傳質分離理論與現代塔器技術

《傳質分離理論與現代塔器技術》是2016年4月出版的圖書。作者是李群生。

基本介紹

• 書名：傳質分離理論與現代塔器技術
• ISBN：978-7-122-25713-0
• 出版時間：2016年4月
• 開本：16K　787×1092　1/16

基本信息

傳質分離理論與現代塔器技術

作者：李群生 編著

出版日期：2016年4月

書號：978-7-122-25713-0

開本：16K　787×1092　1/16

裝幀：平

版次：1版1次

頁數：444頁

內容簡介

傳質分離是化學工程中最重要的學科之一。本書將理論與實際相結合，主要介紹了化工生產中常用的傳質分離單元操作的原理及塔器技術在其中的套用。全書內容包括緒論，精餾，精餾過程計算機模擬，現代板式塔的流體力學與傳質性能，現代板式塔的原理、設計及工業套用，現代填料塔的流體力學與傳質性能，現代填料塔的原理、設計及工業套用，特殊精餾過程及工業套用，吸收傳質過程及工業套用，萃取過程及工業套用，結晶過程及工業套用，超臨界萃取技術及工業套用，膜分離過程及工業套用，其他現代傳質分離技術共14章。

本書可作為高等學校化工類教材，也可供有關生產設計科研部門的工程技術人員參考。

目錄信息

第1章緒論/1

1.1傳質與擴散1

1.2傳質過程的重要性2

1.3傳質過程分類5

1.4傳質理論模型10

1.4.1雙膜理論10

1.4.2溶質滲透理論11

1.4.3表面更新理論11

1.5強化流體界面傳質的方法12

本章主要符號說明13

參考文獻13

第2章精餾/14

2.1概述14

2.2精餾過程的汽液相平衡14

2.2.1汽液相平衡關係式15

2.2.2活度係數模型16

2.2.3熱力學一致性檢驗18

2.3連續精餾19

2.3.1原理及工藝流程19

2.3.2連續精餾的計算20

2.4間歇精餾25

2.4.1原理及工藝流程25

2.4.2間歇精餾的計算27

2.5精餾主要附屬設備——冷凝器與再沸器31

2.5.1管殼式冷凝器31

2.5.2熱虹吸式再沸器36

2.6精餾過程的節能減排與工業套用42

2.6.1操作參數的最佳化43

2.6.2熱泵精餾47

2.6.3多效精餾50

2.6.4蒸汽閃蒸節能技術54

2.6.5間歇精餾的工業套用56

本章主要符號說明59

參考文獻61

第3章精餾過程計算機模擬/62

3.1概述62

3.1.1化工流程模擬63

3.1.2Aspen Plus軟體介紹64

3.1.3物性方法選擇64

3.2精餾過程模擬實例67

3.2.1醋酸乙烯精餾四塔實例67

3.2.2燃料乙醇工業精餾模擬實例77

3.2.3煉油廠氣分分離實例79

3.2.4聚乙烯醇聚合四塔甲醇水精餾模擬實例85

參考文獻89

第4章現代板式塔的流體力學與傳質性能/90

4.1概述90

4.2板式塔氣液兩相接觸狀態91

4.2.1兩相接觸狀態分類91

4.2.2影響接觸狀態轉變的因素92

4.2.3流態的轉換機制93

4.3板式塔的流體力學性能95

4.3.1塔板壓降95

4.3.2塔板持液量99

4.3.3氣液在空間上的不均勻流動99

4.3.4夾帶現象104

4.3.5塔板漏液106

4.3.6液泛現象108

4.4板式塔的傳質性能110

4.4.1點效率110

4.4.2單板效率111

4.4.3全塔效率112

4.4.4影響傳質的因素112

4.5CFD在板式塔流體力學與傳質中的模擬研究114

4.5.1板式塔CFD模型研究與發展116

4.5.2板式塔的CFD模擬研究119

4.5.3CFD技術套用展望127

本章主要符號說明127

參考文獻129

第5章現代板式塔的原理、設計及工業套用/130

5.1概述130

5.2板式塔的發展現狀130

5.2.1泡罩型塔板131

5.2.2篩孔型塔板134

5.2.3浮閥型塔板137

5.2.4特殊結構塔板140

5.2.5複合塔板143

5.3板式塔的設計計算144

5.3.1塔設計的主要內容144

5.3.2塔徑和塔高的確定144

5.3.3塔板的設計148

5.3.4接管管徑的設計155

5.3.5板式塔的校核156

5.3.6浮閥塔的設計實例160

5.4板式塔的安裝與運行166

5.4.1板式塔的安裝166

5.4.2板式塔的運行166

5.5板式塔的工業套用實例167

5.5.1聚氯乙烯(PVC)高沸塔、低沸塔中的套用167

5.5.2聚乙烯醇(PVA)聚合一塔中的套用170

5.5.3PVA聚合三塔中的套用171

5.5.4PVA回收一塔中的套用172

5.5.5碳五分離中的套用172

5.5.6食用酒精生產中的套用173

5.5.7丙烯酸酯塔中的套用174

本章主要符號說明174

參考文獻175

第6章現代填料塔的流體力學與傳質性能/177

