液体精馏

蒸馏的目的及基本依据

蒸馏的目的是分离液体混合物，它的基本依据 ( 原理 ) 是液体中各组分挥发度的不同。

主要操作费用

塔釜的加热和塔顶的冷却。

双组份汽液平衡自由度

自由度为 2(P 一定， t ～ x 或 y ； t 一定， P ～ x 或 y) ； P 一定后，自由度为 1 。

泡点

泡点指液相混合物加热至出现第一个汽泡时的温度。

露点

露点指气相混合物冷却至出现第一个液滴时的温度。

非理想物系

汽液相平衡关系偏离拉乌尔定律的成为非理想物系。

总压对相对挥发度的影响

压力降低，相对挥发度增加。

平衡蒸馏

连续过程且一级平衡。

简单蒸馏

间歇过程且瞬时一级平衡。

连续精馏

连续过程且多级平衡。

间歇精馏

时变过程且多级平衡。

特殊精馏

恒沸精馏、萃取精馏等加第三组分改变α。

实现精馏的必要条件

回流液的逐板下降和蒸汽逐板上升，实现汽液传质、高度分离。

理论板

离开该板的汽液两相达到相平衡的理想化塔板。

板效率

经过一块塔板之后的实际增浓与理想增浓之比。

恒摩尔流假设及主要条件

在没有加料、出料的情况下，塔段内的汽相或液相摩尔流率各自不变。组分摩尔汽化热相近，热损失不计，显热差不计。

加料热状态参数 q 值的含义及取值范围

一摩尔加料加热至饱和汽体所需热量与摩尔汽化潜热之比，表明加料热状态。取值范围： q<0 过热蒸汽， q=0 饱和蒸汽， 0<q<1 汽液混和物， q=1 饱和液体， q>1 冷液。

建立操作线的依据

塔段物料衡算。

相平衡常数

相平衡方程

物料衡算

轻组分回收率

默弗里板效率

q线方程

塔内气液流率

精馏段操作方程

提馏段操作方程

最小回流比

芬斯克方程

气液传质设备

板式塔的设计意图

①气液两相在塔板上充分接触，②总体上气液逆流，提供最大推动力。

对传质过程最有利的理想流动条件

总体两相逆流，每块板上均匀错流。

三种气液接触状态

鼓泡状态：气量低，气泡数量少，液层清晰。泡沫状态：气量较大，液体大部分以液膜形式存在于气泡之间，但仍为连续相。喷射状态：气量很大，液体以液滴形式存在，气相为连续相。

转相点

由泡沫状态转为喷射状态的临界点。

板式塔内主要的非理想流动

液沫夹带、气泡夹带、气体的不均匀流动、液体的不均匀流动。

板式塔的不正常操作现象

夹带液泛、溢流液泛、漏液。

筛板塔负荷性能图

将筛板塔的可操作范围在汽、液流量图上表示出来。

湿板效率

考虑了液沫夹带影响的塔板效率。

全塔效率

全塔的理论板数与实际板数之比。

操作弹性

上、下操作极限的气体流量之比。

常用塔板类型

筛孔塔板、泡罩塔板、浮阀塔板、舌形塔板、网孔塔板等。

填料的主要特性参数

①比表面积ａ，②空隙率ε，③填料的几何形状。

常用填料类型

拉西环，鲍尔环，弧鞍形填料，矩鞍形填料，阶梯形填料，网体填料等。

载点

填料塔内随着气速逐渐由小到大，气液两相流动的交互影响开始变得比较显着时的操作状态为载点。

泛点

气速增大至出现每米填料压降陡增的转折点即为泛点。

最小喷淋密度

保证填料表面润湿、保持一定的传质效果所需的液体速度。

等板高度 HETP

分离效果相当于一块理论板的填料层高度。

填料塔与板式塔的比较

填料塔操作范围小，宜处理不易聚合的清洁物料，不易中间换热，处理量较小，造价便宜，较宜处理易起泡、腐蚀性、热敏性物料，能适应真空操作。板式塔适合于要求操作范围大，易聚合或含固体悬浮物，处理量较大，设计要求比较准确的场合。

