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第1章 流体输送机械1

1.1 泵1

1.1.1 概述1

1.1.1.1 泵的主要参数1

1.1.1.2 泵的分类及特点1

1.1.1.3 泵的选用4

1.1.1.4 泵轴的密封5

1.1.1.5 泵用联轴器及选用7

1.1.2 离心泵7

1.1.2.1 离心泵的有关参数7

1.1.2.2 泵的性能曲线8

1.1.2.3 管路系统的运行8

1.1.2.4 泵的气蚀参数10

1.1.2.5 泵的功率和效率12

1.1.2.6 泵的比转速13

1.1.2.7 离心泵的性能换算14

1.1.2.8 离心泵的型号与结构形式19

1.1.2.9 离心泵选型的一般顺序36

1.1.2.10 离心泵数据表38

1.1.2.11 离心泵选择的实例39

1.1.3 轴流泵40

1.1.3.1 轴流泵的特点及主要结构40

1.1.3.2 轴流泵主要参数的确定41

1.1.3.3 轴流泵的特性曲线和调节方法41

1.1.4 旋涡泵42

1.1.4.1 旋涡泵的工作42

1.1.4.3 旋涡泵的参数选择43

1.1.4.2 结构型式43

1.1.4.4 旋涡泵的结构选择44

1.1.5 部分流泵45

1.1.5.1 部分流泵的基本原理和特点45

1.1.5.2 部分流泵的选择计算46

1.1.6 往复泵47

1.1.6.1 往复泵的结构特点47

1.1.6.2 往复泵的工作50

1.1.6.3 空气室的类型50

1.1.6.4 往复泵的类型选择52

1.1.7 螺杆泵60

1.1.7.1 螺杆泵的工作原理和特点60

1.1.7.2 螺杆泵的参数61

1.1.7.4 3G型三螺杆泵的类型选择62

1.1.7.3 三螺杆泵的主要性能参数确定62

1.1.8 齿轮泵64

1.1.8.1 齿轮泵的组成及特点64

1.1.8.2 齿轮泵的主要性能参数确定65

1.1.8.3 齿轮泵的选择66

1.1.8.4 齿轮泵的类型66

1.1.9 射流泵67

1.1.9.1 射流泵的组成67

1.1.9.2 射流泵的特点67

1.1.9.3 射流泵的确定68

1.1.9.4 射流泵的装置选择70

1.1.10 螺旋离心泵70

1.1.11 国内某些泵厂生产的泵规格型号及性能参数71

1.2.1.3 风机选择108

1.2.1.2 风机主要性能参数108

1.2.1 概述108

1.2.1.1 风机分类及应用108

1.2 风机108

1.2.2 离心式风机109

1.2.2.1 离心式风机主要性能参数及性能曲线109

1.2.2.2 离心式风机无因次性能曲线及选择曲线110

1.2.2.3 离心式风机构造与系列112

1.2.2.4 离心式风机类型的选择114

1.2.3 罗茨鼓风机127

1.2.3.1 罗茨鼓风机应用范围及特点127

1.2.3.2 罗茨鼓风机工作原理和结构127

1.2.3.3 罗茨鼓风机热力计算127

1.2.3.4 罗茨鼓风机主要结构参数选取129

1.2.3.5 罗茨鼓风机类型选择130

1.2.4 轴流式风机134

1.2.4.1 轴流式风机工作原理134

1.2.4.2 轴流式风机结构型式137

1.2.4.3 轴流式风机类型选择138

1.3 压缩机141

1.3.1 概述141

1.3.1.1 压缩机的类型及应用141

1.3.1.2 各类压缩机的特点及比较141

1.3.2 活塞式压缩机142

1.3.2.1 分类142

1.3.2.2 活塞式压缩机结构、参数及方案选择142

1.3.2.3 热力计算145

1.3.2.4 基础确定条件及其数据估算149

1.3.2.5 气体管路与管道振动151

1.3.2.6 冷却系统及冷却水量152

1.3.2.7 气量调节、安全运转自控153

1.3.2.8 活塞式压缩机噪声153

1.3.2.9 润滑及无油压缩机154

1.3.2.10 常用活塞式压缩机型号编制和选择154

1.3.2.11 常用气体压缩性系数图165

1.3.3 离心式压缩机170

1.3.3.1 概述及主要结构170

1.3.3.2 热力方案计算171

1.3.3.3 操作性能172

1.3.3.4 调节及防喘振控制173

1.3.3.5 油路及密封系统174

1.3.3.6 常用离心式压缩机技术参数176

1.3.4.1 轴流式压缩机原理及主要结构179

1.3.4 轴流式压缩机179

1.3.4.2 轴流式压缩机选定180

1.3.4.3 轴流式压缩机特性及调节180

1.3.5 螺杆式压缩机182

1.3.5.1 螺杆式压缩机特点及结构182

1.3.5.2 螺杆式压缩机主要参数选择183

1.3.5.3 排气量及内压力比的确定184

1.3.5.4 螺杆式压缩机气量调节185

1.3.5.5 螺杆式压缩机型号选择185

1.3.6 压缩机噪声控制186

1.3.6.1 压缩机噪声186

1.3.6.2 噪声允许标准和控制措施186

1.4.1.1 膨胀机的分类及特点189

1.4.1 概述189

1.4 膨胀机189

1.4.1.2 膨胀机的应用190

1.4.2 活塞式膨胀机190

1.4.2.1 活塞式膨胀机工作过程与结构190

1.4.2.2 活塞式膨胀机性能指标191

1.4.2.3 影响活塞式膨胀机性能的主要参数191

1.4.2.4 活塞式膨胀机热力计算193

1.4.2.5 活塞式膨胀机制动、调节与安全保护196

1.4.2.6 国内外一些型号的活塞式膨胀机特性参数197

1.4.3 透平式膨胀机197

1.4.3.1 透平式膨胀机原理及工作特点197

1.4.3.2 结构与选型197

1.4.3.5 基本估算203

1.4.3.3 透平式膨胀机主要特性指标203

1.4.3.4 影响性能的主要参数203

1.4.3.6 透平式膨胀机制动、调节207

1.5 工业汽轮机208

1.5.1 工业汽轮机工作原理及分类208

1.5.2 选择汽轮机蒸汽参数的主要原理209

1.5.3 工业汽轮机汽耗量及提高途径210

1.5.4 多级汽轮机选型211

1.5.5 调节及保安系统212

1.5.6 工业汽轮机型号编制212

1.5.7 化工厂常用工业汽轮机主要参数213

1.6.3 常用润滑油的牌号及应用214

1.6.2 润滑剂的种类214

1.6.1 概述214

1.6 润滑剂214

1.6.4 常用润滑脂的种类及主要性能217

1.6.5 润滑剂的添加剂219

1.6.6 润滑剂的选择原则220

参考文献221

第2章 非均相分离222

2.1 概述222

2.1.1 液固分离过程222

2.1.2 气固分离过程222

2.2 悬浮液性质及预处理技术223

2.2.1 悬浮液性质223

2.2.1.1 固体颗粒性质223

2.2.1.2 液相基本性质224

