剂性质溶液侧施加超渗透压压力溶剂分子通半透膜海水淡化
原理：微滤超滤孔径专门膜作介质进行滤程微滤超滤机理常规滤相反渗透利孔径1 nm膜通优先吸附毛细流淌等作选择性透溶剂性质溶液侧施加压力克服溶剂渗透压溶剂通半透膜溶液中分离出程
点〔1〕分离粒径范畴：微滤膜孔径01～10μm超滤膜孔径102～103μm反渗透半透膜孔径1 nm
〔2〕分离机理：微滤超滤分离机理筛分决定粒子否通完全孔径决定反渗透扩散决定粒子否通孔径决定膜粒子性质决定〔定选择性通〕
〔3〕压力范畴〔Mpa〕：微滤001～02 超滤01～05反渗透2～10
〔4〕生产力〔通水量Lm2h)：微滤约1000超滤20～200反渗透4～10
〔5〕膜结构：微滤膜孔膜称膜复合膜超滤膜称膜复合膜反渗透膜称膜复合膜〔致密膜〕
七2握膜渗透程中浓度极化现象概念膜渗透阻碍阻碍浓度极化紧素缓浓度极化措施
浓度极化现象概念：膜分离程中通常膜表面邻脱出物质浓度逐步增加结果膜表面邻浓度高浓缩液体浓度该现象称浓度极化现象浓度极化现象实际脱出物质溶液膜表面积存产生动态稳程
产生三种消极作：〔1〕容质透率增加〔2〕膜形成沉淀凝胶减少效膜面积形成串联二次膜透水率减少〔3〕界面渗透压升高推动力降低透水率减少
阻碍浓度极化素缓措施：①透水率↑ 浓度极化↑ ②粘度↑浓度极化↑ ③溶质扩散系数K ↑浓度极化↓④膜表面流淌条件：湍流快速浓度极化↓ 常常改善浓度极化
八1微胶囊概念微胶囊紧功
微胶囊指种具聚合物壁壳微型容器包装物微胶囊形状：球形肾形粒形谷粒状絮状块状等
微胶囊粒子5~200 μm较实际达025~1000 μm微胶囊壁厚02~10μm微胶囊部装载材料称心材〔称囊心物质〕微胶囊外部包囊壁膜称壁材〔称包囊材料〕
微胶囊紧功：〔1〕改变物料存状态物料质量体积〔2〕隔离物料间相互作爱护敏锐性物料
〔3〕掩盖良风味降低挥发性〔4〕操开释〔5〕降低食品添加剂毒理作
八2微胶囊造粒技术分类
微胶囊造粒技术确实固体液体气体物质包埋封存种微型胶囊成固体微粒技术
微胶囊造粒原理微胶囊造粒分三类：
〔1〕属物理方法微胶囊造粒技术：喷雾干燥法喷雾凝动法空气悬浮法空离心法等
〔2〕属物理化学方法微胶囊造粒技术：水相分离法油相分离法锐孔法挤压法熔化分散法等
〔3〕属化学方法微胶囊造粒技术：界面聚合法原位聚合法分子包囊法辐射包囊法等
工业膜组件紧：板框式圆式螺旋式中空纤维
晶体成长程分三步：〔1〕扩散程：溶质质点流体 晶体表面扩散
〔2〕表面反应程：溶质质点晶体表面嵌入晶面放出热量
〔3〕传热程：结晶热传流体
塔设备差类型： 泡罩塔板筛孔塔板浮阀塔板
膜分离特点：〔1〕混合物组分通常互溶〔2〕分离程相变加热〔3〕分离物料风味香味功易缺失〔4〕分离剂半透膜〔5〕难实现组分间清晰分离
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蒸馏概念：利液体混合物中组分挥发性差异热媒介部分气化气相富集轻组分液相富集重组分液体混合物分离单元操作
分离特点〔1〕蒸馏处理象液体混合物分离流程简单够直截获需组分〔2〕应广泛历史悠久仅够分离液体混合物加压分离气体混合物减压分离固体混合物〔3〕热推动力热消耗
