化工工艺基础知识.ppt

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1、化工工艺基础知识目 录第一章 流体流动 第二章 传热学基本知识 第三章 吸收基本知识 第四章 蒸馏基本知识 第五章 去湿/干燥基本知识,第一章 流体流动一、概述1、流体：气体和液体统称为流体。 在化工生产中所处理的物料有很多是流体。根据生产要求，往往需要将这些流体按照生产程序从一个设备输送到另一个设备。化工厂中，管路纵横排列，与各种类型的设备连接，完成着流体输送的任务。除了流体输送外，化工生产中的传热、传质过程以及化学反应大都是在流体流动下进行的。流体流动状态对这些单元操作有着很大影响。二、流体动力学：研究流体在外力作用下的平衡规律 1、密度：单位体积流体的质量，称为流体的密度，其表达式为 =

2、m/v 式中 流体的密度，kg/m3； m流体的质量，kg； V流体的体积，m3。,液体的密度随压力的变化甚小（极高压力下除外），可忽略不计，故常称液体为不可压缩的流体，但其随温度稍有改变。气体的密度随压力和温度的变化较大。 2、压 力：流体垂直作用于单位面积上的力，称为流体的压强，简称压强。习惯上称为压力。 作用于整个面上的力称为总压力。 在法定单位制中，压力的单位是N/m2，称为帕斯卡，以Pa表示。还有采用的单位为atm（标准大气压）。它们之间的换算关系为： 1标准大气压(atm)=101300Pa=760mmHg 3、基准：压力可以有不同的计量基准 （1）绝对压力和表压：绝对压力以零压力

3、（绝对真空）为基准，表压则以当地大气压为基准。 （2）真空度：真空度也以当地大气压为基准，但真空度与表压的计算方向相反，即低于大气压的数值称为真空度。,它与绝对压力的关系，可用下式表示 表压绝对压力大气压力 当被测流体的绝对压力小于大气压时，其低于大气压的数值称为真空度（vacuum），即 真空度大气压力绝对压力绝对压力、表压和真空度的关系，如图所示。三、管内流体流动规律1：流量与流速 （一）流量 （1） 体积流量：单位时间内流体流经管道任一截面的体积，称为体积流量，以V表示，其单位为m3/s。 （2） 质量流量： 单位时间内流体流经管道任一截面的质量，称为质量流量以G表示，其单位为kg/s。

4、体积流量与质量流量之间的关系为,（二）流速 （1）平均流速：流速是指单位时间内液体质点在流动方向上所流经的距离。 实验证明，流体在管道内流动时，由于流体具有粘性，管道横截面上流体质点速度是沿半径变化的。管道中心流速最大，愈靠管壁速度愈小，在紧靠管壁处，由于液体质点粘附在管壁上，其速度等于零。但工程上，一般系以管道截面积除以体积流量所得的值，来表示流体在管道中的速度。此种速度称为平均速度，简称流速，以u表示，单位为m/s。流量与流速关系为uV/AG=V=Au式中 A管道的截面积，m2。 （2）质量流速：单位时间内流体流经管道单位截面的质量称为质量流速，以表示，单位为kg/m2s。,它与流速及流量

5、的关系为 G/A=Au/A=u （1-17） 由于气体的体积与温度、压力有关，显然，当温度、压力发生变化时，气体的体积流量与其相应的流速也将之改变，但其质量流量不变。此时，采用质量流速比较方便。 流量一般为生产任务所决定，而合理的流速则应根据经济权衡决定，一般液体流速为0.53m/s。气体为1030m/s。,四、管内流体流动现象 1、 粘度：流体流动时产生内摩擦力的性质，称为粘性。流体粘性越大，其流动性就越小。从桶底把一桶甘油放完要比把一桶水放完慢得多，这是因为甘油流动时内摩擦力比水大的缘故。 牛顿粘性定律 实验现象：板间液体运动，且形成上大下小的流速分布(速度差)。 现象说明： (1)板间流