2.2.1.3 固液两相体系的基本性质225

2.2.2 预处理技术225

2.2.2.1 凝聚与絮凝225

2.2.2.2 调节粘度231

2.2.2.3 调节表面张力231

2.2.2.4 超声波处理231

2.2.2.5 冷冻和解冻231

2.2.3 悬浮液增浓231

2.2.3.1 重力沉降231

2.2.3.2 旋液分离器235

2.3 离心机237

2.3.1 离心分离原理及分类237

2.3.1.1 离心力场中离心分离过程的基本特性237

2.3.1.2 离心分离过程分类及原理237

2.3.2.1 离心沉降理论239

2.3.2 离心机生产能力计算239

2.3.2.2 过滤离心机生产能力计算241

2.3.2.3 沉降离心机的生产能力计算241

2.3.2.4 沉降离心机、分离机生产能力的模拟放大243

2.3.3 离心机类型及适用范围244

2.3.3.1 过滤离心机244

2.3.3.2 沉降离心机253

2.3.3.3 离心分离机255

2.3.4 离心机功率计算及有关工艺参数的选定257

2.3.4.1 起动转动件所需功率257

2.3.4.2 转鼓内物料达到工作转速所消耗的功率258

2.3.4.3 轴承摩擦消耗的功率258

2.3.4.4 转鼓及物料表面与空气摩擦消耗的功率258

2.3.4.5 卸出滤饼消耗的功率259

2.3.4.6 机械密封摩擦消耗的功率260

2.3.4.7 向心泵排液所消耗的功率260

2.3.4.8 离心机、分离机的功率260

2.4 过滤机260

2.4.1 过滤分离原理260

2.4.1.1 概述260

2.4.1.2 不可压缩滤饼和可压缩滤饼261

2.4.2 过滤基本方程及过滤机生产能力计算261

2.4.2.1 不可压缩滤饼的过滤261

2.4.2.2 可压缩滤饼的过滤264

2.4.2.3 过滤机生产能力计算265

2.4.3 过滤机类型和适用范围266

2.4.3.1 重力过滤设备266

2.4.3.2 加压过滤机266

2.4.3.3 真空过滤机275

2.4.3.4 压榨过滤机289

2.4.4 过滤介质291

2.4.4.1 过滤介质的分类291

2.4.4.2 过滤介质的性能292

2.4.4.3 过滤介质的选用295

2.4.5 助滤剂297

2.4.5.1 助滤剂的性能298

2.4.5.2 助滤剂的选用298

2.4.6 附表——各种过滤机的主要技术参数299

2.5 固液分离设备的选型306

2.5.1 选型的依据306

2.5.1.1 物料特性306

2.5.2 初步选型307

2.5.2.1 表格法选型307

2.5.1.3 各种类型分离机械适应范围307

2.5.1.2 分离任务与要求307

2.5.2.2 图表法选型309

2.5.3 采用不同分离设备的互相匹配310

2.5.4 选型试验311

2.5.4.1 沉降实验311

2.5.4.2 过滤实验312

2.5.4.3 实验中取样品应注意的问题314

2.5.5 小型试验机试验314

2.6 气固过滤器314

2.6.1 袋式过滤器的分类和性能314

2.6.1.1 袋式过滤器分类314

2.6.1.2 袋式过滤器性能314

2.6.2.1 滤料的特性指标317

2.6.2 袋式过滤器的滤料317

2.6.2.2 滤料的结构及特点318

2.6.2.3 滤料的种类318

2.6.3 袋式过滤器的清灰方式323

2.6.3.1 机械清灰324

2.6.3.2 逆气流清灰324

2.6.3.3 脉冲喷吹清灰325

2.6.4 袋式过滤器的结构型式326

2.6.4.1 脉冲喷吹袋式过滤器327

2.6.4.2 扁袋过滤器336

2.6.4.3 逆气流清灰袋式过滤器338

2.6.4.4 气环反吹袋式过滤器339

2.6.5.1 袋式过滤器选择设计步骤340

2.6.5 袋式过滤器的选择设计340

2.6.5.2 袋式过滤系统设计中的几个问题342

2.6.6 颗粒层过滤器342

2.6.6.1 颗粒层过滤器的分类及特点342

2.6.6.2 颗粒层过滤器的性能和主要影响因素342

2.6.6.3 颗粒层过滤器的结构型式343

2.7 旋风分离器345

2.7.1 旋风分离器工作原理345

2.7.1.1 旋风分离器内气体流动特点345

2.7.1.2 旋风分离器内颗粒的运动与分离机理346

2.7.1.3 影响旋风分离器性能的因素347

2.7.2 石油化工用旋风分离器设计349

2.7.2.1 常用旋风分离器类型349

2.7.2.2 PV型旋风分离器的优化设计方法350

2.7.2.3 E-Ⅱ型旋风分离器的设计方法352

2.7.3 多管式旋风分离器353

2.8 洗涤分离过程355

2.8.1 洗涤分离过程的基本原理与分类355

2.8.2 文氏管洗涤器356

2.8.2.1 文氏管洗涤器的类型356

2.8.2.2 文氏管洗涤器的捕集效率358

2.8.2.3 文氏管洗涤器的压降358

2.8.2.4 文氏管洗涤器的设计359

2.8.3 喷淋接触型洗涤器360

2.8.3.1 喷淋塔360

2.8.3.2 离心喷淋洗涤器361

2.8.3.3 喷射洗涤器362

2.8.4.1 冲击式洗涤器363

2.8.4 其它型式洗涤器363

2.8.4.2 湍球塔364

2.8.4.3 强化型洗涤器365

2.8.5 液沫分离器366

2.8.5.1 惯性捕沫器366

2.8.5.2 复挡除沫器366

2.8.5.3 旋流板除沫器367

2.9 静电除尘器367

2.9.1 静电除尘器基本原理367

2.9.1.1 气体的电离367

2.9.1.2 气体导电过程368

2.9.1.3 电流和电压的理论方程式368

2.9.1.4 收尘空间尘粒的荷电371

2.9.1.5 收尘372

2.9.2.1 粉尘特性的影响373

2.9.2 电除尘器的工艺设计与主要参数的确定373

2.9.2.2 烟气性质的影响376

2.9.2.3 工艺系统设计377

2.9.2.4 原始参数377

2.9.2.5 主要参数的确定378

2.9.3 电除尘器类型及适用范围384

2.9.3.1 电除尘器类型384

2.9.3.2 电除尘器的适用范围384

2.9.3.3 在石油化工生产中的应用实例385

参考文献388

3.1.1.2 桨叶与旋转轴390

3.1.1.5 驱动机构390

3.1.1.4 导流筒390

3.1.1.3 挡板390

3.1.1.1 槽体390

3.1.1 搅拌装置的结构390

3.1 概述390

第3章 搅拌与混合390

3.1.2 搅拌槽的流体的流动特性391

3.1.2.1 流型391

3.1.3 搅拌过程常用的无因次数群及其意义393

3.1.4 槽内的速度分布、剪切速率分布及能量耗散393

3.1.4.1 速度分布393

3.1.4.2 剪切速率分布394