蒸馏分类 (1)蒸馏方式分简单蒸馏稳蒸馏：混合物组分挥发性相差组分分离程度求高精馏：混合物组分分离纯度求专门高时采纳专门精馏：混合物中组分挥发性相差专门形成恒沸液〔azeotrope〕般精馏助某专门手段进行精馏
〔2〕操作流程分间歇精馏：批量生产某专门求场合连续精馏：批量工业生产中
〔3〕操作压力分
常压蒸馏：蒸馏常压进行减压蒸馏：常压物系沸点较高热具热敏性
高温加热介质济减压降低操作温度加压蒸馏：常压沸点专门低物系
蒸气相冷凝采纳常温水空气等廉价冷剂常温常压气体物
系〔空气〕进行精馏分离采纳加压提高混合物沸点
〔4〕混合物组分组分精馏：例原油双组分精馏：例乙纯水体系
双组分溶液气液相稳图进行分析：组成Xf温度低泡点混合液
加热泡点部分汽化气液相分开组成Y1气相X1
液相连续Y1汽相部分冷凝Y2气相X2液相Y2气相箭头
方冷凝浓度更高气相相反X1液相部分汽化X2ˊ组成
Y2ˊ气相图中泡点线方会浓度更高液相终达气
液两相纯化分离
3握恒沸点恒沸混合液相稳常数挥发度相挥发度概念
恒沸点t—x—y图液相线汽相线某点重合两相组成相等常压该点组成恒沸组成相应温度恒沸点低恒沸点高恒沸点两种
恒沸液 t—x—y图液相线汽相线某点重合两相组成相等常压该点组成恒沸组成该点溶液称恒沸液恒沸组成压强变理改变压强分离实际行
相稳常数K表示气液稳时气相组成液相组成间关系稳温度间关系常数K Ki 专门数p定时 Ki 温度变化Ki 值越组分气液两相中摩尔分数相差越分离越容易关易挥发组分Ki >1 yi > xi
yi xi 分表示 i 组分互稳气液两相中摩尔分数
挥发度VA：组分气相中稳蒸气压〔分压〕液相中摩尔分数值溶液中组分挥发性挥发度量衡 纯组分液体挥发度等该温度液体饱蒸气压
相挥发度a溶液中两组分挥发度称相挥发度a a 相稳时两组分气相中摩尔分数液相中摩尔分数值够判定该混合液否蒸馏方法加分离分离难易程度a >1表示组分 A 较 B 易挥发a 值越两组分两相中相含量差越越容易蒸馏方法两组分分离假设a 1现般蒸馏方法分离该混合物
5握精馏操作流程精馏段提馏段概念作
原料液预热器加热指定温度送入精馏塔进料板进料板塔部降回流液体汇合逐板溢流流入塔底沸器中层板回流液体升蒸气互相接触进行热质传递程操作时连续沸器取出部分液体作塔底(釜残液)部分液体汽化产生升蒸气次通层塔板塔顶蒸气进入冷凝器中全部冷凝部分冷凝液泵送回塔顶作回流液体余部分冷器送出作塔顶产品(馏出液)
精馏段—加料板塔段 气相中重组分液相〔回流液〕传递液相中轻组分气相传递完成升蒸气精制
提馏段—加料板塔段 降液体〔包括回流液料液中液体部分〕中轻组分气相〔回流〕传递气相中重组分液相传递完成降液体重组分提浓
7握回流概念精馏塔理板数阻碍适宜回流选择方法
回流R：精馏段中降液体摩尔流量L塔顶产品〔馏出液〕流量值R塔需理板数塔顶冷凝器塔釜沸器热负荷均回流关精馏程投资费操作费取决回流值
设备费阻碍：RRmin 时需穷块塔板数设备费穷 R 稍Rmin需理板数急剧减少设备费剧减 R 增理板数减趋势渐缓R 进步增升蒸气 V’ V 增塔径塔板面积沸器冷凝器换热面积增设备费开始升
