全國(guó)高職高;瘜W(xué)課程“十一五”規(guī)劃教材:化工原理
定 價(jià):48 元
- 作者:郭俊旺 ,徐燏 編
- 出版時(shí)間:2010/8/1
- ISBN:9787560961903
- 出 版 社:華中科技大學(xué)出版社
- 中圖法分類:TQ02
- 頁(yè)碼:498
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
《化工原理》主要介紹化工單元操作的基本原理、計(jì)算方法、典型設(shè)備等有關(guān)的知識(shí)。內(nèi)容包括流體輸送技術(shù)、熱量交換技術(shù)、分離技術(shù)和實(shí)訓(xùn)操作四個(gè)模塊。其中,流體輸送技術(shù)模塊部分細(xì)分為流體輸送和流體輸送機(jī)械兩個(gè)單元;熱量交換技術(shù)模塊部分細(xì)分為熱量交換過程和熱量交換設(shè)備兩個(gè)單元;分離技術(shù)模塊部分細(xì)分為沉降技術(shù)、過濾技術(shù)、干燥技術(shù)、蒸發(fā)技術(shù)、吸收技術(shù)、蒸餾技術(shù)、萃取技術(shù)、結(jié)晶技術(shù)、膜分離和吸附十個(gè)單元;實(shí)訓(xùn)操作模塊部分包含了15項(xiàng)操作技術(shù)訓(xùn)練。
本教材具有如下特色。①內(nèi)容編排上按照模塊需要安排教學(xué);②每一個(gè)模塊均以一個(gè)生產(chǎn)中的實(shí)例為場(chǎng)景引入,討論完成當(dāng)前任務(wù)所需的知識(shí)和能力,并以此作為培養(yǎng)目標(biāo),引入本模塊知識(shí)的學(xué)習(xí),重點(diǎn)是學(xué)習(xí)如何將知識(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際中;③內(nèi)容選取上,大量刪剪冗長(zhǎng)的敘述內(nèi)容和難以理解的公式推導(dǎo)過程,重點(diǎn)放在對(duì)公式的理解和應(yīng)用技術(shù)上;④為了體現(xiàn)高職高專教材以培養(yǎng)能力為目標(biāo)的特點(diǎn),以及體現(xiàn)單元操作技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),特增加單元設(shè)備的操作要點(diǎn)、單元操作技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例和發(fā)展趨勢(shì)、單元操作實(shí)訓(xùn)等項(xiàng)目。本教材的配套實(shí)訓(xùn)教材《化工單元操作實(shí)訓(xùn)》,主要以化工單元操作仿真技術(shù)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容為主。為避免重復(fù),《化工原理》選取的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容,側(cè)重于基礎(chǔ)化工設(shè)備及其通用性要求。
《化工原理》可作為高職高專化工類及相關(guān)專業(yè)(如食品、染整、石油化工、環(huán)保等專業(yè))的教材,也可供從事化工類及相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員參考。
化工原理是化工類、環(huán)境類及食品、染整等相關(guān)專業(yè)的核心技能課程。凡從事與化學(xué)工程與工藝有關(guān)的技術(shù),如產(chǎn)品開發(fā)、工藝管理、設(shè)備管理、設(shè)備維修等職業(yè)崗位的工作,均需盡可能多地了解化工單元操作的設(shè)備結(jié)構(gòu)原理及操作技術(shù)。使高職高專的學(xué)生,熟悉并掌握化工單元設(shè)備的操作技能是本教材編寫的主旨,教材中設(shè)置較多的過程實(shí)例和操作規(guī)范的目的也在于此。
本教材以教育部有關(guān)高職高;ゎ悓I(yè)“化工原理”課程教學(xué)的基本要求為依據(jù),結(jié)合多所高職高專院校實(shí)施本課程教學(xué)實(shí)踐和教學(xué)改革成果而組織編寫,既可作為高職高專相關(guān)專業(yè)教材使用,也可供從事化學(xué)化工、食品、石油等行業(yè)的工程技術(shù)人員參考。