3.1.4.3 能量耗散395

3.1.5 搅拌效果的量度及其影响因素395

3.2.1.1 轴向流叶轮396

3.2.1 按流动的形态分类396

3.2 桨叶的分类及其特性396

3.2.1.2 径向流叶轮402

3.2.2 按被搅拌物系的性质分类404

3.2.2.1 适用于低粘度流体的桨型404

3.2.2.2 适用于高粘度流体的桨型406

3.3 低粘度液体的混合408

3.3.1 低粘度互溶液体的混合408

3.3.1.1 过程的特征及其基本原理408

3.3.1.2 桨型的选择409

3.3.1.3 设计计算410

3.3.1.4 多层桨411

3.3.2 低粘度不互溶通体的混合-液-液分散411

3.3.2.1 过程特征411

3.3.2.2 液-液搅拌槽的分散特性412

3.3.2.3 桨型选择与槽体结构413

3.3.2.4 达到要求的分散程度所需的搅拌功率414

3.4 高粘度液体的混合416

3.4.1 高粘度液体的混合机理416

3.4.2 高粘度搅拌器的混合性能416

3.4.2.1 混合性能指标416

3.4.2.2 各种搅拌器的混合性能416

3.4.3 非牛顿流体的混合418

3.4.3.1 非牛顿流体的分类418

3.4.3.2 非牛顿流体性质对混合的影响419

3.4.4 搅拌器型式的选择419

3.4.5 牛顿流体的搅拌功率419

3.4.5.1 锚式搅拌器的搅拌功率419

3.4.6 非牛顿流体的搅拌功率420

3.4.5.2 螺带式搅拌器的搅拌功率420

3.4.5.3 多种型式高粘度搅拌器的Kp值420

3.4.6.1 宾汉塑性流体的搅拌功率425

3.4.6.2 触变性流体的搅拌功率425

3.4.6.3 粘弹性流体的混合及功率426

3.5 固-液悬浮427

3.5.1 过程特征及其基本原理427

3.5.1.1 固体颗粒悬浮状态427

3.5.1.2 固体颗粒的沉降速度427

3.5.1.3 固-液悬浮机理428

3.5.2 搅拌设备选择428

3.5.2.1 搅拌器的型式428

3.5.3.1 悬浮临界转速429

3.5.3 搅拌器的工艺设计429

3.5.2.3 搅拌槽的结构429

3.5.2.2 桨叶参数的确定429

3.5.3.2 工艺设计431

3.5.3.3 固-液悬浮搅拌器设计实例431

3.5.4 带导流筒的搅拌槽432

3.5.4.1 流动特性432

3.5.4.2 搅拌桨的型式433

3.5.4.3 导流筒直径与槽直径之比433

3.5.5 固-液传质433

3.6 气液体系的搅拌——气体分散434

3.6.1 过程特征434

3.6.1.1 通气式气液搅拌器及其槽体结构434

3.6.1.2 自吸式气液搅拌器及槽体结构434

3.6.2.2 最大通气速度436

3.6.2 气液搅拌槽的分散特性436

3.6.2.1 搅拌槽内的气液流动状态436

3.6.2.3 气泡直径、气含率、比表面积437

3.6.3 气液搅拌槽的传质特性437

3.6.4 搅拌器型式的选择439

3.6.5 通气时的功率计算439

3.6.5.1 通气功率439

3.6.5.2 不通气时的功率确定439

3.7 搅拌槽的传热441

3.7.1 搅拌槽内壁传热膜系数h的计算442

3.7.1.1 涡轮类搅拌器、带挡板槽442

3.7.1.2 涡轮类搅拌器、无挡板槽442

3.7.1.3 三叶推进式搅拌器442

3.7.1.6 螺带式搅拌器443

3.7.1.4 六叶后弯式搅拌器443

3.7.1.5 MIG搅拌器443

3.7.2 搅拌槽内盘管外侧传热膜系数hc的计算444

3.7.2.1 涡轮搅拌器，无挡板槽444

3.7.2.2 涡轮搅拌器，有挡板槽444

3.7.2.3 三叶推进式搅拌器444

3.7.2.4 六叶后弯式搅拌器盘管壁的传热膜系数h∞444

3.7.2.5 双层盘管的传热444

3.7.3 搅拌槽内垂直管外壁传热膜系数hc的计算444

3.7.4 搅拌槽内垂直板式蛇管的传热膜系数hc的计算445

3.7.5 计算实例445

3.8 搅拌槽的放大445

3.8.1 概述445

3.8.2 几何相似放大时搅拌性能参数的变化关系446

3.8.3 互溶液体混合过程的放大447

3.8.3.1 几何相似放大447

3.8.3.2 非几何相似放大447

3.8.4 气-液分散、液-液分散过程的放大448

3.8.5 固-液悬浮过程的放大449

符号说明449

参考文献450

第4章 制冷与深度冷冻454

4.1 蒸气压缩制冷454

4.1.1 单级蒸气压缩制冷循环454

4.1.1.1 单级压缩制冷机的组成和工作原理454

4.1.1.2 温熵图和压焓图455

4.1.1.4 实际制冷循环456

4.1.1.3 理想制冷循环的热力计算456

4.1.1.5 单级蒸气压缩制冷机的性能与工况459

4.1.2 分级压缩制冷循环461

4.1.2.1 一级节流、中间冷却的两级压缩循环461

4.1.2.2 两级节流、中间冷却的两级压缩循环463

4.1.2.3 两级压缩制冷循环的中间压力464

4.1.3 复叠式制冷循环465

4.1.4 混合制冷剂单级制冷循环466

4.1.5 制冷压缩机的型式及其性能图表466

4.1.5.1 活塞式制冷压缩机466

4.1.5.2 螺杆式制冷压缩机474

4.1.5.3 离心式制冷压缩机480

4.2 吸收制冷482

4.2.1 吸收制冷基本原理482

4.2.2.1 氨水溶液的性质483

4.2.2 氨水吸收式制冷机483

4.2.2.2 单级氨水吸收式制冷机的基本工作循环过程及在h-ξ图上的表示484

4.2.2.3 单级氨水吸收式制冷机的热力计算488

4.2.2.4 两级氨水吸收式制冷机489

4.2.3 溴化锂吸收式制冷机490

4.2.3.1 溴化锂水溶液的性质490

4.2.3.2 单效溴化锂吸收式制冷机的基本工作循环过程与A-ξ图493

4.2.3.3 单效溴化锂吸收式制冷机的热力计算495

4.2.3.4 双效溴化锂吸收式制冷机495

4.2.3.5 溴化锂吸收式制冷机组的型式与选型496

4.2.3.6 溴化锂吸收式制冷机的设计计算498

4.3.1 深冷的制冷原理502

4.3.1.1 节流膨胀502

4.3 深冷与气体液化502

4.3.1.2 作外功的等熵膨胀503

4.3.2 气体液化的林德循环503

4.3.2.1 一次节流的简单林德循环503

4.3.2.2 具有氨预冷的林德循环505

4.3.2.3 二次节流膨胀的林德循环505

4.3.3 具有膨胀机的气体液化循环505

4.3.3.1 克劳德循环505

4.3.3.2 海兰德循环507

4.3.3.3 卡皮查循环507

4.3.4 气体液化和分离方法508

4.3.4.1 空气深冷分离508

4.3.4.2 天然气的液化与乙烯深冷分离509