适宜回流：精馏程总费〔操作费设备费〕低时回流
二1握吸取概念差原理推动力吸取途
吸取概念：混合气体适液体接触气体中组分便溶解液体形成溶液原混合气体组分分离种利组分溶解度分离气体混合物操作称吸取
差原理：气相中溶质实际分压高液相成稳溶质分压时溶质便气相液相转移发生吸取程利混合气体中组分液体中溶解度差异某易溶组分进入液相形成溶液溶难溶组分留气相实现混合气体分离
推动力：气体吸取混合气体中某组分气液相界面溶解气相液相浓度差推动传质程实际组成偏离稳组成程度越推动力越(pA pA* )
吸取途：(1)制备产品吸取剂吸取气体中某组分获产品硫酸吸取SO3制浓硫酸 (2) 分离混合气体回收需组分吸取剂选择性吸取气体中某组分达分离目焦炉气市煤气中分离苯 (3) 害组分净化气体 原料气净化合成氨原料气脱H2S脱CO2等〔4〕工业尾气处理废气净化爱护环境冶炼废气等脱SO2
二2握吸取剂吸取液解吸〔脱吸〕物理吸取化学吸取概念
吸取剂：吸取操作中溶剂S表示溶质较溶解度良选择性余组分溶解度度稳固易挥发(4) 粘度低利气液接触分散(5) 毒腐蚀性易燃价廉等
吸取液〔溶液〕：吸取操作溶液紧成分溶剂S溶质A
解吸脱吸：吸取相反程气相中溶质实际分压低液相成稳溶质分压时溶质液相中分离转移气相程
物理吸取：吸取程溶质溶剂发生显著化学反应视单纯气体溶解液相物理程水吸取二氧化碳洗油吸取芳烃等
化学吸取：溶质溶剂显著化学反应发生氢氧化钠碳酸钠溶液吸取二氧化碳程化学反应提高单位体积液体吸取气体量加快吸取速率溶液解吸生较难
三3握液泛漏液液沫夹带汽泡夹带概念缘果
漏液：部分液体横流塔板降液流阀孔直截漏
缘：气速较时气体通阀孔速度压头足抵消塔板液层重力气体塔板均分布造成漏液重缘
果：严峻漏液塔板形成液层气液法进行传热传质塔板失差功
液泛：塔液体畅逐板流持液量增气相空间变量液体气体塔顶溢出
夹带液泛：板间距操作液量升气速高时量液沫夹带量板间充满气液混合物引发液泛
溢流液泛：液体降液受阻时流淌板积存致
液沫夹带：气体鼓泡通板液层时部分液体分散成液滴部分液滴升气流带入层塔板阻碍紧素空塔速度板间距
气泡夹带：液体降液中停留时刻太短量气泡液体卷进层塔板
果：液沫夹带液体返混气泡夹带气体返混均传质利严峻时诱发液泛完全破坏塔正常操作液沫夹带气泡夹带幸免夹带量必需严格操承诺值范畴
三6握填料特性参数(表面间隙率填料子)定义解常见填料形状类型
(1)表面积 a：单位体积填料层具表面积(m2m3)液体润湿填料表面确实气液两相接触面 a 良润湿性利传质速率提高种填料填料尺寸越a 越气体流淌阻力增加
(2)间隙率 e：单位体积填料具间隙体积(m3m3)代表气液两相流淌通道 e 气液通力气体流淌阻力 e 045~095
(3)填料子 f：填料表面积间隙率三次方值(1m)ae3表示填料流体力学性值越流淌阻力越液泛速度够提高
拉西环填料 鲍尔环填料 阶梯环填料 弧鞍形矩鞍形填料 金属英特洛克斯填料 网体填料
四1握液——液萃取操作原理特点〔三角形坐标图溶解度曲线进行分析说明〕萃取剂求
原理液体混合物中加入互溶部分互溶液体溶剂〔萃取剂〕形成液液两相利液体混合物中组分两液相中溶解度差异达分离目称溶剂萃取简称萃取
