新型分離技術（第三版）

《新型分離技術（第三版）》是2020年2月化學工業出版社出版的圖書，作者是陳歡林。

基本介紹

• 書名：新型分離技術（第三版）
• 作者：陳歡林
• 出版社：化學工業出版社
• 出版時間：2020年2月
• 頁數：372 頁
• 定價：59 元
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝
• ISBN：9787122348166

內容簡介

《新型分離技術》（第三版）基於第二版教材修訂而成。首先介紹了分離過程分類、技術進展、套用前景與工藝選擇原則等，同時歸納了一般分離與傳遞過程中的熱力學、動力學及其平衡過程與推動力的基礎知識；待分離物質間、分離物與分離劑間的相互作用力與分離係數等計算基礎，分離因子及其與過程能耗的定性關係；分離過程的能耗分析等。 然後重點介紹了已開始規模化套用的新技術，如反滲透、納濾、氣體滲透、膜電解與雙極膜水解離等膜分離技術；已有成熟套用案例的特種萃取、恆沸和反應精餾，以及近年來開發的分子蒸餾與膜蒸餾技術；套用於特種場合的超臨界流體萃取、凝膠萃取與膜基溶劑萃取技術，以及吸附、離子交換與色譜分離等分離技術；正在湧現出來的印跡色譜、印跡手性拆分、印跡固相萃取、印跡與免疫膜分離等新技術；仍然在發展階段的泡沫分離、液膜分離；正在高速開發套用的高梯度與超導磁分離新技術。最後提出了不同分離技術與裝備的耦合、集成及其過程建模與最佳化設計等。本書每章均穿插有相關例題，以助理解概念和深化知識點；章後附有適量習題，通過練習以鞏固設計基礎和掌握計算方法；章後所列參考文獻，讀者可對相關新技術進行深入了解與探索研究。

《新型分離技術》（第三版）可作為普通高校化工、環境、生物、食品、材料、資源與能源等專業的本科生和研究生教材，同時也可供從事化工過程及其相關工程設計和產品開發人員自學參考。