6.1填料塔的流體力學性能177

6.1.1填料塔氣液流動過程分析177

6.1.2填料層壓降及泛點氣速的計算179

6.1.3填料塔持液量的計算183

6.1.4BH型規整填料的流體力學性能186

6.2填料塔內傳質過程188

6.2.1傳質基本方程188

6.2.2傳質係數的計算190

6.2.3填料層高度的計算193

6.2.4BH型規整填料的傳質性能研究201

6.3填料塔流體分布的模型化研究203

6.3.1擴散模型203

6.3.2靜態混合器模型203

6.3.3節點網路模型204

6.3.4單元網路模型204

6.3.5滲流器模型204

6.3.6新型板波紋填料混合模型205

6.4填料塔的CFD模擬研究211

6.4.1整體平均CFD模型212

6.4.2單元綜合CFD模型212

6.4.3多尺度CFD模型213

6.4.4填料塔CFD模擬研究的展望219

本章主要符號說明220

參考文獻220

第7章現代填料塔的原理、設計及工業套用/222

7.1概述222

7.1.1填料塔概況222

7.1.2填料塔的研究進展224

7.2填料塔的結構與特點224

7.2.1填料塔的結構224

7.2.2填料塔的特點225

7.3填料及填料塔塔內件226

7.3.1現代塔填料的特性226

7.3.2現代塔填料的結構227

7.3.3填料塔的內件234

7.4現代填料塔的設計237

7.4.1設計方案的確定237

7.4.2填料的選擇239

7.4.3填料塔尺寸的計算240

7.5現代填料塔的工業套用243

7.5.1聚氯乙烯(PVC)生產中乙炔精製243

7.5.2降低廢液中氨氮含量246

7.5.3電子級甲醇的生產249

7.5.4降低尾氣中有機物的排放250

7.5.5丙炔醇生產250

7.5.6降低皮革工業廢液中有害氣體的排放250

7.5.7含氨尾氣回收處理251

7.5.8製藥廠溶劑回收251

7.5.9高純度矽源的生產251

7.5.10異丁烯精製系統的擴產改造252

7.5.11合成氨系統中脫碳裝置的改造252

7.5.12特級酒精脫甲醇塔的最佳化設計252

7.5.13己烷溶劑油的分離252

7.5.14制溴工業中的套用253

7.5.15糠醛精製轉盤塔的技術改造253

7.5.16氨水精餾工藝的改造設計253

本章主要符號說明254

參考文獻254

第8章特殊精餾過程及工業套用/256

8.1概述256

8.2萃取精餾256

8.2.1萃取精餾原理257

8.2.2溶劑的選擇258

8.2.3離子液體萃取精餾259

8.2.4萃取精餾計算267

8.2.5萃取精餾工業套用269

8.3共沸精餾270

8.3.1共沸精餾分離原理271

8.3.2共沸精餾中共沸劑的選擇272

8.3.3共沸精餾過程的計算272

8.3.4共沸精餾工業套用273

8.3.5共沸精餾與萃取精餾的比較275

8.4加鹽精餾275

8.4.1加鹽精餾原理276

8.4.2鹽類的選擇277

8.4.3含鹽體系汽液平衡數據的關聯和預測277

8.4.4加鹽精餾過程278

本章主要符號說明280

參考文獻281

第9章吸收傳質過程及工業套用/283

9.1概述283

9.1.1吸收塔設備283

9.1.2吸收劑的選擇284

9.1.3氣體吸收工業套用285

9.2吸收過程的相平衡285

9.2.1氣體在液體中的溶解度285

9.2.2亨利定律286

9.2.3相平衡與吸收操作的關係288

9.2.4吸收過程的物料衡算289

9.2.5吸收塔的操作線方程與操作線290

9.2.6吸收劑的用量290

9.3吸收傳質機理292

9.3.1分子擴散292

9.3.2渦流擴散292

9.3.3相際傳質293

9.4吸收塔的工業套用實例295

9.4.1濃硫酸乙炔清淨中的套用295

9.4.2淡酒回收中的套用297

9.4.3煙氣除油中的套用299

9.5解吸302

9.6聚氯乙烯電石渣漿中的套用303

9.6.1技術原理及特點303

9.6.2工藝流程304

9.6.3主要設備304

9.6.4技術經濟分析305

9.7其他吸收305

9.7.1化學吸收305

9.7.2不等溫吸收306

本章主要符號說明306

參考文獻307

第10章萃取過程及工業套用/308

10.1概述308

10.1.1液液萃取過程機理308

10.1.2液液萃取操作特點309

10.1.3萃取劑的選擇309

10.2液液萃取平衡310

10.2.1萃取平衡的基本參數310

10.2.2液液相平衡與槓桿定律311

10.2.3萃取平衡的影響因素315

10.3液液萃取過程的計算317

10.3.1單級萃取計算317

10.3.2多級錯流萃取的計算318