含组分 A B 原料液 F 中加入定量萃取剂 S 新混合液 M杠杆规知 FS M 间关系 M 静置分层萃取相 E 萃余相 R质量关系
萃取相 E 中萃取剂 S 萃取液 E’萃余相 R 中萃取剂 S 萃余液 R’ 单级萃取中萃取相达 A 组分含量 Emax 点组成应萃取液组成点 E’max
A
B
S
R
E
E’
R’
F
M
单级萃取程
S0
A
B
S
M
E’
R’
F
E’max
Emax
E
R
特点：〔1〕萃取程身未完全完成分离务难分离混合物转变成易分离混合物纯产品回收溶剂必须辅精馏〔蒸发〕等操作 〔2〕常温操作适合热敏物料分离
萃取剂求：萃取剂选择性溶质应较溶解力稀释剂溶解力关稀释剂互溶互溶度专门溶剂S原料液中组分相挥发度易加收萃取剂分离混合物较密度差加速分层提高生产力
四2握萃取相萃余相萃取剂萃取液萃余液轭相联结线分配系数选择性系数概念
萃取相E： 萃取分离含萃取剂相紧溶质萃取剂组成
萃余相R：萃取分离含稀释剂相紧稀释剂溶质组成
萃取剂S：萃取程中加入溶剂S表示萃取剂溶质应较溶解力关稀释剂互溶仅部分互溶
萃取液E´：萃取相E中回收S液体紧溶质组成
萃余液R´：萃余相R中回收S液体紧稀释剂组成
轭相：溶解度曲线三角形分两区域曲线区域两相区外均相区两相区混合物分两液相达稳时两液层称轭相
联结线：溶解度曲线三角形分两区域两相区混合物分两液相达稳时两液层称轭相联结轭液相组成坐标直线称联结线联结线样倾方致相互行
分配系数kA ：定温度三元混合液两液相达稳时溶质E相〔萃取相〕R相〔萃余相〕中组成kA 值愈萃取分离成效愈联结线斜率关
选择性系数b：两相稳时萃取相 E 中A〔溶质〕B〔稀释剂〕 组成萃余相 R 中 AB组成值b 表示 S(萃取剂) AB 组分溶解力差 AB 分离程度b 限时分离成效 b1分离力
四3握液——液萃取操作流程试三角形坐标图中表示单级萃取程相位置
混合：混合点M组成原料液F点S连线适宜溶剂量应SRSE间混合液组成点M位两相区
分层：FS充分混合传质混合液沉降分层稳E相R相
脱溶剂：假设E相R相脱全部溶剂萃取液Eˊ萃余液Rˊ延长SESR线分AB边交点EˊRˊ两液体组成坐标位置单级萃取成效取决RˊEˊ位置温度升高分层区面积缩萃取操作宜高温进行温度低液体黏度界面张力增加扩散系数减
四6握超界流体概念定义超界流体关性质
超界流体概念 超界流体〔Supercritical FluidSF〕处界温度〔Tc〕界压力〔Pc〕介气体液体间流体超界流体具气体液体双重特性SF密度液体相粘度气体相扩散系数约液体100倍溶解程包含分子间相互作扩散作SF许物质专门强溶解力常超界流体：二氧化碳乙烯乙烷丙烯丙烷氨正戊烷甲苯等
超界流体萃取定义：流体〔溶剂〕界点邻某区域〔超界区〕分离混合物中溶质具专门相稳行传递性溶质溶解力压力温度改变相宽范畴变动特性达溶质分离单元操作
关性质 〔1〕超界流体 PVT 性质 物质超界区压力温度稍变会引起密度较变化
高密度(低温高压)条件出萃取溶质组分然略微提高温度降低压强萃取剂溶质分离