圖書目錄

第1章緒論1

1.1分離技術及其在過程工程中的意義1

1.1.1分離技術的地位與作用1

1.1.2新型分離技術開拓與發展的必要性2

1.2分離過程的分類3

1.2.1機械分離4

1.2.2傳質分離4

1.2.3反應分離與轉化5

1.3新型分離技術的進展5

1.3.1膜分離技術6

1.3.2基於傳統分離的新型分離技術8

1.3.3耦合與集成技術9

1.4分離技術選擇的一般規則11

1.4.1選擇的基本依據11

1.4.2工藝可行性與設備可靠性12

1.4.3過程的經濟性13

1.4.4組合工藝排列次序的經驗規則13

習題14

參考文獻15

第2章分離過程的基礎理論16

2.1分離過程的熱力學基礎16

2.1.1熱力學基本定義與函式16

2.1.2偏摩爾量和化學位17

2.1.3克拉貝龍方程和克-克方程18

2.1.4相律19

2.1.5滲透壓與唐南平衡理論19

2.1.6非平衡熱力學基本定律22

2.2分離過程中的動力學基礎24

2.2.1分子傳質及其速度與通量24

2.2.2質量傳遞微分方程26

2.2.3質量傳遞微分方程特定式27

2.3分離過程中的物理力27

2.3.1分子間和原子間的作用力27

2.3.2溶解度參數30

2.3.3滲透係數31

2.4分離因子33

2.4.1平衡分離過程的固有分離因子33

2.4.2速率控制過程的固有分離因子34

2.4.3分離因子與過程能耗的定性關係35

2.5分離過程的能耗分析36

2.5.1有效能的基本概念36

2.5.2分離過程的分析39

習題41

參考文獻42

第3章反滲透與正滲透、納濾、超濾與微濾43

3.1反滲透與正滲透44

3.1.1滲透、反滲透與正滲透44

3.1.2反滲透基本機理及模型46

3.1.3反滲透操作特性參數計算48

3.1.4反滲透工藝流程49

3.2納濾52

3.2.1納濾膜發展歷程52

3.2.2對氯化鈉的截留作用53

3.2.3對單價或多價化合物的截留作用53

3.2.4對混合物離子的截留作用53

3.2.5對水中微量有機物的截留作用55

3.2.6納濾恆容脫鹽55

3.3超濾57

3.3.1超濾的基本原理57

3.3.2超濾傳質模型57

3.3.3超濾過程工藝流程61

3.4微濾66

3.4.1微孔過濾模式66

3.4.2濾餅過濾式通量方程67

3.4.3通量衰減模型68

3.5膜組件71

3.5.1膜組件種類71

3.5.2各種膜組件比較75

習題76

參考文獻78

第4章氣體滲透、滲透汽化與膜基吸收79

4.1氣體分離79

4.1.1氣體在膜內的傳遞機理79

4.1.2影響氣體滲透性能的因素83

4.1.3氣體分離的計算88

4.1.4級聯操作的形式和級數計算91

4.1.5氣體膜分離的經濟性比較93

4.2滲透汽化與蒸汽滲透94

4.2.1滲透汽化及蒸汽滲透原理94

4.2.2滲透通量和分離因子95

4.2.3滲透汽化膜過程的設計計算98

4.2.4影響工藝設計的主要因素99

4.2.5滲透汽化級聯計算101

4.2.6滲透汽化與蒸汽滲透的經濟分析102

4.3膜基吸收103

4.3.1膜基吸收及其氣液傳質形式103

4.3.2膜基吸收的傳質104

4.3.3膜基吸收的設計參數的確定106

4.3.4膜基吸收過程的套用106

習題107

參考文獻108

第5章透析、電滲析與膜電解109

5.1透析109

5.1.1透析過程機理109

5.1.2透析過程的通量模型110

5.1.3透析液的種類及其組成111

5.1.4透析過程的種類及其清除率112

5.2電滲析114

5.2.1電滲析過程原理114

5.2.2電滲析的基本理論115

5.2.3電滲析過程中的傳遞現象117

5.2.4電滲析器工藝參數計算117

5.2.5電滲析器及其脫鹽流程設計122

5.2.6電滲析中的濃差極化現象127

5.2.7倒極電滲析過程設計及套用128

5.2.8交換樹脂填充式電滲析裝置的設計及套用130

5.3雙極膜水解離131

5.3.1雙極膜的特性132

5.3.2雙極膜水解離理論電位和能耗132

5.3.3雙極膜電滲析水解離原理133

5.3.4雙極膜過程設計參數134

5.3.5雙極膜水解離套用135

5.4離子膜電解135

5.4.1膜電解基本原理135

5.4.2離子電解膜135

5.4.3膜電解槽中的電化學反應及物料平衡137

5.4.4膜電解槽中的物料衡算138

5.4.5電解定律139

5.4.6膜電解槽陽極電流效率139

5.4.7膜電解的槽電壓139

5.5電滲析的經濟性比較141

習題141

參考文獻142

第6章特種精餾與蒸餾143

6.1混合物組分的相圖143

6.1.1三組分相圖與蒸餾邊界143

6.1.2剩餘曲線圖144

6.1.3蒸餾曲線圖147

6.1.4全回流下的產物組成區（蝶形領結區）148

6.2萃取與恆沸精餾149

6.2.1萃取與恆沸精餾特徵及其差異149

6.2.2溶劑選擇原則150

6.2.3萃取精餾的分離因子152

6.2.4萃取精餾理論板數計算153

6.2.5恆沸精餾理論板數計算156

6.3反應精餾157

6.3.1反應精餾的基本特點158

6.3.2反應精餾的相平衡與化學平衡158

6.3.3反應蒸餾的動力學160

6.3.4反應精餾塔的設計計算161

6.3.5反應精餾選型與套用163

6.4分子蒸餾166

6.4.1分子蒸餾的原理167

6.4.2分子蒸餾的傳熱與傳質169

6.4.3分子蒸餾器及其工藝設計170