4.4.1.2 制冷剂的种类和命名512

4.4.1.1 制冷剂的选用原则512

4.4 制冷剂512

4.4.1 制冷剂的选用原则和种类512

4.4.1.3 关于CFC (CFC)问题简述513

4.4.2 制冷剂的热力学性质和热物理性质514

4.4.2.1 制冷剂的热力学性质514

4.4.2.2 制冷剂的热物理性质514

4.4.3 常用制冷剂545

4.4.3.1 氟利昂555

4.4.3.2 碳氢化合物555

4.4.3.3 无机化合物555

4.4.3.4 混合制冷剂555

4.4.4 制冷剂与制冷机操作和运行有关的特性555

4.4.4.1 制冷剂的溶水性555

4.4.5 载冷剂556

4.4.4.3 制冷剂的检漏556

4.4.4.2 制冷剂的溶油性556

参考文献561

第5章 换热器562

5.1 换热器设计基础562

5.1.1 换热器的应用与分类562

5.1.1.1 换热器的作用562

5.1.1.2 热源和冷源562

5.1.1.3 换热器的分类563

5.1.1.4 换热器的性能和选型567

5.1.1.5 换热器的材料568

5.1.2 换热器的基本计算公式568

5.1.2.1 焓衡算与？衡算568

5.1.2.3 总传热系数571

5.1.2.2 传热速率方程571

5.1.2.4 单相流体的对流给热系数与流动摩擦因子572

5.1.2.5 平均温度差580

5.1.2.6 换热器的热分析589

5.1.3 换热器工艺设计要点591

5.1.3.1 工艺设计任务和设计条件592

5.1.3.2 换热器工艺设计的内容和手段592

5.1.3.3 换热器的设计变量与设计因素592

5.1.4 结垢与污垢热阻594

5.1.4.1 概述594

5.1.4.2 冷却用水的污垢热阻及其控制594

5.1.4.3 其它流体污垢热阻的参考值596

5.1.4.4 防治和控制污垢的设计措施598

5.1.5 换热器总传热系数经验值599

5.1.6 传热过程的增强措施603

5.1.6.1 强化传热的目标603

5.1.6.2 强化传热的原则604

5.1.6.3 强化传热的简化评价指标604

5.1.6.4 管内传热强化的常用技术605

5.2 管壳式换热器的设计与选型608

5.2.1 概述608

5.2.1.1 管壳式换热器的分类609

5.2.1.2 部件结构615

5.2.1.3 管壳式换热器标准系列及型号624

5.2.2 管壳式换热器计算步骤630

5.2.2.1 设计型计算630

5.2.3.1 管壳式换热器有关设计因素的选择631

5.2.3 无相变管壳式换热器的设计631

5.2.2.2 操作型计算631

5.2.3.2 管程给热系数与压降635

5.2.3.3 壳程给热系数和压降637

5.2.3.4 管壳式换热器平均温度差的计算649

5.2.4 计算示例659

5.2.5 折流杆换热器665

5.2.5.1 折流杆换热器的基本元件665

5.2.5.2 折流杆换热器设计估算666

5.2.5.3 核算公式670

5.3 再沸器673

5.3.1 概述673

5.3.1.1 再沸器的用途与分类673

5.3.1.2 沸腾传热的基本关系式673

5.3.1.3 再沸器型式的选用678

5.3.1.4 再沸器的设计680

5.3.1.5 热虹吸式再沸器的操作稳定性680

5.3.2 釜式再沸器的计算681

5.3.2.1 基本关系式681

5.3.2.2 设计步骤682

5.3.2.3 计算示例684

5.3.3 立式热虹吸再沸器686

5.3.3.1 概述686

5.3.3.2 设计步骤及方法686

5.3.3.3 计算示例690

5.3.4 卧式热虹吸再沸器701

5.3.4.1 对流沸腾给热系数α∞702

5.4.1 概述703

5.4 冷凝器703

5.3.4.2 管束间两相流压降△ptp与空隙率计算703

5.3.4.3 错流时的临界热流密度703

5.4.1.1 蒸气的冷凝过程704

5.4.1.2 冷凝器的结构特征与选型706

5.4.1.3 冷凝传热基本关系式708

5.4.2 单组分饱和蒸气冷凝器的计算714

5.4.3 过热蒸气冷凝及冷凝冷却器716

5.4.4 多组分蒸气冷凝719

5.4.4.1 概述719

5.4.4.2 多组分冷凝的计算内容(组分间互溶)720

5.4.4.3 多组分冷凝计算示例723

5.4.5 含不凝性气的冷凝730

5.4.5.1 概述730

5.4.4.4 凝液分层时的冷凝给热系数730

5.4.5.2 几种计算方法731

5.4.5.3 计算示例732

5.5 空气冷却器739

5.5.1 概述739

5.5.1.1 空冷器的特点及应用739

5.5.1.2 空冷器的结构与型式740

5.5.1.3 翅片管和管束741

5.5.1.4 空冷器型号的表示方法及系列标准747

5.5.2 空冷器传热计算750

5.5.2.1 总传热系数和传热热阻750

5.5.2.2 管外空气侧传热和压降计算753

5.5.2.3 空冷器有效平均温度差759

5.5.3.1 设计条件与基本参数767

5.5.3 空冷器的设计767

5.5.3.2 设计步骤与示例768

5.5.4 湿式空冷器的计算要点773

5.5.4.1 湿式空冷器的使用773

5.5.4.2 湿式空冷器的喷水措施773

5.5.4.3 湿式空冷器的有关计算关系773

5.6 其它管式换热器775

5.6.1 套管式换热器775

5.6.1.1 概述775

5.6.1.2 套管换热器的传热与压降计算777

5.6.1.3 套管换热器计算示例782

5.6.2.1 概述785

5.6.2 沉浸式蛇管换热器785

5.6.2.2 蛇管换热器的传热与压降计算786

5.6.2.3 计算示例787

5.6.3 喷淋式冷却器789

5.6.3.1 概述789

5.6.3.2 淋洒式冷却器的计算789

5.6.3.3 计算示例790

5.6.4 热管及热管换热器794

5.6.4.1 热管的基本结构与工作原理794

5.6.4.2 热管的工作特性799

5.6.4.3 热管的传热计算803

5.6.4.4 热管换热器806

5.7 板式及紧凑式换热器809

5.7.1 概述809

5.7.2.1 分类和基本结构尺寸810

5.7.2 螺旋板换热器810

5.7.2.2 螺旋板换热器的工艺计算815

5.7.2.3 螺旋板换热器的简捷法计算819

5.7.3 板框式换热器825

5.7.3.1 结构及性能825

5.7.3.2 平均温差与换热性能828

5.7.3.3 板式换热器的传热系数与流动阻力834

5.7.3.4 流程数与流道数的确定840

5.7.4 板翅式换热器841

5.7.4.1 结构与性能841

5.7.4.2 板翅式换热器流道的传热与流动特性844

