全國高職高;瘜W課程“十一五”規(guī)劃教材:化工原理
定 價:48 元
- 作者:郭俊旺 ,徐燏 編
- 出版時間:2010/8/1
- ISBN:9787560961903
- 出 版 社:華中科技大學出版社
- 中圖法分類:TQ02
- 頁碼: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、計算方法、典型設備等有關的知識。內容包括流體輸送技術、熱量交換技術、分離技術和實訓操作四個模塊。其中,流體輸送技術模塊部分細分為流體輸送和流體輸送機械兩個單元;熱量交換技術模塊部分細分為熱量交換過程和熱量交換設備兩個單元;分離技術模塊部分細分為沉降技術、過濾技術、干燥技術、蒸發(fā)技術、吸收技術、蒸餾技術、萃取技術、結晶技術、膜分離和吸附十個單元;實訓操作模塊部分包含了15項操作技術訓練。
本教材具有如下特色。①內容編排上按照模塊需要安排教學;②每一個模塊均以一個生產(chǎn)中的實例為場景引入,討論完成當前任務所需的知識和能力,并以此作為培養(yǎng)目標,引入本模塊知識的學習,重點是學習如何將知識應用于生產(chǎn)實際中;③內容選取上,大量刪剪冗長的敘述內容和難以理解的公式推導過程,重點放在對公式的理解和應用技術上;④為了體現(xiàn)高職高專教材以培養(yǎng)能力為目標的特點,以及體現(xiàn)單元操作技術的發(fā)展趨勢,特增加單元設備的操作要點、單元操作技術的應用實例和發(fā)展趨勢、單元操作實訓等項目。本教材的配套實訓教材《化工單元操作實訓》,主要以化工單元操作仿真技術實訓內容為主。為避免重復,《化工原理》選取的實訓內容,側重于基礎化工設備及其通用性要求。
《化工原理》可作為高職高;ゎ惣跋嚓P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專業(yè)的工程技術人員參考。
化工原理是化工類、環(huán)境類及食品、染整等相關專業(yè)的核心技能課程。凡從事與化學工程與工藝有關的技術,如產(chǎn)品開發(fā)、工藝管理、設備管理、設備維修等職業(yè)崗位的工作,均需盡可能多地了解化工單元操作的設備結構原理及操作技術。使高職高專的學生,熟悉并掌握化工單元設備的操作技能是本教材編寫的主旨,教材中設置較多的過程實例和操作規(guī)范的目的也在于此。
本教材以教育部有關高職高;ゎ悓I(yè)“化工原理”課程教學的基本要求為依據(jù),結合多所高職高專院校實施本課程教學實踐和教學改革成果而組織編寫,既可作為高職高專相關專業(yè)教材使用,也可供從事化學化工、食品、石油等行業(yè)的工程技術人員參考。
本教材的編寫分工如下。序言,模塊一(流體輸送技術)單元一,模塊三(分離技術)單元一,由廣東紡織職業(yè)技術學院郭俊旺編寫;模塊一(流體輸送技術)單元二,模塊三(分離技術)單元八,由河南信陽職業(yè)技術學院張宏輝編寫;模塊二(熱量交換技術),由濮陽職業(yè)技術學院徐燏編寫;模塊三(分離技術)單元三,由濮陽職業(yè)技術學院趙梅枝編寫;模塊三(分離技術)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),由遼寧科技學院艾麗梅編寫;模塊三(分離技術)單元五第一節(jié)~第四節(jié)及習題,由黃岡職業(yè)技術學院姜莉莉編寫;模塊三(分離技術)單元二第四、六節(jié),單元六第一節(jié)~第四節(jié)及習題,由沙市職業(yè)大學覃顯燦編寫;模塊二(熱量交換技術)單元二第七節(jié),模塊三(分離技術)單元二,單元六第七、八、十節(jié),由遼寧科技學院田景利編寫;模塊三(分離技術)單元七,單元九,由蚌埠學院孫蘭萍編寫;模塊三(分離技術)單元十,由山東大王職業(yè)學院古林編寫;各單元中操作要點章節(jié),由商丘師范學院馬嘯華編寫;模塊四(實訓操作),由黑龍江農墾林業(yè)職業(yè)技術學院李旭穎編寫;附錄,由山東化工技師學院竇錦民編寫。
全書由廣東紡織職業(yè)技術學院高級工程師郭俊旺博士統(tǒng)稿,濮陽職業(yè)技術學院副教授徐燏審閱,同時黃岡職業(yè)技術學院的姜莉莉參與部分審稿任務。
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
單元一 流體輸送
第一節(jié) 基本概念
第二節(jié) 流體靜力學
第三節(jié) 流體動力學
第四節(jié) 實際流體的流動類型
第五節(jié) 管路流動阻力的計算
第六節(jié) 管路設計
第七節(jié) 流量測定
單元二 流體輸送機械
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) 流體輸送設備操作要點
模塊二 熱量交換技術
單元一 熱量交換過程
第一節(jié) 概述
第二節(jié) 熱傳導
第三節(jié) 對流傳熱
第四節(jié) 傳熱計算
第五節(jié) 熱輻射
單元二 熱量交換設備
第一節(jié) 列管式換熱器的工藝設計和選用
第二節(jié) 傳熱過程的強化與削弱
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) 其他熱量交換設備介紹
第六節(jié) 傳熱設備操作要點
模塊三 分離技術
單元一 沉降技術
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) 沉降分離設備
第五節(jié) 旋風分離器操作要點
單元二 過濾技術
第一節(jié) 概述
第二節(jié) 恒壓過濾
第三節(jié) 過濾設備
第四節(jié) 氣體的其他凈化方法
第五節(jié) 過濾設備的操作要點
單元三 干燥技術