6、体可看成为许多流体层，且其间存在相对运动(速度差)。 （2）相邻流体层之间存在摩擦力，称为内摩擦力或粘滞力。（否则流体静止）,2、 内摩擦力或粘滞力： 这种运动着的流体内部相邻两流体层间由于分子运动而产生的相互作用力，称为流体的内摩擦力或粘滞力。流体运动时内摩擦力的大小，体现了流体粘性的大小。 3、 粘度：物理意义：单位速度梯度时单位面积上所产生的内摩擦力。 粘度越大，流体流动时生产的内摩擦力也越大。 4、液体中的动量传递： 流体流动过程也称为动量传递过程，牛顿粘性定律就是定量描述动量传递的定律。分子动量传递是由于流体层之间速度不等，动量从速度大处向速度小处传递。 5、 流体流动类型与雷诺准数

7、流体在管道中的流动状态可分为两种类型: 层流和湍流 雷诺实验装置,雷诺实验现象表明：流体在管道中流动存在两种截然不同的流型。 流体流动形态示意图 根据不同的流体和不同的管径所获得实验结果表明：影响液体类型的因素，除了流体的流速外，还有管径d，流体密度和流体的粘度。u、d、越大，越小，就越容易从层流转变为湍流。雷诺得出结论：上述中四个因素所组成的复合数群du/，是判断流体流动类型的准则。这数群称为雷诺准数或雷诺数，用Re表示。,上述结果表明，Re数是一个无因次数群。不管采用何种单位制只要Re中各物理量用同一单位制的单位，那所求得Re的数值相同。根据大量的实验得知Re2000时，流动类型为层流；当

8、Re4000时，流动类型为湍流；而在2000Re4000范围内，流动类型不稳定，可能是层流，也可能是湍流，或是两者交替出现，与外界干扰情况有关。例如周围振动及管道入口处等都易出现湍流。这一范围称为过渡区(transition region)。 在两根不同的管中，当流体流动的Re数相同时，只要流体边界几何条件相似，则流体流动状态也相同。这称为流体流动的相似原理。,五、流体流动阻力（一）管、管件及阀门管路系统是由管、管件、阀门以及输送机械等组成的。当流体流经管和管件、阀门时，为克服流动阻力而消耗能量。因此，在讨论流体在管内的流动阻力时，必需对管、管件以及阀门有所了解。,1 管 管子的种类很多，目前

9、已在化工厂中广泛应用的有铸铁管、钢管、特殊钢管、有色金属、塑料管及橡胶管等。钢管又有有缝与无缝之分；有色金属管又可分为紫钢管、黄铜管、铅管及铝管等。有缝钢管多用低碳钢制成；无缝钢管的材料有普通碳钢、优质碳钢以及不锈钢等。不锈钢管价昂贵选用时应慎重，但是在输送强腐蚀性的液体或某些特殊要求的情况下，应用也不少，如稀硝酸用管、混酸用管等。铸铁管常用于埋在地下的给水总管、煤气管及污水管等。输送浓硝酸、稀硫酸则应分别使用铝管及铅管。2. 管件 管件为管与管的连接部件，它主要是用来改变管道方向、连接支管、改变管径及堵塞管道等。3. 阀门 阀门装于管道中用以调节流量。常用的阀门有以下几种。,（1）截止阀 截

10、止阀(globe valve) ，它是依靠阀盘换的上升或下降，以改变阀盘与阀座的距离，以达到调节流量的目的。截止阀构造比较复杂，在阀体部分液体流动方向经数次改变，流动阻力较大。但这种阀门严密可靠，而且可较精确地调节流量，所以常用于蒸汽、压缩空气及液体输送管道。若流体中含有悬浮颗粒时应避免使用。（2） 闸阀 闸阀(gate valve)又称为闸板阀。闸阀是利用闸板的上升或下降，以调节管路中流体的流量。闸阀构造简单，液体阻力小，且不易为悬浮物所堵塞，故常用于大直径管道。其缺点是闸阀阀体高；制造、检修比较困难。（3） 止逆阀 止逆阀(check valve)又称为单向阀。其功用在于只允许流体沿单方向

11、流动。当流体自左向右流动时，阀自动开启；如遇到有反向流动时，阀自动关闭。,（4）球阀 主要用于截断或接通管路中的介质，亦可用于流体的调节与控制，其中硬密封V型球阀其V型球芯与堆焊硬质合金的金属阀座之间具有很强的剪切力，特别适用于含纤维、微小固体颗料等介质。本类阀门在管道中一般应当水平安装。（二）流体在直管中的流动阻力 1、阻力的分类 直管阻力：流体流经一定直径的直管时，所产生的阻力。 局部阻力：流体流经管件、阀门及进出口时，由于受到局部障碍所产生的阻力。 流体在管内从第一截面流到第二截面时，由于流体层之间的分子动量传递而产生的内摩擦阻力，或由于流体之间的湍流动量传递而引起的摩擦阻力，使一部分机