5.7.4.3 板翅式换热器的传热与流体力学计算851

5.7.4.4 计算示例857

5.7.4.5 扩散联结式与印刷电路式板翅式换热器865

5.7.5.1 结构与性能866

5.7.5 伞板式换热器866

5.7.5.2 传热与阻力计算867

5.7.6 板壳式换热器869

5.7.6.1 结构与性能869

5.7.6.2 基本参数与有关设计计算870

5.7.7 管翅式换热器871

5.7.7.1 结构与性能871

5.7.7.2 管翅式换热器设计计算中的几个问题873

5.8 特殊材料换热器880

5.8.1 石墨换热器880

5.8.1.1 不透性石墨的性能与应用880

5.8.1.2 石墨换热器的结构型式881

5.8.1.3 石墨换热器的传热与流体阻力883

5.8.2.2 氟塑料换热器的结构型式886

5.8.2 氟塑料换热器886

5.8.2.1 特性及用途886

5.8.2.3 氟塑料换热器的传热与压降887

5.8.3 玻璃换热器889

5.8.3.1 玻璃换热器的特性及用途889

5.8.3.2 玻璃换热器的结构型式及传热特性890

5.8.4 贵重合金及稀有金属换热器891

主要符号892

参考文献895

第6章 工业炉与空气预热器897

6.1 工业炉的类型及其特点897

6.1.1 工业炉在工艺装置中的重要性897

6.1.2 管式炉类897

6.1.2.1 按结构分类897

6.1.2.2 按用途分类898

6.1.2.3 各种炉型的比较及选用901

6.1.3 窑炉类902

6.1.3.1 窑炉的特点902

6.1.3.2 按工艺用途分类902

6.2 管式炉的总热负荷905

6.2.1 管式加热炉905

6.2.1.1 总热负荷的计算905

6.2.1.2 石油馏分的热焓906

6.2.1.3 水蒸气的热焓906

6.2.2 管式反应炉907

6.2.2.1 反应热的计算907

6.2.2.2 气体混合物的热焓907

6.3.1.2 燃料油(气)的一般性质908

6.3.1.1 燃料的种类908

6.3 燃料，燃料燃烧及燃烧器908

6.3.1 燃料的种类及其性质908

6.3.2 燃烧过程综述910

6.3.2.1 液体燃料与燃料雾化910

6.3.2.2 气体燃料911

6.3.3 燃烧器的型式及选用911

6.3.3.1 气体燃烧器911

6.3.3.2 燃料油燃烧器与油、气联合燃烧器913

6.4 燃料燃烧计算918

6.4.1 燃料的低发热值918

6.4.2 理论及实际空气用量919

6.4.3 烟气的组成919

6.5 炉子的热效率及提高热效率的途径920

6.5.1 全炉热效率的定义920

6.4.5 烟气的热焓920

6.4.6 根据烟气组成确定过剩空气系数920

6.4.4 烟气的流量920

6.5.2 有空气预热时全炉热效率的定义921

6.5.3 提高热效率的途径921

6.6 管式炉辐射室传热计算的常用方法——零维模型922

6.6.1 概述922

6.6.2 罗波-伊万斯(Lobo-Evans)方法922

6.6.3 别洛康(Белоконь)方法925

6.6.4 水管锅炉炉膛传热计算方法927

6.6.5 炉子结构尺寸的确定928

6.7.2 直接交换面积929

6.7.1 概述929

6.7 区域法——二维、三维模型929

6.7.2.1 矩形辐射室的直接交换面积930

6.7.2.2 圆筒形辐射室的直接交换面积930

6.7.2.3 求解多重积分方法931

6.7.3 总交换面积932

6.7.4 定向热流面积936

6.7.4.1 用几个灰气体和一个透明气体模拟真实气体936

6.7.4.2 定向交换面积的计算937

6.7.5 表面区和气体区的总热量平衡方程式937

6.8 管内物料有化学反应的数学模型938

6.8.1 烃类蒸气转化炉938

6.8.1.1 烃类蒸气转化热力学938

6.8.1.2 烃类蒸气转化动力学939

6.8.1.4 操作条件的选择942

6.8.1.3 烃类蒸气转化炉管内计算流线框图942

6.8.2 乙烷裂解炉943

6.8.2.1 裂解平衡常数943

6.8.2.2 裂解反应动力学943

6.8.2.3 乙烷裂解炉管内计算流线框图945

6.9 对流室传热计算945

6.9.1 对流室分段方法和布置要点945

6.9.2 对流室的主要尺寸946

6.9.3 对流室各段的热负荷与烟气温度946

6.9.3.1 对流室各段的热负荷946

6.9.3.2 对流室各段的烟气温度946

6.9.4 对流室各段的对数平均温度差946

6.9.5.2 管外综合传热系数ho947

6.9.5.1 管内介质的对流传热膜系数hi947

6.9.5 对流段的总传热系数947

6.9.5.3 对流管的总传热系数Kc948

6.9.6 对流管的表面积及表面热强度950

6.10 炉管内流体的压力降计算950

6.10.1 管内流体无相变化时的压力降950

6.10.1.1 炉管的当量长度Le950

6.10.1.2 摩擦系数f的计算机求解950

6.10.1.3 压力降的计算951

6.10.2 管内流体有相变化时的压力降951

6.10.2.1 确定气化点位置及气化段的当量长度951

6.10.2.2 巴克兰罗夫(Бакланов)公式952

6.10.2.3 石油馏分的气-液相平衡关系952

6.11.2.1 对流室和烟囱产生的抽力953

6.11.2.2 烟气流动产生的压力降953

6.11.1 烟囱直径的确定953

6.11.2 烟囱高度的确定953

6.11 烟囱的水力学计算953

6.11.2.3 烟囱的最低高度955

6.11.3 引风机的选用955

6.12 空气预热器的计算956

6.12.1 烟气的露点温度956

6.12.2 热油式空气预热器957

6.12.2.1 炉子冷进料段的工艺计算957

6.12.2.2 热油式空气预热器的计算957

6.12.3 钢管式和玻璃管式空气预热器959

6.12.4 热管式空气预热器961

6.12.5 回转式空气预热器963

6.12.1.1 炉管用金属材料965

6.13 炉用金属材料及零配件965

6.13.1 炉管965

6.13.1.2 回弯头967

6.13.1.3 管子的支撑与管架967

6.13.2 炉子的钢架结构968

6.13.3 炉子的零配件968

6.13.3.1 烟囱及烟囱挡板968

6.13.3.2 看火门、防爆孔门、入孔门968

6.14 炉墙结构969

6.14.1 耐火砖结构969

6.14.1.1 砌砖炉墙969

6.14.1.2 挂砖炉墙970

6.14.1.3 拉砖炉墙970

6.14.2.1 层衬式耐火纤维结构972

6.14.2 耐火纤维结构972

6.14.2.2 叠砌法耐火纤维结构973

6.14.2.3 粘贴剂与锚固件973