本教材的編寫分工如下。序言,模塊一(流體輸送技術(shù))單元一,模塊三(分離技術(shù))單元一,由廣東紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院郭俊旺編寫;模塊一(流體輸送技術(shù))單元二,模塊三(分離技術(shù))單元八,由河南信陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院張宏輝編寫;模塊二(熱量交換技術(shù)),由濮陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院徐燏編寫;模塊三(分離技術(shù))單元三,由濮陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院趙梅枝編寫;模塊三(分離技術(shù))單元四、單元五第五、六、八節(jié),單元六第五、六節(jié),單元七第六節(jié),由遼寧科技學(xué)院艾麗梅編寫;模塊三(分離技術(shù))單元五第一節(jié)~第四節(jié)及習(xí)題,由黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院姜莉莉編寫;模塊三(分離技術(shù))單元二第四、六節(jié),單元六第一節(jié)~第四節(jié)及習(xí)題,由沙市職業(yè)大學(xué)覃顯燦編寫;模塊二(熱量交換技術(shù))單元二第七節(jié),模塊三(分離技術(shù))單元二,單元六第七、八、十節(jié),由遼寧科技學(xué)院田景利編寫;模塊三(分離技術(shù))單元七,單元九,由蚌埠學(xué)院孫蘭萍編寫;模塊三(分離技術(shù))單元十,由山東大王職業(yè)學(xué)院古林編寫;各單元中操作要點(diǎn)章節(jié),由商丘師范學(xué)院馬嘯華編寫;模塊四(實(shí)訓(xùn)操作),由黑龍江農(nóng)墾林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院李旭穎編寫;附錄,由山東化工技師學(xué)院竇錦民編寫。
全書由廣東紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院高級(jí)工程師郭俊旺博士統(tǒng)稿,濮陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授徐燏審閱,同時(shí)黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院的姜莉莉參與部分審稿任務(wù)。
緒論
第一節(jié) 化工生產(chǎn)過程與單元操作
第二節(jié) 物料衡算
第三節(jié) 熱量衡算
模塊一 流體輸送技術(shù)
單元一 流體輸送
第一節(jié) 基本概念
第二節(jié) 流體靜力學(xué)
第三節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)
第四節(jié) 實(shí)際流體的流動(dòng)類型
第五節(jié) 管路流動(dòng)阻力的計(jì)算
第六節(jié) 管路設(shè)計(jì)
第七節(jié) 流量測(cè)定
單元二 流體輸送機(jī)械
第一節(jié) 概述
第二節(jié) 離心泵
第三節(jié) 其他類型的化工用泵
第四節(jié) 氣體輸送機(jī)械
第五節(jié) 本模塊情境問題解決方案
第六節(jié) 流體輸送設(shè)備操作要點(diǎn)
模塊二 熱量交換技術(shù)
單元一 熱量交換過程
第一節(jié) 概述
第二節(jié) 熱傳導(dǎo)
第三節(jié) 對(duì)流傳熱
第四節(jié) 傳熱計(jì)算
第五節(jié) 熱輻射
單元二 熱量交換設(shè)備
第一節(jié) 列管式換熱器的工藝設(shè)計(jì)和選用
第二節(jié) 傳熱過程的強(qiáng)化與削弱
第三節(jié) 板型換熱器
第四節(jié) 其他形式的板型換熱器
第五節(jié) 其他熱量交換設(shè)備介紹
第六節(jié) 傳熱設(shè)備操作要點(diǎn)
模塊三 分離技術(shù)
單元一 沉降技術(shù)