12、械能转化为热能。我们把这部分机械能称为能量损失。管路一般由直管段和管件、阀门等组成。因此，流体在管路中的流动阻力，可分为直管阻力和局部阻力两类。,直管阻力是流体流经一定直径的直管时，所产生的阻力。局部阻力是流体流经管件、阀门及进出口时，由于受到局部障碍所产生的阻力。 所以，流体流经管路的总能量损失，应为直管阻力与局部阻力所引起能量损失之总和。,第二章传热基本知识 一 、 概述（一） 传热过程在化工生产中的应用 加热或冷却 换热 强化传热过程 保温 削弱传热过程 传热过程即热量传递过程。在化工生产过程中，几乎所有的化学反应过程都需要控制在一定的温度下进行。为了达到和保持所要求的温度，反应物在进入

13、反应器前常需加热或冷却到一定温度。在过程进行中，由于反应物需要吸收或放出一定的热量，故又要不断地导入或移出热量；有些单元操作，如蒸馏、蒸发、干燥和结晶等，都有一定的温度要求，所以也需要有热能的输入或输出，过程才能进行；此外，许多设备或管道在高温或低温下操作，若要保证管路中输送的流体能维持一定的温度以及减少热量损失，则需要保温（或隔热）；,近十多年来，随着能源价格的不断上涨，回收废热及节省能源已成为降低生产成本的重要措施之一。以上所讲到的情况，都与热量传递有关。可见，在化工生产中，传热过程具有相当重要的地位。 化工生产中常遇到的传热问题，通常有以下两类： 一类是要求热量传递情况好，亦即要求传热速

14、率高，这样可使完成某一换热任务时所需的设备紧凑，从而降低设备费用； 另一类是像高温设备及管道的保温，低温设备及管道的隔热等，则要求传热速率越低越好。 （二） 传热的三种基本方式 传热的基本方式 热的传递是由于系统内或物体温度不同而引起的。当无外功输入时，根据热力学第二定律，热总是自动地从温度较高的部分传给温度较低的部分，或是从温度较高的物体传给温度较低的物体。,根据传热机理不同，传热的基本方式有三种：传导、对流和辐射。 1、热传导 又称导热。当物体内部或两个直接接触的物体之间存在着温度差异时，物体中温度较高部分的分子因振动而与相邻的分子碰撞，并将能量的一部分传给后者，藉此，热能就从物体的温度较

15、高部分传到温度较低部分。称这种传递热量的方式为热传导。在热传导过程中，没有物质的宏观位移。 热量从物体内温度较高的部分传递到温度较低的部分，或传递到与之接触的另一物体的过程称为热传导。 特点：没有物质的宏观位移 气体：分子做不规则热运动时相互碰撞的结果 固体：导电体：自由电子在晶格间的运动 非导电体：通过晶格结构的振动来实现的 液体：机理复杂，主要靠原子、分子在平衡位置上的热运动。,2、对流 又称热对流、对流传热。在流体中，主要是由于流体质点的位移和混合，将热能由一处传至另一处的传递热量的方式为对流传热。对流传热过程中往往伴有热传导。工程中通常将流体和固体壁面之间的传热称为对流传热；若流体的运

16、动是由于受到外力的作用(如风机、水泵或其它外界压力等)所引起，则称为强制对流；若流体的运动是由于流体内部冷、热部分的密度不同而引起的，则称为自然对流 。3、辐射 辐射是一种通过电磁波传递能量的过程。任何物体，只要其绝对温度不为零度，都会以电磁波的形式向外界辐射能量。其热能不依靠任何介质而以电磁波形式在空间传播，当被另一物体部分或全部接受后，又重新转变为热能。这种传递热能的方式称为辐射或热辐射。 实际上上述三种传热方式很少单独存在，而往往是同时出现的。如化工生产中广泛应用的间壁式换热器，热量从热流体经间壁(如管壁)传向冷流体的过程，是以导热和对流两种方式进行。,（三） 冷热流体的接触方式 1直接