6.4.4分子蒸餾器特徵及其套用171

6.5膜蒸餾174

6.5.1膜蒸餾的基本原理174

6.5.2膜蒸餾中的傳熱和傳質175

6.5.3膜蒸餾用膜及裝置177

習題179

參考文獻179

第7章超臨界流體與特種溶劑萃取181

7.1超臨界流體萃取181

7.1.1超臨界流體及其性質182

7.1.2超臨界流體萃取中的相平衡186

7.1.3超臨界流體的傳遞性質189

7.1.4超臨界流體萃取工藝及設備計算193

7.1.5超臨界流體萃取分離方法及典型流程196

7.1.6超臨界萃取操作條件選擇197

7.1.7超臨界流體萃取過程的能耗198

7.2雙水相萃取198

7.2.1雙水相分配原理199

7.2.2雙水相系統中的作用力200

7.2.3影響雙水相分配的主要因素202

7.2.4雙水相系統的選擇205

7.2.5雙水相萃取工藝設計206

7.2.6雙水相萃取的套用207

7.3凝膠萃取208

7.3.1凝膠的種類及其特性208

7.3.2凝膠的相變溫度209

7.3.3凝膠的溶脹與收縮機理209

7.3.4凝膠的篩分作用211

7.3.5凝膠萃取設計參數211

7.3.6典型的凝膠萃取工藝212

7.3.7凝膠萃取的套用215

7.4膜基溶劑萃取216

7.4.1膜基萃取基本原理216

7.4.2膜基萃取傳質方程式217

7.4.3影響膜基萃取傳質的因素218

7.4.4萃取劑選擇原則219

7.4.5膜與膜組件的選擇原則221

習題221

參考文獻222

第8章吸附、離子交換與色譜分離224

8.1吸附與交換劑結構及其性能224

8.1.1常用吸附劑224

8.1.2離子交換樹脂225

8.1.3特種色譜用固定相與流動相227

8.1.4吸附劑的選擇原則229

8.2吸附分離229

8.2.1吸附平衡及等溫吸附方程229

8.2.2吸附擴散傳質機理232

8.2.3吸附分離特性參數234

8.2.4吸附分離工藝237

8.3離子交換244

8.3.1離子交換平衡與動力學關係244

8.3.2離子交換過程設計248

8.3.3離子交換器及其設計要求250

8.4色譜分離252

8.4.1色譜的分類和特點252

8.4.2色譜分離平衡關係及操作方法254

8.4.3色譜分離的基本參數255

8.4.4色譜分離的放大設計與最佳化259

習題262

參考文獻262

第9章分子識別與印跡分離264

9.1弱相互作用與分子識別264

9.1.1分子間弱相互作用264

9.1.2分子識別及其專一性條件264

9.1.3分子識別的基本尺度265

9.1.4互補性和預組織原則265

9.1.5分子識別的鍵合常數266

9.1.6分子識別體系267

9.2分子識別理論及模型269

9.2.1分子識別的熱力學基礎269

9.2.2分子識別的動力學基礎269

9.2.3分子識別過程的鍵能270

9.3分子印跡聚合物的製備271

9.3.1製備材料的篩選271

9.3.2印跡聚合物製備方法272

9.3.3典型製備方法的利弊分析274

9.3.4典型印跡聚合物的特徵275

9.4印跡分離過程建模及估算275

9.4.1印跡分離過程建模275

9.4.2分子印跡擴散吸附模型與相互作用能差277

9.4.3客體結合常數與最大結合量估算278

9.4.4影響分子識別效應的因素280

9.5印跡聚合物的套用281

9.5.1印跡色譜分離281

9.5.2印跡手性拆分282

9.5.3印跡固相萃取284

9.5.4印跡與免疫膜分離289

習題294

參考文獻294

第10章泡沫、液膜與磁分離296

10.1泡沫分離296

10.1.1泡沫分離基本原理297

10.1.2泡沫分離的設備及流程300

10.1.3影響泡沫分離的因素302

10.1.4過程設計與理想泡沫模型305

10.1.5泡沫分離新發展310

10.2液膜分離311

10.2.1液膜的形狀和分類311

10.2.2促進傳遞機理及載體的選擇312

10.2.3液膜分離機理及傳質方程313

10.2.4液膜製備及其分離操作過程317

10.2.5液膜分離的套用322

10.3磁分離324

10.3.1磁場及其磁性材料特性324

10.3.2磁分離計算基礎327

10.3.3高梯度磁分離329

10.3.4超導磁分離331

10.3.5磁分離機及其處理系統332

10.3.6磁分離機系統設計要點335

習題338

參考文獻339

第11章耦合與集成技術341

11.1反應-分離的耦合集成過程341

11.1.1催化膜反應器341

11.1.2滲透汽化膜反應器343

11.1.3膜生物反應器346

11.2分離-分離集成工藝及過程348

11.2.1膜與吸收、汽提的集成349

11.2.2精餾-滲透汽化的集成350

11.3耦合與集成過程建模353

11.3.1平推流集成過程建模354

11.3.2全混流集成過程建模355

11.3.3間歇式集成過程建模356

11.4集成過程的設計最佳化358

11.4.1Aspen Plus軟體模擬設計358

11.4.2McCabe-Thiele圖解法設計359

習題363

參考文獻363

附錄365

附錄A電解質水溶液的滲透壓係數365

附錄B聚合物膜材料的溶解度參數366

附錄C常用溶劑的溶解度參數367

附錄D無機離子和離子對的自由能參數368

附錄E鹼金屬陽離子和鹵族陰離子的自由能參數369

附錄F有機離子的自由能參數369

附錄G結構基團對Ecoh，i和Vi的貢獻369

附錄H結構基團對溶解度參數的貢獻371