〔2〕超界流体传递性质超界流体密度接液体黏度接气体具液体相溶解力时传质速率远液体溶剂专门快达萃取稳
〔3〕超界流体溶解力超界流体溶解力c密度关密度越溶解力越
四7明白超界流体萃取差原理常见3种流程超界流体萃取特点
差原理：较低温度断增加气体压力时气体会转化成液体温度增高时液体体积增关某特定物质言总存界温度〔Tc〕界压力〔Pc〕高界温度界压力物质成液体气体点确实界点界点范畴物质状态处气体液体间范畴流体成超界流体〔SF〕超界流体具类似气体较强穿透力类似液体较密度溶解度具良溶剂特性作溶剂进行萃取分离单体
常见3种流程
等温变压流程：利压力超界流体萃取力〔溶解度〕差异通改变压力溶质超界流体分离
特点：T1 T2p1> p2
等压变温流程：利温度超界流体萃取力〔溶解度〕差异通改变温度溶质超界流体分离
特点：T1< T2p1 p2
等温等压吸附流程：分离器放置仅吸附溶质吸超界流体吸附剂通吸附程达溶质超界流体分离目特点：T1 T2p1 p2
超界流体萃取特点：A超界流体密度溶解力接液体保持气体传递特性传质速率高更快达萃取稳B操作条件接界点压力温度微变化改变超界流体密度溶解力溶质溶剂分离容易费低C超界萃取具萃取精馏双重特性分离难分离物质D超界流体样具化学性质稳固毒腐蚀性萃取操作温度高等特点适医药食品等工业E超界萃取样高压进行设备投资较
五1握湿空气湿度相湿度湿热水蒸气分压湿容干球温度湿球温度露点绝热饱温度概念相互关系握公式：
湿度称湿含量空气中水汽质量绝干空气体质量反映气体偏离饱状态程度〔气体吸湿潜力〕湿空气达饱时相应湿度称饱湿度饱蒸气压仅温度关HS温度总压函数
相湿度j ：定系统总压温度气体中湿份蒸汽分压 pV 系统温度湿份饱蒸汽压 ps j 值0~1间j 值越低气体偏离饱程度越远吸湿潜力越j 100 时pps气体湿份蒸汽饱吸湿
湿热cH：湿空气中1kg 绝干气体含湿份H kg水汽温度升高1℃需热量湿度函数
cg — 绝干气体热J(kg绝干气体·℃)cv — 湿份蒸汽热J(kg湿份蒸汽·℃)
水蒸气分压：水蒸气分压力指湿空气中水蒸气形成压力道尔顿定律水蒸气分压力干空气分压力等气压力样常温气压中水蒸气分压力占例专门低水蒸气分压力海拔高度增加降降例空气压力例定温度空气水蒸气含量达饱时水蒸气分压力称该温度饱水蒸气分压力
湿容nH：1kg 绝干气体含H kg水蒸汽具体积称湿空气体积湿容(m3kg绝干气体)
干球温度：〔dry bulb temperature〕暴露空气中受太阳直截耀干球温度表读取数值
湿球温度：某状态空气湿球温度表潮湿温包接触发生绝热热湿交换达饱状态时温度该温度温包裹着湿纱布温度表流速25ms受直截辐射空气中测纱布表面温度作空气接饱程度种度量周围空气饱差愈湿球温度表发生蒸发愈强示度愈低
露点：饱空气等湿冷饱状态时温度称露点 td 表示露点时饱含状态φ1总压定时露点仅空气湿度关露点空气湿度湿度露点
绝热饱温度
五3握物料湿基水分干基水分稳水分〔稳湿度〕定义
湿基水分w：单位质量湿物料中含液态湿分质量工业生产中物料湿含量通常湿基湿含量表示
干基水分X：单位质量绝干物料中含液态湿分质量物料总质量干燥程中断减少绝干物料质量变干燥运算中干基湿含量表示