17、接触式 冷热流体直接混合进行热量交换。 2蓄热式 冷热流体交替流过换热器。 优点：结构较简单；耐高温。 缺点：设备体积大；有一定程度的混合。 3间壁式 冷热流体通过换热壁面热交换。（四） 热载体及其选择 加热剂：热水、饱和水蒸气、矿物油或联苯等低熔混合物、烟道气等。 冷却剂：水、空气、冷冻盐水、液氨等 冷却温度30C 水； 加热温度180C 饱和水蒸气,二、间壁式换热器 在化工生产中，大多数情况下，冷、热两种流体在换热过程中不允许混合，故间壁式换热器在化工生产中被广泛使用。下面就常用的换热器作一简要介绍。（一）夹套式换热器 这种换热器结构简单，主要用于反应器的加热或冷却。夹套要装在容器外部，在

18、夹套和器壁间形成密闭的空间，成为一种流体的通道。当用蒸汽进行加热时，蒸汽由上部接管进入夹套，冷凝水由下部接管中排出。冷却时，则冷却水由下部进入，由上部流出。由于夹套内部清洗困难，故一般用不易产生垢层的水蒸汽、冷却水等作为载热体。 因夹套式换热器时传热面积受到限制，所以当需及时移走较大热量时，则应在容器内部加设蛇管(或列管)冷却器，管内通入冷却水，及时取走热量以保持器内一定的温度。当夹套内通冷却水时，为提高其对流传热系数可在夹套内加设挡板，这样既可使冷却水流向一定，又可提高流速，从而增大总传热系数。,（二） 套管式换热器 将两种直径大小不同的标准管装成同心套管。根据换热要求，可将几段套管连接起来

19、组成换热器。每一段套管称为一程，每程的内管依次与下一程的内管用U形管连接，。换热器的程数可以按照传热面大小而增减，亦可几排并列，每排与总管相连。换热时一种流体在内管中流动，另一种流体在套管的环隙中流动，两种流体可始终保持逆流流动。由于两个管径都可以适当选择，以使内管与环隙间的流体呈湍流状态，故一般具有较高的总传热系数，同时也减少垢层的形成。这种换热器的优点是：结构简单、能耐高压、制造方便、应用灵便、传热面易于增减。其缺点是单位传热面的金属消耗量很大，占地较大，故一般适用于流量不大、所需传热面亦不大及高压的场合。,（三） 板式换热器 板式换热器主要由一组长方形的薄金属板平行排列构成。用框架将板片

20、夹紧组装于支架上，两相邻板片的边缘衬以垫片(橡胶或压缩石棉等)压紧，达到密封的目的。板片四角有圆孔，形成液体的通道。冷、热流体交替地在板片两侧流过，通过板片进行换热。板片通常被压制成各种槽形或波纹形的表面，这样增强了刚度，不致受压变形，同时也增强液体的湍动程度，增大传热面积，亦利于流体的均匀分布。 板片尺寸常见宽度为2001000mm，高度最大可过2m。板间距通常为46mm。板片材料有不锈钢，亦可用其它耐腐蚀合金材料。 板式换热器的主要优点是：总传热系数高，因板式换热器中，板面被压制成波纹或沟槽，可在低流速下(如Re=200左右)即可达到湍流，故总传热系数高，而液体阻力却增加不大，污垢热阻亦较

21、小。,对低粘度液体的传热，K值可高达7000W/m2K；结构紧凑，单位体积设备提供的传热面积大；操作灵活性大，可以根据需要调节板片数目以增减传热面积或以调节流道的办法，适应冷、热流体流量和温度变化的要求；加工制造容易、检修清洗方便、热损失小。 主要缺点是：允许操作压力较低，最高不超过1961kPa，否则容易渗漏；操作温度不能太高，因受垫片耐热性能的限制，如对合成橡胶垫圈不130，对压缩石棉垫圈也应低于250；处理量不大，因板间距小，流道截面较小，流速亦不能过大。,第三章 吸收 1、概述 化工生产中所处理的原料、中间产物、粗产品等几乎都是混合物，而且大部分是均相物系。为进一步加工使用，常将这些混

