化工原理（二）复习提要

化工原理（二）课程期末复习提要

责任教师 陈文

2004年11 月

一、说明

1. 教材

本课程教材选用李云倩主编的《化工原理》上、下册。《化工原理》（二）即教材的下册内容，包括蒸馏、吸收、干燥、萃取等章节。

2．考核目的

通过本次考试，了解学生对本课程基本内容的掌握程度，对重难点的掌握程度以及运用本课程的基本知识、基本理论和基本方法来认识、分析和解决有关环境规划与环境保护中的具体问题的能力。同时还考察学生在平时的学习中是否注意了理解和记忆相结合，理解和运用相结合。

3．考核方式

期末闭卷考试。

4．命题依据

依据教材内容、省电大下发的教学大纲及实施意见和期末复习指导命题。

5．考试要求

考试主要是考核学生对基本知识、基本理论和基本方法的理解和应用能力。在能力层次上，从了解、熟悉、掌握三个角度来要求。了解是要求学生对本课程的基本知识和相关知识有所了解；熟悉是要求学生对基本理论、基本方法，在知道“是什么”的基础上，还知道“为什么”；掌握是要求学生能综合运用所学的内容，根据所给的条件，具体分析和阐述实际环境规划问题。

6．试题类型及结构

试题分为四类，有：填空题（40分）；计算题（60分）。

二、各章复习内容和要求

第六章 蒸馏

要求

一、掌握的内容

１. 质量分率和摩尔分率的定义及相互间的换算；

2. 双组分理想溶液的气液相平衡——拉乌尔定律、道尔顿定律、露点方程、泡点方程、气液相平衡图、挥发度、相对挥发度的定义及物理意义；

３. 精馏原理，并运用此原理分析精馏过程；

４. 精馏段操作线方程、提馏段操作线方程的推导，全塔物料衡算，精馏段、提馏段的物料衡算，加料板物料衡算、热量衡算及ｑ线方程的推导，进料热状态与ｑ值之间的关系；

５. 双组分连续精馏塔的计算——理论板的概念，恒摩尔流假设，逐板计算法和图解法计算理论塔板数，最小回流比Rmin的计算，适宜回流比的选择，回流比的大小对塔板数及操作费用的影响；

6. 板式精馏塔塔高及塔径的计算，全塔效率及单板效率的定义及其计算。

二、熟悉的内容

１. 平衡蒸馏和简单蒸馏的特点及其计算；

２. 精馏装置的热量衡算；‘

３. 直接蒸汽加热精馏塔的计算；

4. 板式塔的简单结构、性能及操作特点。

三、了解的内容

1. 精馏操作的分类；

2. 非理想溶液的气液相平衡；

3. 间歇精馏操作的特点及应用范围；

4. 精馏操作的节能途径；

5. 恒沸精馏、萃取精馏及水蒸汽蒸馏的特点及应用；

6. 多组分精馏的特点及应用；

7. 各种塔板的结构特点及应用——筛板、浮阀塔板、喷射塔板及泡罩塔板等。

内容

一、概述

二、双组分溶液的气液相平衡

理想溶液的气液相平衡：拉乌尔定律、泡点及露点、相图、相平衡曲线、相平衡方程、挥发度及相对挥发度。

非理溶液的气液相平衡（简介）。

三、平衡蒸馏和简单蒸馏

平衡蒸馏。

简单蒸馏。

四、精馏

连续精馏装置流程。

精馏原理。

物料衡算和操作线方程式

加料板的物料衡算、热量衡算和ｑ线方程式。

五、双组分精馏塔的计算

理论塔板数的计算：逐扳计算法、（ｙ-x）图解法。

最小回流比、适宜回流比及其选择。

加料热状态的影响。

间歇精馏。

塔高和塔径的计算。

六、精馏装置的热量衡算和精馏操作的节能途径

精馏装置的热量衡算。

精馏操作的节能途径。

七、多组分精馏简介

八、其它类型蒸馏

萃取精馏。

恒沸精馏。

水蒸气蒸馏。

九、板式塔

塔的性能要求。

塔板的结构和功能。

塔板的流体力学性能——塔板上的气液接触状态、气液两相的非理想流动、不正常操作、操作参数与负荷性能图。

塔板类型简介。

第七章吸收

要求

一、掌握的内容

1. 相组分的表示方法及换算——摩尔分率、摩尔比及其换算，质量浓度、摩尔浓度与质量分率、摩尔分率之间的换算；

2. 气液相平衡——气体在液体中的溶解度、亨利定律的不同表达形式，E、m、H之间的关系，温度和压力对E、m、H的影响，相平衡与吸收过程的关系以及吸收过程推动力的表达形式；