第一節(jié) 概述
第二節(jié) 濕空氣的性質及濕度圖
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) 干燥過程的平衡關系和速率關系
第五節(jié) 干燥設備
第六節(jié) 干燥過程的操作要點
單元四 蒸發(fā)技術
第一節(jié) 概述
第二節(jié) 單效蒸發(fā)
第三節(jié) 蒸發(fā)設備
第四節(jié) 節(jié)能技術
第五節(jié) 多效蒸發(fā)
第六節(jié) 蒸發(fā)器操作要點
單元五 吸收技術
第一節(jié) 傳質過程概述
第二節(jié) 氣液相平衡關系
第三節(jié) 填料塔
第四節(jié) 填料塔吸收過程設計計算
第五節(jié) 吸收過程應用舉例
第六節(jié) 其他類型吸收流程簡介
第七節(jié) 吸收設備操作要點
單元六 蒸餾技術
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) 精餾設備的操作要點
單元七 萃取技術
第一節(jié) 概述
第二節(jié) 液-液相平衡關系
第三節(jié) 萃取劑的選擇
第四節(jié) 萃取過程的計算
第五節(jié) 液-液萃取設備
第六節(jié) 本單元情境問題解決方案
第七節(jié) 超臨界萃取設備操作要點
單元八 結晶技術
第一節(jié) 概述
第二節(jié) 結晶的基本原理
第三節(jié) 結晶方法與設備
第四節(jié) 結晶操作過程的計算
第五節(jié) 結晶技術操作要點
單元九 膜分離
第一節(jié) 概述
第二節(jié) 典型膜分離技術
第三節(jié) 超濾設備的操作要點
單元十 吸附
第一節(jié) 固體吸附
第二節(jié) 吸附劑及吸附設備
第三節(jié) 變壓吸附脫碳操作要點
模塊四 實訓操作
【操作技術1】分析化工生產(chǎn)過程的基本組成
【操作技術2】壓力表和液位計使用訓練
【操作技術3】流量計使用
【操作技術4】離心泵結構認識
【操作技術5】離心泵安裝
【操作技術6】離心泵操作
【操作技術7】旋渦泵操作
【操作技術8】往復式空氣壓縮機的操作
【操作技術9】板框過濾機操作
【操作技術10】離心機的操作
【操作技術11】列管換熱器結構認識
【操作技術12】保溫的認識與維護
【操作技術13】氣流干燥器的認識與操作
【操作技術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 化工常用法定計量單位及單位換算
附錄B 某些液體的重要物理性質
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(101.33kPa)
附錄E 水的重要物理性質
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 無機溶液在大氣壓下的沸點
附錄Q 管子規(guī)格
附錄R 泵規(guī)格(摘錄)
附錄S 4-72-11型離心通風機規(guī)格(摘錄)
附錄T 熱交換器系列標準(摘錄)
二、非等溫吸收
在吸收過程中,當熱效應(溶解熱、反應熱)引起的溫度變化不能忽略時,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。對非等溫吸收應當考慮溫度變化對吸收的影響。
(1)改變了平衡狀態(tài)。當溫度提高時,溶質在吸收劑中的溶解度減小,平衡線上移,塔內傳質推動力不斷減小,對吸收不利。
(2)當溫度提高時,減小了吸收劑S的黏度,增大了組分A在液相中的擴散系數(shù),對吸收有利。
(3)對化學吸收,液相中溫度升高使反應速率加大。
(4)溫度升高使吸收劑S的揮發(fā)性增強,溶劑損失增大。
總體效果是,溫度升高對吸收不利,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組分同時被吸收的過程。洗油脫除煤氣中的粗苯實際上就是對其中的苯、甲苯、二甲苯等苯系物的多組分吸收。多組分吸收的特點如下:
(1)對某些低濃度氣體吸收,平衡關系可認為服從亨利定律,而各組分的平衡關系互不影響,可分別對各溶質組分予以單獨考慮;
(2)每一溶質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)應相同,即各操作線互相平行。
多組分吸收操作中的各個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鍵組分,使其達到吸收要求,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,若計入惰性氣體的微弱溶解,實際上就是多組分吸收。
四、化學吸收
化學吸收是指溶質A被吸收后能與溶劑中組分B發(fā)生化學反應的過程,這是氣、液相際傳質與液相內化學反應同時進行的傳質過程。化學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、硫化氫等是化學吸收的典型;瘜W吸收有如下特點。
(1)吸收過程的推動力增大。由于溶質進人液相后在擴散路徑上不斷被化學反應所消耗,使液相中的溶質濃度降低,溶質的平衡分壓也降低,因此,推動力增大。
(2)傳質系數(shù)提高。由于液相的溶質常常在氣液表面附近的液相內起化學反應而被消耗,使其在液相中的擴散阻力減小,液相傳質系數(shù)有所增大。
(3)吸收劑用量大大減少;瘜W吸收情況下,單位體積吸收劑能吸收的溶質量增加,有效地減少了吸收劑用量或循環(huán)量,降低了能耗。
由于有了化學結合力,吸收容易,但解吸較難,這在實際生產(chǎn)上要消耗較多能量。如果反應不可逆,反應劑就不能循環(huán)使用,使其用途受到限制。