22、合物分离为较纯净或几乎纯态的物质。对于均相物系必须要造成一个两相物系。利用原物系中各组分间某种物性的差异，而使其中某个组分（或某些组分）从一相转移到另一相，已达到分离的目的。物质在相间的转移过程称为物质传递过程（简称为传质过程）或分离操作。化学工业中常见的传质过程有蒸馏、吸收、干燥、萃取和吸附等单元操作。 利用气体中各组分在液相中溶解的差异而分离气体混合的操作称为吸收。所用液体称为吸收剂（或溶剂）。气体中被溶解的组分称为吸收质或溶质。不被溶解的组分称为惰性气体或载体。,2、定义 吸收：利用各组分在液体中溶解度的差异使气体中不同组分分离的操作。 吸收剂（或溶剂）：所用液体称为吸收剂。 溶质：气体

23、中被溶解的组分称为溶质或吸收质。 惰性气体：不被溶解的组分称为惰性气体或载体。 解吸：这种使溶质从溶液里脱除的过程成为解吸或脱吸。 3、化工生产中的传质过程 1传质分离过程：物质在两相间的转移过程称为传质分离过程。 2传质分离过程的依据：混合物中各组分在两相间平衡分配不同。 （1）吸收 选择一定的溶剂造成两相，利用气体中各组分溶解度的差异而分离气体混合物。 （2）蒸馏 将液体混合物加热造成气液两相物系，利用组,分挥发性的差异，使其得以分离。 （3）固体干燥 用加热的方法使含湿固体中的湿分汽化，利用湿分压差，使湿分从固体表面或内部转移到气相，而将含湿固体得以固液分离。4、吸收操作的目的： （）分

24、离和净化原料气。原料气在加工以前，其中无用的或有害的成分都要预先除去。如从合成氨所用的原料气中健分离出、等杂质。 （）分离和吸收气体中的有用组分。如从合成氨厂的放空气中用水回收氨；从焦炉煤气中以洗油回收粗苯（含甲苯、二甲苯等）蒸气和从某些干燥废气中回收有机溶剂蒸气等。 （）某些产品的制取。如制酸工业中用水分别吸收混合气体中的HCl、和制取盐酸、硫酸和硝酸。 （）废气的治理。生产过程中排放的废气往往含有对人体和环境有害的物质，如、等这类环境保护问题已愈来愈受重视。选择适当的工艺和溶剂进行吸收是废气治理中应用较广的方法。,5、用吸收操作来进行气体混合物的分离时必须解决以下几方面的问题： 一、选择合

25、适的溶剂。吸收剂的性能是吸收操作良好与否的关键，选择时要从以下几方面来考虑： 对被吸收的组分要有较大的溶解度，且有较好的选择性。即对溶质的溶解度要大，而对惰性气体几乎不溶解。 要有较低的蒸气压，以减少吸收过程中溶剂的挥发损失。 要有较好的化学稳定性，以免使用过程中变质。 腐蚀性要小,以减小设备费用和维修费。 粘度要低，以利于传质及输送；比热要小，使再生时的耗热量较小；不易燃，以利于安全生产。 吸收后的溶剂应易于再生。 二、提供传质设备以利于实现气液两相的接触，使溶质从气相转移到液相。 生产中为了提高传质的效果，总是力求让两相接触充分，即尽可能增大两相的接触面积与湍动程度。根据这个原则，吸收设备

26、大致可分成两大类，即扳式塔和填料塔。,板式塔塔内部由塔板分成许多层，各层之间有溢流管连通，可以让液体从上层流到下层。板上有许多孔道，气体可以通过它们从下层升入上层。气体在板上的液层内分散成许多小增加了两相的接触面积，且提高了液流瑞动程度。液体从塔顶进入，两相逆流，在塔内的塔板上接触，溶质部分地溶解于溶剂中，故气体每向上经过一块塔扳，溶质浓度阶跃式地下降，溶剂从塔顶 板下降,溶质浓度阶跃式地 板上升高。 填料塔，塔内充以诸如瓷环之类的填料层。溶剂从塔顶进入，沿着填料的表面广为散布并逐渐下流。气体通过各个填料的间隙上升，与液体作连续地逆流接触。气相中的溶质不断地被吸收，浓度从下而上连续降低，液体则