6.14.3 炉墙用隔热材料975

6.14.3.1 硅藻土质隔热材料975

6.14.3.2 膨胀蛭石975

6.14.3.3 膨胀珍珠岩制品975

6.14.3.4 矿渣棉976

6.14.3.5 岩棉制品977

6.15 计算示例977

6.15.1 常压圆筒炉977

6.15.2 常压方形炉978

6.15.3 热载体加热炉980

6.15.4 侧烧烃类转化炉981

6.15.5 乙烷裂解炉985

主要符号988

参考文献989

第7章 蒸发992

7.1 概述992

7.2 蒸发装置的类型与所需能耗992

7.2.1 单效蒸发992

7.2.1.1 单效真空蒸发992

7.2.1.2 连续蒸发993

7.2.1.3 传热面积994

7.2.1.4 有效传热温差与传热温差损失994

7.2.1.5 分批蒸发996

7.2.2 多效蒸发997

7.2.2.3 其它流程998

7.2.2.4 多效蒸发的数学描述998

7.2.2.1 并流(顺流)加料流程998

7.2.2.2 逆流加料流程998

7.2.2.5 多效蒸发的计算方法1000

7.2.2.6 多效蒸发系统的计算机程序介绍1003

7.2.3 热泵蒸发1003

7.2.3.1 蒸汽喷射热泵(热力喷射泵)1003

7.2.3.2 机械压缩式热泵1006

7.2.4 减压闪蒸1009

7.2.4.1 多级闪蒸器1009

7.2.5 蒸发系统的热能利用1011

7.2.6 蒸发系统的优化1012

7.3.1 夹套釜式蒸发器1013

7.3 蒸发器的类型与选择1013

7.3.2.1 中央循环管蒸发器1014

7.3.2.2 悬筐蒸发器1014

7.3.2.3 带搅拌的中央循环管蒸发器1014

7.3.2.4 立式短管蒸发器的应用1014

7.3.2 立式短管蒸发器1014

7.3.3 立式长管蒸发器1015

7.3.3.1 长管自然循环蒸发器1015

7.3.3.2 升膜蒸发器1016

7.3.3.3 降膜蒸发器1016

7.3.3.4 长管立式蒸发器的应用1018

7.3.4 强制循环蒸发器1018

7.3.5 板式蒸发器1019

7.3.5.1 板式升膜蒸发器1019

7.3.6 刮膜蒸发器1020

7.3.5.2 板式降膜蒸发器1020

7.3.5.3 螺旋板蒸发器1020

7.3.7 直接加热蒸发器1021

7.3.8 蒸发器的选型1021

7.3.8.1 选型考虑的因素1021

7.3.8.2 有关选型的说明1021

7.3.8.3 蒸发设备选型表1022

7.4 蒸发器的设计1022

7.4.1 加热装置1023

7.4.1.1 加热器的传热系数1023

7.4.1.2 料液侧的传热膜系数1024

7.4.2 蒸发器的加料1026

7.4.3 气液分离1026

7.4.6 不凝气的排除1028

7.4.4 存液容积1028

7.4.5 含盐悬浮液的排出1028

7.4.7 蒸汽进口与凝液出口1029

7.5 蒸发系统及其操作特点1030

7.5.1 蒸发系统的组成1030

7.5.2 直接冷凝器1031

7.5.2.1 多孔板冷凝器的结构1031

7.5.2.2 多孔板冷凝器的设计计算1031

7.5.3 压缩机与真空泵的选择1033

7.5.3.1 蒸汽压缩机的选择1033

7.5.3.2 真空泵的选择1035

7.5.4 蒸发系统操作中的问题1037

一般参考文献1038

符号说明1038

参考文献1039

第8章 工业结晶过程与设备设计1040

8.1 概述1040

8.2 结晶系统性质1041

8.2.1 晶体的粒度分布1041

8.2.2 粒子的极限沉降速度1041

8.2.3 溶解度1042

8.2.3.1 溶液的过饱和，超溶解度曲线及介稳区1043

8.3 溶液结晶过程与设备1043

8.3.1 结晶机理与动力学1044

8.3.2 结晶成长1045

8.3.4.2 蒸发结晶器1048

8.3.4.1 冷却结晶器1048

8.3.4 结晶过程与装置1048

8.3.3 结晶成核与成长的内在联系1048

8.3.4.3 真空绝热冷却结晶器1049

8.3.4.4 连续操作的结晶器1049

8.3.4.5 多级结晶过程1051

8.3.5 溶液结晶过程的模型化及系统分析1052

8.3.5.1 总体模型与稳态行为分析1052

8.3.5.2 非稳态行为分析1056

8.3.6 结晶过程计算与结晶器设计1057

8.3.6.1 收率1057

8.3.6.2 冷却结晶分离过程1058

8.3.6.3 结晶器设计1059

8.3.7.1 结晶器操作1071

8.3.7 结晶器操作与控制1071

8.3.7.2 连续结晶过程的控制1072

8.3.7.3 间歇结晶过程控制与最佳操作时间表1072

8.4 熔融结晶1073

8.4.1 熔融结晶的操作模式与宏观动力学分析1074

8.4.1.1 基本操作模式1074

8.4.1.2 熔融结晶宏观动力学分析1074

8.4.2 相图特征1075

8.4.2.1 二组分系统1075

8.4.2.2 分配系数1076

8.4.3 逐步冻凝过程及设备1077

8.4.3.1 逐步冻凝组分分离1077

8.4.3.2 结晶设备1078

8.4.4 塔式结晶装置1081

8.4.4.1 中央加料塔式结晶器1082

8.4.4.2 末端加料塔式结晶器1085

8.4.4.3 组合塔式结晶器1086

8.4.4.4 塔式结晶分离与其它分离方法的比较1087

8.4.5 区域熔炼1087

8.4.5.1 区域熔炼的过程分析1088

8.4.5.2 主要变量1088

8.4.5.3 应用1088

8.5 升华(升华结晶)1088

8.5.1 升华分离相图与限度1089

8.5.1.1 相图特征1089

8.5.1.2 分离纯度的约束1090

8.5.2 升华过程及速率分析1090

8.5.3.2 设计方程1091

8.5.3.1 设备1091

8.5.3 设备及设计方程1091

8.6 沉淀(结晶)1092

8.6.1 沉淀的形成1092

8.6.2 分配系数1092

8.6.3 沉淀技术与设备1093

8.6.3.1 反应沉淀(结晶)1093

8.6.3.2 盐析(结晶)1093

8.6.3.3 沉淀设备1093

8.6.3.4 设计中流体力学条件(悬浮临界转速)1094

8.7 其它结晶方法与设备1094

基本参考文献1095

参考文献1096

9.1.1.2 应用范围1100

9.1.1.1 蒸馏的特征1100

9.1.1.3 操作压力与温度1100

第9章 蒸馏1100

9.1 概述1100

9.1.1 蒸馏过程简介1100

9.1.1.4 平衡级的概念1101

9.1.1.5 蒸馏过程的设计1101

9.1.2 蒸馏过程分类1101

9.1.2.1 一次平衡过程1101