10.3.3多級逆流萃取的計算321

10.4液液萃取設備324

10.4.1液液萃取設備的分類和主要類型325

10.4.2液液萃取設備的選擇329

10.5液液萃取技術的工業套用330

10.5.1有機品生產中的套用330

10.5.2化纖行業中的套用331

10.5.3煤化工中的套用332

10.5.4在檢測技術中的套用334

10.6其他萃取技術335

10.6.1絡合萃取技術335

10.6.2雙水相萃取技術335

10.6.3反膠團萃取技術336

10.6.4膜萃取技術336

10.6.5凝膠萃取技術336

本章主要符號說明337

參考文獻337

第11章結晶過程及工業套用/339

11.1概述339

11.2溶液結晶過程的相平衡340

11.2.1相平衡與溶解度340

11.2.2溶液的過飽和與介穩區343

11.3溶液結晶機理與動力學344

11.3.1晶核生成與晶體成長344

11.3.2結晶生長速率345

11.3.3影響結晶速率的因素345

11.4結晶過程計算346

11.4.1物料衡算346

11.4.2熱量衡算347

11.5溶液結晶過程及設備348

11.5.1溶液結晶過程的分類及特點348

11.5.2常見溶液結晶設備350

11.6熔融結晶過程及設備352

11.6.1熔融結晶的基本操作模式352

11.6.2連續多級逆流分步結晶機理與特點353

11.6.3連續多級逆流分步結晶數學模型355

11.6.4連續多級逆流分步結晶設備358

11.7結晶過程的套用361

11.7.1結晶在分離有機混合物中的套用361

11.7.2結晶在製藥中的套用363

11.7.3結晶在有機及高分子化合物生產中的套用363

本章主要符號說明364

參考文獻365

第12章超臨界萃取技術及工業套用/366

12.1概述366

12.2超臨界萃取的基本原理及特點367

12.2.1超臨界流體367

12.2.2超臨界萃取的基本原理367

12.2.3超臨界萃取的基本流程369

12.2.4超臨界萃取的特點371

12.2.5夾帶劑對超臨界萃取的影響372

12.2.6影響超臨界萃取的其他因素373

12.2.7超臨界流體萃取的主要設備375

12.3超臨界CO2萃取的熱力學分析376

12.3.1壓縮氣體模型376

12.3.2膨脹液體模型378

12.3.3經驗關聯379

12.3.4化學締合模型379

12.4超臨界技術的套用381

12.4.1超臨界萃取技術的套用381

12.4.2超臨界技術在環境保護方面的套用385

12.4.3超臨界技術在納米材料製備方面的套用386

12.5超臨界技術的展望387

本章主要符號說明387

參考文獻388

第13章膜分離過程及工業套用/390

13.1概述390

13.1.1膜的分類及其製備方法391

13.1.2膜分離過程及其特點391

13.1.3膜組件392

13.1.4膜性能的表示方法394

13.2電滲析395

13.3反滲透396

13.3.1基本原理與過程簡述396

13.3.2影響滲透通量的操作因素397

13.4納濾397

13.4.1基本原理與過程簡述397

13.4.2影響納濾膜分離性能的因素398

13.5滲透汽化和蒸汽滲透399

13.6膜蒸餾400

13.6.1基本原理與過程簡述400

13.6.2跨膜傳質模型401

13.7滲透蒸餾402

13.8膜分離在海水淡化中的套用405

13.8.1正滲透海水淡化原理405

13.8.2正滲透海水淡化機理模型407

13.9膜分離在污水處理中的套用407

13.9.1正滲透污水處理工藝過程408

13.9.2正滲透過程的濃差極化408

本章主要符號說明409

參考文獻410

第14章其他現代傳質分離技術/411

14.1吸附411

14.1.1吸附劑411

14.1.2吸附劑的製備412

14.1.3吸附平衡414

14.1.4吸附分離的技術原理與工藝方法417

14.1.5吸附分離設備418

14.1.6吸附的工業套用419

14.2離子交換分離424

14.2.1離子交換樹脂424

14.2.2基本原理426

14.2.3離子交換工藝過程與設備427

14.2.4離子交換過程的工業套用428

14.3分子蒸餾430

14.3.1分子蒸餾原理431

14.3.2分子蒸餾裝置433

14.3.3分子蒸餾技術的特點434

14.3.4分子蒸餾技術的套用436

14.4泡沫分離437

14.4.1概述437

14.4.2泡沫分離的基本原理437

14.4.3泡沫分離的工藝過程438

14.5色譜分離440

14.5.1概述440

14.5.2基本原理與過程440

14.5.3色譜分離的理論模型441

本章主要符號說明442

參考文獻443