27、相反，其浓度从上而下连续地增高。,在吸收的过程中，如果溶剂中的气体不与溶剂发生明显的化学反应，所进行的操作称为物理吸收，如用水吸收等。若气体溶解后与溶剂或预先溶于溶剂里的其它物质进行化学反应，则称为化学吸收。如用溶液吸收CO2、等。 按被吸收组分数目可分为单组分吸收和多组分吸收。如制取盐酸、硫酸等为单组分吸收，回收苯、治理等为多组分吸收。,第四章 蒸馏（一）概述： 蒸馏：是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助多次部分气化和部分冷凝达到轻重组分分离的方法。 蒸馏是分离液体混合物的一种方法，是传质过程中最重要的单元操作之一，蒸馏的理论依据是利用溶液中各组分蒸汽压的差异，即各组分在相同的压力、温

28、度下，其探发性能不同（或沸点不同）来实现分离目的。 例如，加热苯（沸点80.2）和甲苯（沸点110.4）的混合物时,由于苯的沸点较甲苯为低,即苯挥发度较甲苯高,故苯较甲苯易从液相中汽化出来。若将汽化的蒸汽全部冷凝，即可得到苯组成高于原料的产品，依此进行多次汽化及冷凝过程，即可将苯和甲苯分离。这多次进行部分汽化成部分冷凝以后，最终可以在汽相中得到较纯的易挥发组分，而在液相中得到较纯的难挥发组分。这叫精馏。,在工业中，广泛应用蒸馏方法分离液体混合物，从石油工业、酒精工业直至焦油分离，基本有机合成，空气分离等等，常常采用蒸馏分离方法，特别是大规模的生产中蒸馏的应用更为广泛。 蒸馏按操作可分为简单蒸馏

29、、平衡蒸馏、精馏、特殊精馏等多种方式。按原料中所含组分数目可分为双组分蒸馏及多组分蒸馏。按操作压力则可分为常压蒸馏、加压蒸馏、减压（真空）蒸馏。此外，按操作是否连续蒸馏和间歇蒸馏。工业中的蒸馏多为多组分精馏。（三）蒸馏分离的目的和依据目的：液体混合物的分离，提取或回收有用组分。依据：混合液中各组分挥发性的差异。挥发性大，称为易挥发组分或轻组分（A）。挥发性小，称为难挥发组分或重组分（B）。,（五）蒸馏与精馏原理 1简单蒸馏： 一种单级蒸馏操作，常以间歇方式进行。混合液加入蒸馏釜中，在恒定压力下加热至沸腾，使液体不断汽化，产生的蒸汽经冷凝后作为顶部产物。馏出液通常是按不同组成范围分罐收集的。最终

30、将釜液一次排出。故此简单蒸馏是一个不稳定过程。 简单蒸馏只能使混合液部分地分离，故只适用于沸点相差较大而分离要求不高的场合，或者作为初步加工，粗略地分离多组分混合液，例如原油或煤油的初馏。 2平衡蒸馏： 又称闪蒸，也是一种单级蒸馏操作，常以连续方式进行。 平衡蒸馏又称为闪蒸是一连续稳定过程，原料连续进入加热器中，加热至一定温度经节流阀骤然减压到规定压力，部分料液迅速汽化，汽液两相在分离器中分开，得到易挥发组分浓度较高的顶部产品与易挥发组分浓度甚低的底部产品。 简单蒸馏和平衡蒸馏一般用以较易分离的体系或分离要求不高的体系。对以较难分离的体系可采用精馏，用普通精馏不能分离的体系则采用特殊精馏。,3

31、特殊精馏：是在物系中加入第三组分，改变被分离组分的活度系数，增大组分间的相对挥发度，达到有效分离的目的。 精馏原理 许多情况下，要求混合液分离为几乎纯净的组分，就要采用精馏装置才能完成这任务。 a.多次部分汽化和多次部分冷凝 b.有回流的多次部分汽化和多次部分冷凝 缺点: 1、收率低； 2、设备重复量大，设备投资大； 3、能耗大，过程有相变。,精馏流程 除了精馏塔外，还必须同时有塔底再沸器和塔顶冷凝器，有时还要配有原料预热器、回流液泵等附属设备，才能实际现整个操作。 原料液经预热器在指定温度下送入精馏塔进料板，在进料板上与自塔上部下降的液体汇合后逐板溢流，最后流入塔底再沸器中。塔底再沸器连续将