9.1.2.2 多次平衡过程——典型的二组分精馏1102

9.1.2.3 多组分精馏1103

9.1.2.4 间歇精馏1104

9.1.2.5 蒸馏的节能流程1104

9.1.2.6 特殊精馏1105

9.2.1.1 气液平衡时过程变量间的关系1106

9.2 气液平衡1106

9.2.1 气液平衡关系1106

9.2.1.2 气液平衡关系的表示方式1107

9.2.1.3 气液平衡热力学的基本关系式1111

9.2.2 气液平衡关系的计算1112

9.2.2.1 理想低压体系的气液平衡计算1113

9.2.2.2 一般中低压体系的气液平衡计算1114

9.2.2.3 高压体系的气液平衡计算1115

9.3 蒸馏过程计算的自由度分析1115

9.3.1 自由度和设计变量1115

9.3.2.1 单股均相流1116

9.3.2 操作元素的自由度分析1116

9.3.2.2 分流器1116

9.3.1.2 约束关系式1116

9.3.1.1 过程变量1116

9.3.1.3 设计变量1116

9.3.2.3 简单平衡级(理论板)1117

9.3.3 操作单元的自由度分析1118

9.3.3.1 简单级联1118

9.3.3.2 简单精馏塔1118

9.3.3.3 其它单元和复合过程1119

9.4 简单平衡蒸馏的计算1119

9.4.1 泡点和露点状态的计算1119

9.4.1.1 泡点温度的计算1120

9.4.1.2 露点温度的计算1120

9.4.2 平衡气化和平衡冷凝过程的计算1120

9.4.4 复杂混合物平衡蒸馏的计算1121

9.4.5 简单蒸馏的计算1121

9.4.3 绝热闪蒸过程计算1121

9.5 二组分精馏计算1122

9.5.1 基本概念1122

9.5.2 不计焓衡算的二组元精馏计算1124

9.5.2.1 恒摩尔流假设1124

9.5.2.2 逐级计算原理1124

9.5.2.3 Mc Cabe-Thiele图解法1124

9.5.2.4 进料状态的影响1125

9.5.2.5 进料板位置1125

9.5.2.6 回流比的选择1125

9.5.2.7 分离要求高时的图解算法1127

9.5.2.8 各种复杂型式的精馏塔1128

9.5.2.9 板效率与实际塔板1130

9.5.3 考虑焓衡算的二组元精馏计算1130

9.5.3.1 焓-浓图1130

9.5.3.3 提馏段操作线方程1131

9.5.3.2 精馏段的操作线方程1131

9.5.3.4 全塔衡算1132

9.5.3.5 改进的Mc Cabe-Thiele法1132

9.6 多组分蒸馏的计算1132

9.6.1 多组分精馏的简化算法1132

9.6.1.1 Smith-Brinkley(SB)法1132

9.6.1.2 Fenske-Underwood-Gilliand(FUG)法1135

9.6.2 多组分精馏的严格算法1138

9.6.2.1 逐板计算法1138

9.6.2.2 三对角矩阵法1147

9.7.2.1 溶剂的选择性1151

9.7.2 溶剂的选择1151

9.7.1 萃取蒸馏过程及特征1151

9.7 萃取蒸馏1151

9.7.2.2 对溶剂的其它要求1153

9.7.3 萃取精馏塔的计算1153

9.7.3.1 溶剂组成的计算1154

9.7.3.2 简化的M-T图解法1155

9.7.3.3 简化法1155

9.7.3.4 简化的逐板计算法1156

9.8 恒沸精馏1160

9.8.1 概述1160

9.8.1.1 过程简述1160

9.8.1.2 恒沸现象1160

9.8.2 恒沸剂的选择1163

9.8.3 恒沸精馏的基本流程1163

9.8.1.4 恒沸数据的预测1163

9.8.1.3 恒沸物的分类1163

9.8.4 恒沸精馏塔的计算1165

9.8.4.1 恒沸剂用量的确定1166

9.8.4.2 恒沸剂的加入位置1166

9.8.4.3 恒沸精馏塔的计算1166

9.8.5 恒沸精馏与萃取精馏的比较1169

9.9 石油和复杂混合物的蒸馏1169

9.9.1 概述1169

9.9.1.1 石油的基本特征1169

9.9.1.2 石油馏分1170

9.9.1.3 石油和石油馏分的性质1170

9.9.2 石油及石油馏分的气-液平衡1171

9.9.2.1 石油及其馏分的蒸馏曲线1171

9.9.2.2 假组分与假多组分系法1172

9.9.3 石油蒸馏1173

9.9.3.1 石油蒸馏的基本流程1173

9.9.3.2 石油精馏塔的工艺计算1175

9.10 间歇精馏1175

9.10.1 概述1175

9.10.1.1 过程简述1175

9.10.1.2 过程特点1176

9.10.1.3 间歇精馏的其它类型1176

9.10.2 间歇精馏的操作方法1176

9.10.3 间歇精馏的计算1177

9.10.3.1 回流比恒定的间歇精馏的计算1177

9.10.3.2 馏出液组成恒定的间歇精馏的计算1178

9.11.2.1 板效率1180

9.11.2 板效率的概念1180

9.11 蒸馏过程的传质1180

9.10.3.3 考虑持液的严格算法1180

9.11.1 概述1180

9.11.2.2 点效率1181

9.11.2.3 全塔效率1181

9.11.3 板效率的求取1182

9.11.3.1 实际装置的数据1182

9.11.3.2 经验关联式1182

9.11.3.3 AIChE法1183

9.11.4 填料塔的等板高度1185

9.12.1.2 蒸馏过程的净功耗1187

9.12.2.1 产物有效能的利用1187

9.12.2 蒸馏过程节能的基本方法1187

9.12.1.1 蒸馏过程所需功1187

9.12.1 蒸馏过程的热力学分析1187

9.12 蒸馏过程的节能1187

9.12.2.2 降低过程的不可逆性1188

9.12.2.3 多组分混合物精馏流程的优化1190

9.13 蒸馏过程的计算机计算——化工流程模拟常用软件介绍1191

9.13.1 PRO/I1191

9.13.1.1 结构方面1191

9.13.1.2 内装数据库1191

9.13.1.3 热力学方法1192

9.13.1.4 单元操作模块1192

9.13.1.5 算法1192

9.13.1.6 其它配套软件1193

9.13.1.7 输入方式1193

9.13.2 ASPEN1193

9.13.2.3 单元操作模块1194

9.13.2.1 内装数据库1194

9.13.2.2 热力学方法1194

9.13.3 HYSYS1195

9.13.4 Chem CADⅢ1195

9.13.5 精馏塔计算示例1195

符号说明1196

一般参考文献1198

参考文献1198

10.1.2.2 吸收设备1201

10.1.2.1 吸收过程适宜条件1201

10.1.2 吸收(解吸)设备与流程1201

10.1.1.4 等温吸收与非等温吸收1201