第一節(jié) 概述
第二節(jié) 重力沉降
第三節(jié) 離心沉降
第四節(jié) 沉降分離設(shè)備
第五節(jié) 旋風(fēng)分離器操作要點(diǎn)
單元二 過濾技術(shù)
第一節(jié) 概述
第二節(jié) 恒壓過濾
第三節(jié) 過濾設(shè)備
第四節(jié) 氣體的其他凈化方法
第五節(jié) 過濾設(shè)備的操作要點(diǎn)
單元三 干燥技術(shù)
第一節(jié) 概述
第二節(jié) 濕空氣的性質(zhì)及濕度圖
第三節(jié) 連續(xù)干燥過程的物料衡算與熱量衡算
第四節(jié) 干燥過程的平衡關(guān)系和速率關(guān)系
第五節(jié) 干燥設(shè)備
第六節(jié) 干燥過程的操作要點(diǎn)
單元四 蒸發(fā)技術(shù)
第一節(jié) 概述
第二節(jié) 單效蒸發(fā)
第三節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備
第四節(jié) 節(jié)能技術(shù)
第五節(jié) 多效蒸發(fā)
第六節(jié) 蒸發(fā)器操作要點(diǎn)
單元五 吸收技術(shù)
第一節(jié) 傳質(zhì)過程概述
第二節(jié) 氣液相平衡關(guān)系
第三節(jié) 填料塔
第四節(jié) 填料塔吸收過程設(shè)計(jì)計(jì)算
第五節(jié) 吸收過程應(yīng)用舉例
第六節(jié) 其他類型吸收流程簡(jiǎn)介
第七節(jié) 吸收設(shè)備操作要點(diǎn)
單元六 蒸餾技術(shù)
第一節(jié) 概述
第二節(jié) 雙組分溶液的氣液相平衡
第三節(jié) 蒸餾原理
第四節(jié) 雙組分連續(xù)精餾塔的計(jì)算
第五節(jié) 精餾塔的熱量衡算
第六節(jié) 間歇精餾
第七節(jié) 板式塔
第八節(jié) 板式塔與填料塔的比較
第九節(jié) 精餾設(shè)備的操作要點(diǎn)
單元七 萃取技術(shù)
第一節(jié) 概述
第二節(jié) 液-液相平衡關(guān)系
第三節(jié) 萃取劑的選擇
第四節(jié) 萃取過程的計(jì)算
第五節(jié) 液-液萃取設(shè)備
第六節(jié) 本單元情境問題解決方案
第七節(jié) 超臨界萃取設(shè)備操作要點(diǎn)
單元八 結(jié)晶技術(shù)
第一節(jié) 概述
第二節(jié) 結(jié)晶的基本原理
第三節(jié) 結(jié)晶方法與設(shè)備
第四節(jié) 結(jié)晶操作過程的計(jì)算
第五節(jié) 結(jié)晶技術(shù)操作要點(diǎn)
單元九 膜分離
第一節(jié) 概述
第二節(jié) 典型膜分離技術(shù)
第三節(jié) 超濾設(shè)備的操作要點(diǎn)
單元十 吸附
第一節(jié) 固體吸附
第二節(jié) 吸附劑及吸附設(shè)備
第三節(jié) 變壓吸附脫碳操作要點(diǎn)
模塊四 實(shí)訓(xùn)操作
【操作技術(shù)1】分析化工生產(chǎn)過程的基本組成
【操作技術(shù)2】壓力表和液位計(jì)使用訓(xùn)練
【操作技術(shù)3】流量計(jì)使用
【操作技術(shù)4】離心泵結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)
【操作技術(shù)5】離心泵安裝
【操作技術(shù)6】離心泵操作
【操作技術(shù)7】旋渦泵操作
【操作技術(shù)8】往復(fù)式空氣壓縮機(jī)的操作
【操作技術(shù)9】板框過濾機(jī)操作
【操作技術(shù)10】離心機(jī)的操作
【操作技術(shù)11】列管換熱器結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)
【操作技術(shù)12】保溫的認(rèn)識(shí)與維護(hù)
【操作技術(shù)13】氣流干燥器的認(rèn)識(shí)與操作
【操作技術(shù)14】離子交換樹脂制備純水的工藝流程與操作說明
【操作技術(shù)15】純水制備工藝流程及操作說明
附錄
附錄A 化工常用法定計(jì)量單位及單位換算
附錄B 某些液體的重要物理性質(zhì)
附錄C 常用固體材料的密度和比熱容