32、液体部分汽化，产生上升的蒸汽，送回塔内亦称汽相回流；所产生的液体作为塔底产品，亦称釜残液。塔顶蒸汽进入冷凝器中被全部冷凝，并将部分冷凝液用泵送回塔顶作为回流液体，其余部分作为塔顶产品，亦称为馏出液。另外塔顶没有分凝器，塔顶蒸汽的一部分被冷凝作为回流，而剩余部分经组分再全部冷凝后作为馏出液。 回流比：影响精馏操作费用的主要因素是塔内蒸汽流量V。对于一定的生产能力，即镏出量D一定时，的大小取决于回流比。实际回流比是介于最小回流比和全回流两种极限之间。,精馏过程的回流 回流的作用：提供不平衡的气液两相，是构成气液两相传质的必要条件。 精馏的主要特点就是有回流。 塔顶回流液 回流包括 塔底回流汽,第五

33、章 去湿 / 干燥1、去湿：在化学工业中，有些固体原料、半成品和成品中含有水分和或其它溶剂（统称为湿分）需要除去，简称去湿。 2、去湿润方法有三类： （1）机械去湿法： 即通过过滤、压榨、抽吸和离心分离等方法除去湿分，这些方法应用于溶剂无需完全除尽的情况，已在前面讲述。 （2）物理化学去湿法： 用吸湿性物料如石灰、无水氯化钙等吸收水分。因这种方法费用高，操作麻烦，故只适用于小批量固体物料的去湿，或用于除去气体中的水分。 （3）热能去湿法： 即借热能使溶剂从物料中溶化,并排除所生成的蒸气来除去湿分。 3、固体的干燥： 用加热的方法使水分或其它溶剂汽化，藉此来除去固体物料中湿分的操作。,机械去湿法

34、消耗能量较少，但是只能除去物料中的一部分水分。在化工生产中，为了使去湿的操作经济而有效，往往先用机械去湿法除去物料中的大部分水分后再进行干燥，所以干燥操作往往紧跟在结晶，过滤，离心分离等操作过程之后进行，最后得到合格的产品。 干燥的目的是为了使物料便于运输、加工处理，贮藏和使用。例如，聚氯乙烯的含水量须低于0.2%，否则在其制品中将有气泡生成；抗菌素的含水量太高则会影响其使用期限等等。干燥在其它农业部门中也得到普遍的应用，如副产品的加工、造纸、纺织、制革、木材加工和食品工业中，干燥都是必不可少的操作。 4、干燥过程的分类 按操作的压力不同，干燥可分为常压干燥和真空干燥。真空干燥温度较低，适合对

35、于热敏性、易氧化或要求产品含水量极低的物料干燥。,按操作方式来分，干燥操作又可分为连续干式和间歇式。连续式的优点是生产能力大，热效率高、劳动条件比间歇式好又能得到较均匀的产品。间歇式的优点是基建费用较低，操作控制方便，能适应多品种物料，但干燥时间较长，生产能力较少。 按照热能传给湿物料的方式，干燥又可分为传导干燥、对流干燥、辐射干燥和介电加热干燥，以及由其中两种或三种方式组成的联合干燥。简述如下： （1）传热干燥：又称为间接加热干燥。载热体通常为加热蒸汽，将热能以传的方式通过金属壁传给湿物料，使湿物料中的水分汽化，水汽由周围的气流带走。传导中的热能利用程度较高，但是，与金属壁面接触的物料在干燥

36、时易形成过热的变质。,（2）对流干燥： 又称为直接加热干燥。载热体（干燥介质）将热能以对流的方式传给与其直接接触的湿物料，以供给湿物料中水分汽化所需的热量，并将水蒸气带走。干燥介质通常为热空气，因热空气的温度易调节，物料不易被过热。但热空气离开干燥器时，将相当大的一部分热量带走，故热能利用程度比传导干燥差。 （3）辐射干燥： 热以电磁波的形式由辐射器发射，射至湿物料的表面被其吸收再转变为热能，将水分加热汽化而达到干燥的目的。 辐射源可分为电能和热能两种。用电能的辐射器，例如采用专供发射红外线、远红外线或微波的装置，照射在被干燥物料上使之加热进行干燥。 （4）介电加热干燥 是将要干燥的物料置于高频电场内，由于高频电场的交变作用使物料加热而达到干燥的目的。 在上述四种干燥过程中，目前在工业上应用最普启遍的是对流干燥。通常使用的干燥介质是空气，被除去的湿分是水分。,