全塔效率

填料塔高度

液液萃取

萃取的目的及原理

目的是分离液液混合物。原理是混合物各组分溶解度的不同。

溶剂的必要条件

①与物料中的Ｂ组份不完全互溶，②对Ａ组份具有选择性的溶解度。

临界混溶点

相平衡的两相无限趋近变成一相时的组成所对应的点。

和点

两股流量的平均浓度在相图所对应的点。

差点

和点的流量减去一股流量后剩余的浓度在相图所对应的点。

分配曲线

相平衡的 y A ~x A 曲线。

最小溶剂比

当萃取相达到指定浓度所需理论级为无穷多时，相应的 S/F 为最小溶剂比。

选择性系数

β =(y A /y B )/(x A /x B ) 。

操作温度对萃取的影响

温度低， B 、 S 互溶度小，相平衡有利些，但粘度大等对操作不利，所以要适当选择。

分配系数

选择性系数

单级萃取

；

；

其他传质分离方法

溶液结晶操作的基本原理

溶液的过饱和。

造成过饱和度方法

冷却，蒸发浓缩。

晶习

各晶面速率生长不同， 形成不同晶体外形的习性。

溶解度曲线

结晶体与溶液达到相平衡时，溶液浓度随温度的变化曲线。

超溶解度曲线

溶液开始析出结晶的浓度大于溶解度，溶液浓度随温度的变化曲线为超溶解度曲线，超溶解度曲线在溶解度曲线之上。

溶液结晶的两个阶段

晶核生成，晶体成长。

晶核的生成方式

初级均相成核，初级非均相成核，二次成核。

再结晶现象

小晶体溶解与大晶体成长同时发生的现象。

过饱和度对结晶速率的影响

过饱和度 Δ C 大，有利于成核；过饱和度 Δ C 小，有利于晶体成长。

吸附现象

流体中的吸附质借助于范德华力而富集于吸附剂固体表面的现象。

物理吸附与化学吸附的区别

物理吸附靠吸附剂与吸附质之间的范德华力，吸附热较小；化学吸附靠吸附剂与吸附质之间的化学键合，吸附热较大。

吸附分离的基本原理

吸附剂对流体中各组分选择性的吸附。

常用的吸附解吸循环

变温吸附，变压吸附，变浓度吸附，置换吸附。

常用吸附剂

活性炭，硅胶，活性氧化铝，活性土，沸石分子筛，吸附树脂等。

吸附等温线

在一定的温度下，吸附相平衡浓度随流体相浓度变化的曲线。

传质内扩散的四种类型

分子扩散，努森扩散，表面扩散，固体 ( 晶体 ) 扩散。

负荷曲线

固定床吸附器中，固体相浓度随距离的变化曲线称为负荷曲线。

浓度波

固定床吸附器中，流体相浓度随距离的变化曲线称为浓度波。

透过曲线

吸附器出口流体相浓度随时间的变化称为透过曲线。

总物料衡算式

传质区计算式

湿度

焓

比容

湿球温度

绝热饱和温度

路易斯规则

空气-水系统

℃

，

固体干燥

物料去湿的常用方法

机械去湿、吸附或抽真空去湿、供热干燥等。

对流干燥过程的特点

热质同时传递。

主要操作费用

空气预热、中间加热。

t as 与 t W 在物理含义上的差别

t as 由热量衡算导出，属于静力学问题； t W 是传热传质速率均衡的结果，属于动力学问题。

改变湿空气温度、湿度的工程措施

加热、冷却可以改变湿空气温度；喷水可以增加湿空气的湿度，也可以降低湿空气的湿度，比如喷的是冷水，使湿空气中的水分析出。

平衡蒸汽压曲线

物料平衡含水量与空气相对湿度的关系曲线。

结合水与非结合水

平衡水蒸汽压开始小于饱和蒸汽压的含水量为结合水，超出部分为非结合水。

平衡含水量

指定空气条件下，物料被干燥的极限为平衡含水量。

自由含水量

物料含水超出平衡含水量的那部分为自由含水量。

临界含水量及其影响因素

在恒定的空气条件下，干燥速率由恒速段向降速段转折的对应含水量为临界含水量 Xc 。它与物料本身性质、结构、分散程度、干燥介质（ u 、 t 、 H ）有关。

干燥速率对产品性质的影响

干燥速率太大会引起物料表面结壳，收缩变形，开裂等等。

连续干燥过程的特点

干燥过程可分为三个阶段，预热段、表面汽化段、升温段。

热效率

热效率 η等于汽化水分、物料升温需热 / 供热。

理想干燥过程的条件

①预热段、升温段、热损失忽略不计；②水分都在表面汽化段除去。

提高热效率的措施

提高进口气温 t 1 ，降低出口气温 t 2 ，采用中间加热，废气再循环。

干燥速率

恒速段速率

间隙干燥

恒速段时间：

降速段时间：

(近似处理

)

连续干燥

物料衡算

热量衡算

；

预热器

；

理想干燥

热效率

；当

时

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