3. 吸收过程的机理——分子扩散的概念、费克定律、扩散系数、双膜理论的基本论点，吸收速率方程式的表达形式；

4. 吸收塔的物料衡算、操作线方程的推导，图示方法及其应用；

5. 填料吸收塔的计算——吸收剂最下用量的确定及吸收剂用最的计算，填料层高度的计算，塔径的计算；

6. 传质单元数和传质单元高度的定义，物理意义及计算。对数平均浓度差法计算传质单元数。

二、熟悉的内容

1. 吸收剂的选择依据；。

2. 用膜系数表示的吸收速率方程式，易溶性气体和难溶性气体吸收的速率方程式；

3. 传质单元数的图解积分法；

4. 解吸塔气体用量的计算。

三、了解的内容

1. 分子扩散速率方程式；

2. 理论塔板数的计算；

3. 高浓度气体吸收、非等温吸收、多组分吸收和化学吸收的特点；

4. 填料塔的结构及填料的特点

内容

一、概述

二、气液相平衡

亨利定律、平衡溶解度。

相平衡与吸收过程的关系。

三、传质机理和吸收速率

分子扩散和费克定律。

扩散系数。

涡流扩散。

传质机理及比膜理论。

吸收（解吸）速率方程式。

四、填料吸收（解吸）塔的计算。

吸收剂的选择。

物料衡算与操作线方程式。

吸收剂用量（解吸气体用量）计算、最小液气比（气液比）、适宜液气比的计算及其选择。

塔径计算。

填料层高度计算。

传质单元数及其计算。

传质单元高度及其计算。

填料塔的结构。

填料及其特性。

几种填料的使用范围。

填料塔的流体力学性能—— 气液两相在填料层内的流动、填料塔的压降，液泛现象。

填料塔的附属结构。

五、高浓度气体吸收、非等温吸收、化学吸收简介。

第八章干燥

要求

一、掌握的内容

１. 湿空气的性质及计算；

２. 湿空气温度图的构造及应用；

３. 干燥过程的物料衡算及热量衡算；

４. 干燥速率及恒定干燥条件下干燥时间计算；

５. 平衡水分和自由水分，结合水分和非结合水分。

二、熟悉的内容

１. 固体物料的干燥机理；

2. 各种干燥方法的基本原理及特点。

三、了解的内容

１. 工业上常用干燥器的性能和应用；

２. 干燥器的选择原则。

内容

一、概述

二、湿空气的性质及湿度图

湿空气的性质：分压、干球温度、湿含量、相对湿度、露点、湿容积、湿热、湿球温度、绝热饱和温度。

湿空气的湿度图。

湿度图的应用。

三、干燥过程的物料衡算和热量衡算

空气干燥器的物料衡算。

空气干燥器的热量衡算。

干燥器出口空气状态的确定。

四、干燥速率和干燥时间

物料中所含水分的性质。

干燥机理。

恒定干燥条件下的干燥速率。

干燥曲线和干燥速率曲线。

五、干燥器

干燥器的性能要求及选型原则。

常用工业干燥器简介：厢式、滚筒、气流流化床、喷雾干燥器。

第八章萃取

要求

一、掌握的内容

1. 三角形坐标图中相组成的表示方法及杠杆定律。

2. 萃取原理，部分互溶物系的相平衡，分配系数，选择性系数的定义及物理意义。

3. 萃取过程的计算——理论级的概念，单级萃取过程的计算，多级错流萃取萃取过程的计算，多级逆流萃取过程的计算，两相完全不互溶物系的萃取过程的计算。

二、熟悉的内容

1. 影响萃取操作的主要因素。

2. 溶剂的性质及选择溶剂的原则。

3. 温度对萃取操作的影响。

三、了解的内容

1. 萃取操作在工业中的应用。

2. 萃取操作的特点。

3. 逆流萃取串级模拟实验方法。

4. 各种萃取设备的简单结构、操作原理、特点及应用场合。

内容

一、概述

二、液液相平衡

三角形相图及其性质。

部分互溶物系的相平衡及其与萃取操作的关系。

萃取剂的选择。

三、影响萃取操作的主要因素

四、萃取过程的计算

单级萃取图解法。

多级错流萃取图解法。

多级逆流萃取图解法。

连续接触逆流萃取。

两相不互溶物系的萃取过程的计算。

最小溶剂比与适宜溶剂比。

求取萃取级数的实验方法。