附錄D 干空氣的重要物理性質(zhì)(101.33kPa)
附錄E 水的重要物理性質(zhì)
附錄F 水在不同溫度下的黏度
附錄G 飽和水蒸氣表(按溫度排列)
附錄H 飽和水蒸氣表(按壓強(qiáng)排列)
附錄I 液體黏度共線圖
附錄J 氣體黏度共線圖(常壓下用)
附錄K 液體比熱容共線圖
附錄L 氣體比熱容共線圖(常壓下用)
附錄M 氣體導(dǎo)熱系數(shù)共線圖(常壓下用)
附錄N 液體比汽化焓(蒸發(fā)潛熱)共線圖
附錄O 液體表面張力共線圖
附錄P 無機(jī)溶液在大氣壓下的沸點(diǎn)
附錄Q 管子規(guī)格
附錄R 泵規(guī)格(摘錄)
附錄S 4-72-11型離心通風(fēng)機(jī)規(guī)格(摘錄)
附錄T 熱交換器系列標(biāo)準(zhǔn)(摘錄)
二、非等溫吸收
在吸收過程中,當(dāng)熱效應(yīng)(溶解熱、反應(yīng)熱)引起的溫度變化不能忽略時(shí),這種吸收屬于非等溫吸收。如水吸收較濃的鹽酸或氨水,濃硫酸吸收水蒸氣或三氧化硫等。對(duì)非等溫吸收應(yīng)當(dāng)考慮溫度變化對(duì)吸收的影響。
(1)改變了平衡狀態(tài)。當(dāng)溫度提高時(shí),溶質(zhì)在吸收劑中的溶解度減小,平衡線上移,塔內(nèi)傳質(zhì)推動(dòng)力不斷減小,對(duì)吸收不利。
(2)當(dāng)溫度提高時(shí),減小了吸收劑S的黏度,增大了組分A在液相中的擴(kuò)散系數(shù),對(duì)吸收有利。
(3)對(duì)化學(xué)吸收,液相中溫度升高使反應(yīng)速率加大。
(4)溫度升高使吸收劑S的揮發(fā)性增強(qiáng),溶劑損失增大。
總體效果是,溫度升高對(duì)吸收不利,因此要采取降溫或控制吸收劑流量的措施。
三、多組分吸收
多組分吸收是指氣體混合物中有幾個(gè)組分同時(shí)被吸收的過程。洗油脫除煤氣中的粗苯實(shí)際上就是對(duì)其中的苯、甲苯、二甲苯等苯系物的多組分吸收。多組分吸收的特點(diǎn)如下:
(1)對(duì)某些低濃度氣體吸收,平衡關(guān)系可認(rèn)為服從亨利定律,而各組分的平衡關(guān)系互不影響,可分別對(duì)各溶質(zhì)組分予以單獨(dú)考慮;
(2)每一溶質(zhì)組分都有自己的一條平衡線和操作線,而操作線的L/V(液氣比)應(yīng)相同,即各操作線互相平行。
多組分吸收操作中的各個(gè)組分在溶劑中的溶解度雖不相同,但都能符合亨利定律。在工藝上一般確定某一組分為關(guān)鍵組分,使其達(dá)到吸收要求,其他組分被吸收的程度隨之被確定。以前作為單組分吸收的過程,若計(jì)入惰性氣體的微弱溶解,實(shí)際上就是多組分吸收。
四、化學(xué)吸收
化學(xué)吸收是指溶質(zhì)A被吸收后能與溶劑中組分B發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程,這是氣、液相際傳質(zhì)與液相內(nèi)化學(xué)反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行的傳質(zhì)過程;瘜W(xué)吸收有很高的選擇性和吸收率,在工業(yè)生產(chǎn)上有廣泛的應(yīng)用。用氫氧化鈉、碳酸鈉、氨水溶液吸收二氧化碳、二氧化硫、硫化氫等是化學(xué)吸收的典型;瘜W(xué)吸收有如下特點(diǎn)。
(1)吸收過程的推動(dòng)力增大。由于溶質(zhì)進(jìn)人液相后在擴(kuò)散路徑上不斷被化學(xué)反應(yīng)所消耗,使液相中的溶質(zhì)濃度降低,溶質(zhì)的平衡分壓也降低,因此,推動(dòng)力增大。
(2)傳質(zhì)系數(shù)提高。由于液相的溶質(zhì)常常在氣液表面附近的液相內(nèi)起化學(xué)反應(yīng)而被消耗,使其在液相中的擴(kuò)散阻力減小,液相傳質(zhì)系數(shù)有所增大。
(3)吸收劑用量大大減少;瘜W(xué)吸收情況下,單位體積吸收劑能吸收的溶質(zhì)量增加,有效地減少了吸收劑用量或循環(huán)量,降低了能耗。
由于有了化學(xué)結(jié)合力,吸收容易,但解吸較難,這在實(shí)際生產(chǎn)上要消耗較多能量。如果反應(yīng)不可逆,反應(yīng)劑就不能循環(huán)使用,使其用途受到限制。