稳水分〔稳湿度〕定义：湿含量 X 湿物料湿份分压 p 饱湿气体接触时物料失身湿份吸取气体中湿份直湿份物料表面蒸汽压等气体中湿份分压稳状态物料湿含量稳水分仅取决气体状态物料种类专门关系
五4握阻碍干燥速度素谓理干燥程
1)物料尺寸气固接触方式 减物料尺寸干燥面积增干燥速率加快干燥介质行掠物料层表面 (差) 干燥介质穿物料层形成流化床 (中)干燥介质穿物料层形成流化床 ()
2〕干燥介质条件 通强化外部干燥条件 (t¯Hu) 增加传热传质推动力减气膜阻力提高恒速段 (表面汽化操) 干燥速率降速段 (部扩散操) 改善强化干燥条件 Xc 增加更水分降速段汽化气体温度提高受热源条件物料耐热性限制u¯H 需更量气体干燥程耗增加
3〕物料性 物料性阻碍恒速段干燥速率物料结构水分结合方式结合力强弱降速段干燥速率差异专门强化干燥速率时须考虑物料性假设恒速段速率太快物料会变形开裂表面结硬壳降速段应考虑物料耐热性热敏性物料采纳高温度气体作干燥介质
A
B
C
D
干燥速率 U N
A
B
C
物料温度
q
tw
Xc
X*
湿含量 X
I
II
C’
降速段
恒速段
预热段
D
理干燥程：1)干燥程时期(1) 预热段(AB段)：初始湿含量 X1 温度 q1 变 X tw物料吸热升温提高汽化速率湿含量变化程时刻较短
〔2〕恒速干燥段(BC段) ：物料温度恒定 twX~t 变化呈直线关系
气体传物料热量全部湿份汽化干燥速度常数
〔3〕降速干燥段 (CD段) ：物料开始升温X 变化减慢气体传物
料热量仅部分湿份汽化余物料升温 X X* q t
干燥速度逐级降低
五8握干燥效率阻碍干燥效率素握干燥器热效率运算
六1握结晶差概念明白液—固相稳图分析结晶操作原理
结晶差概念 结晶固体物质晶体状态蒸气溶液熔融物中析出程获高纯度固体物质差单元操作结晶程分类：溶液结晶熔融结晶升华结晶沉淀结晶
六2握结晶核形成必条件工业晶核形成〔起晶〕方法种原理特点
结晶核形成必条件：饱度
工业成核〔起晶〕方法：〔1〕晶种起晶法：介稳区晶核动形成诱导够产生假设晶体存够长介稳区投入定数量晶种粉体〔2〕然起晶法：稳区均相成核非均相成核〔3〕二次起晶法：晶核形成结晶液中差存量晶体二次起晶操作稳固易操低饱读进行广泛应
六3握结晶中造成饱溶液方法种类原理饱度冷度晶粒阻碍
造成饱溶液方法种类原理：1〕冷结晶〔移出溶剂〕
〔1〕间接换热冷结晶——通间壁式换热冷实现饱度〔冷度〕
〔2〕直截换热冷结晶——通冷介质母液直截混合冷实现饱度〔冷度〕没传热面幸免传热均冷面晶体结垢等利常冷介质乙烯氟里昂等惰性液体
2)蒸发结晶〔移出部分溶剂〕
通蒸发浓缩建立饱度蒸发结晶样浓缩蒸发器结构差相
3〕绝热蒸发〔真空冷〕
真空闪急蒸发蒸发部分溶剂冷降温
饱度冷度晶粒阻碍：(1)溶液推动力△C
△C ↑(饱度高)晶体成长速度 ↑ 晶核——晶体颗粒晶粒产品
△C ↓(饱度底)晶体成长速度 受抑 ——晶体颗粒少晶粒产品
〔2〕温度阻碍：温度通扩散速度溶解度粘度等阻碍阻碍结晶实质旧形成饱度阻碍
七1握超滤微滤反渗透概念操作原理点
超滤孔径102～103μm膜滤含分子溶液蛋白质达高效分离分离组分相差10倍目前紧高分子物质胶体物质浓缩分离提纯净化专门热敏性物料生物活性物质分离浓缩
微滤孔径01～10μm膜滤微细物料细菌等紧制药食品行业滤菌电子工业超纯水制备
反渗透利孔径1 nm膜通优先吸附毛细流淌等作选择性透溶剂性质溶液侧施加超渗透压压力溶剂分子通半透膜海水淡化
原理：微滤超滤孔径专门膜作介质进行滤程微滤超滤机理常规滤相反渗透利孔径1 nm膜通优先吸附毛细流淌等作选择性透溶剂性质溶液侧施加压力克服溶剂渗透压溶剂通半透膜溶液中分离出程
点〔1〕分离粒径范畴：微滤膜孔径01～10μm超滤膜孔径102～103μm反渗透半透膜孔径1 nm
〔2〕分离机理：微滤超滤分离机理筛分决定粒子否通完全孔径决定反渗透扩散决定粒子否通孔径决定膜粒子性质决定〔定选择性通〕
〔3〕压力范畴〔Mpa〕：微滤001～02 超滤01～05反渗透2～10
〔4〕生产力〔通水量Lm2h)：微滤约1000超滤20～200反渗透4～10
〔5〕膜结构：微滤膜孔膜称膜复合膜超滤膜称膜复合膜反渗透膜称膜复合膜〔致密膜〕
七2握膜渗透程中浓度极化现象概念膜渗透阻碍阻碍浓度极化紧素缓浓度极化措施
浓度极化现象概念：膜分离程中通常膜表面邻脱出物质浓度逐步增加结果膜表面邻浓度高浓缩液体浓度该现象称浓度极化现象浓度极化现象实际脱出物质溶液膜表面积存产生动态稳程
产生三种消极作：〔1〕容质透率增加〔2〕膜形成沉淀凝胶减少效膜面积形成串联二次膜透水率减少〔3〕界面渗透压升高推动力降低透水率减少
阻碍浓度极化素缓措施：①透水率↑ 浓度极化↑ ②粘度↑浓度极化↑ ③溶质扩散系数K ↑浓度极化↓④膜表面流淌条件：湍流快速浓度极化↓ 常常改善浓度极化
八1微胶囊概念微胶囊紧功
微胶囊指种具聚合物壁壳微型容器包装物微胶囊形状：球形肾形粒形谷粒状絮状块状等
微胶囊粒子5~200 μm较实际达025~1000 μm微胶囊壁厚02~10μm微胶囊部装载材料称心材〔称囊心物质〕微胶囊外部包囊壁膜称壁材〔称包囊材料〕
微胶囊紧功：〔1〕改变物料存状态物料质量体积〔2〕隔离物料间相互作爱护敏锐性物料
〔3〕掩盖良风味降低挥发性〔4〕操开释〔5〕降低食品添加剂毒理作
八2微胶囊造粒技术分类
微胶囊造粒技术确实固体液体气体物质包埋封存种微型胶囊成固体微粒技术
微胶囊造粒原理微胶囊造粒分三类：
〔1〕属物理方法微胶囊造粒技术：喷雾干燥法喷雾凝动法空气悬浮法空离心法等
〔2〕属物理化学方法微胶囊造粒技术：水相分离法油相分离法锐孔法挤压法熔化分散法等
〔3〕属化学方法微胶囊造粒技术：界面聚合法原位聚合法分子包囊法辐射包囊法等
工业膜组件紧：板框式圆式螺旋式中空纤维
晶体成长程分三步：〔1〕扩散程：溶质质点流体 晶体表面扩散
〔2〕表面反应程：溶质质点晶体表面嵌入晶面放出热量
〔3〕传热程：结晶热传流体
塔设备差类型： 泡罩塔板筛孔塔板浮阀塔板
膜分离特点：〔1〕混合物组分通常互溶〔2〕分离程相变加热〔3〕分离物料风味香味功易缺失〔4〕分离剂半透膜〔5〕难实现组分间清晰分离
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