10.1.1.3 物理吸收与化学吸收1201

10.1.1.2 单组分与多组分吸收1201

10.1.1.1 吸收与解吸1201

10.1.1 吸收(解吸)过程的基本概念1201

10.1 概述1201

第10章 气体吸收与解吸1201

10.1.2.3 吸收流程1202

10.1.3 吸收(解吸)过程在石油化工中的应用1203

10.1.4 吸收过程的技术经济评价1203

10.1.4.1 吸收过程的技术指标1203

10.1.4.2 吸收过程的主要经济指标1204

10.1.4.3 吸收过程的评价1204

10.2 吸收过程气液平衡1204

10.2.1 气液相平衡概念1204

10.2.3 平衡数据的来源1205

10.2.2.2 热力学平衡关系式1205

10.2.2 气液相平衡关系式1205

10.2.2.1 亨利定律1205

10.2.4 由热力学关系求平衡系数1206

10.2.5 温度与压力对平衡系数的影响1207

10.2.6 气体在电解质或非电解质水溶液中的溶解度1209

10.2.6.1 气体在电解质水溶液中的溶解度1209

10.2.6.2 气体在非电解质水溶液中的溶解度1210

10.2.7 化学吸收的相平衡1210

10.2.8 若干体系的气液平衡数据1212

10.3.1.1 溶剂选择1228

10.3.1.2 操作条件的确定1228

10.3.1.3 溶剂用量(液气比)的确定1228

10.3.1 设计步骤1228

10.3 连续接触设备(填料塔)设计计算1228

10.3.1.4 设备选择1229

10.3.1.5 塔径的确定1229

10.3.1.6 塔高的计算1230

10.3.2 单相与相际传质速度方程1230

10.3.3 传质单元数与传质单元高1233

10.3.3.1 定义1233

10.3.3.2 传质单元数的计算1234

10.3.4 传质系数和有效传质表面的通用关联式1238

10.3.4.1 Billet模型1238

10.3.4.2 SRP-Ⅱ模型1243

10.3.4.3 修正的(Onda)模型1245

10.3.5 传质系数与传质单元高度的数据1247

10.3.6 填料塔的当量高度(HETP)1251

10.4 阶段接触设备(板式塔)的设计计算1253

10.4.1 平衡级(理论级)方法1253

10.4.2 图解法求平衡级数1253

10.4.3 解析法求平衡级数1254

10.4.3.1 贫气吸收或解吸1254

10.4.3.2 富气吸收1257

10.4.4 多组分吸收(解吸)严格算法1258

10.4.4.1 基本方程组1258

10.4.4.2 独立变量数及其指定1259

10.4.4.3 流量加和(SR)法及其改进1259

10.4.4.4 多θ法及其改进1263

10.4.4.5 新松弛法与SR法的结合(NRSR法)1267

10.4.5 级(板)效率1268

10.4.6 非平衡级方法1270

10.4.6.1 非平衡级全混模型1271

10.4.6.2 三维非平衡混合池模型1272

10.5 非等温吸收1274

10.5.1 吸收过程的热效应1274

10.5.2 非等温吸收近似算法1275

10.5.3 严格算法1275

10.6 化学吸收1279

10.6.1 概述1279

10.6.2 化学吸收分类1279

10.6.3 增强因子1280

10.6.4 化学吸收速率1280

10.6.4.1 一级和拟一级不可逆反应1280

10.6.4.2 瞬间不可逆反应1283

10.6.4.3 化学吸收的传质模型与增强因子1284

10.6.5 化学吸收过程模拟与解1286

10.6.6 化学吸收设备的选型与计算1287

10.6.6.1 化学吸收设备的选型1287

10.6.6.2 填料吸收反应器1288

10.6.6.3 板式吸收塔1295

10.7 气体的解吸1297

10.7.1 概述1297

10.7.2 物理解吸1297

10.7.2.1 物理解吸的计算1297

10.7.2.2 吸收蒸出(解吸)塔1298

10.7.2.3 物理解吸的选择性1299

10.7.3.1 概述1300

10.7.3 有化学反应的解吸1300

10.7.3.2 解吸塔设计1301

10.8 吸收过程在石油化学工业中的应用1301

10.8.1 催化裂化吸收稳定过程1302

10.8.1.1 概述1302

10.8.1.2 吸收(解吸)过程的模拟1303

10.8.1.3 吸收-解吸流程的改进1303

10.8.1.4 塔设备的设计和改进1305

10.8.2 C02及H2S的脱除1305

10.8.2.1 C02的脱除1305

10.8.2.2 典型工艺过程及设备设计1307

10.8.3.1 S02脱除方法1315

10.8.3.2 氨法脱SO2的化学反应过程1315

10.8.3 S02的脱除1315

10.8.2.3 H2S的脱除1315

10.8.3.3 气液平衡1316

10.8.3.4 热效应1316

10.8.3.5 氨酸法的工艺流程1317

10.8.3.6 工艺与设备设计参数1318

10.8.3.7 氨法在电厂烟气脱硫中的应用1320

符号说明1320

参考文献1322

第11章 液-液萃取1327

11.1 概述1327

11.1.1 液-液萃取过程的特点1327

11.1.2 液-液萃取在石油化工中的应用1327

11.2.2 相图1329

11.2.1 分配系数和分离系数1329

11.2 液-液萃取平衡及其数学模型1329

11.2.3 液-液萃取平衡的热力学基础1330

11.2.4 液-液萃取平衡的预测——UNIFAC方程1332

11.3 液-液萃取过程的设计计算1335

11.3.1 单级萃取过程1335

11.3.2 多级错流萃取和多级逆流萃取1336

11.3.3 连续逆流萃取过程1339

11.3.4 复合萃取1340

11.3.5 用于复杂体系的矩阵解法1344

11.4 考虑纵向混合的萃取塔的设计计算1346

11.4.1 萃取塔内的纵向混合1346

11.4.2 考虑纵向混合的萃取塔的数学模型1346

11.4.3 扩散模型及其近似解法1347

11.5.2 常用萃取设备1351

11.5 萃取设备的分类和选型1351

11.5.1 萃取设备的分类1351

11.5.3 萃取塔的比较和选型1357

11.6 填料萃取塔的设计计算1359

11.6.1 填料萃取塔的特点1359

11.6.2 设计计算步骤1361

11.6.3 塔径的计算1362

11.6.4 塔高的计算1364

11.6.5 设计计算举例1366

11.7 转盘萃取塔(RDC)的设计计算1368

11.7.1 概述1368

11.7.2 转盘萃取塔液泛速度的计算1369

11.7.3 转盘萃取塔传质特性的计算1370

11.7.4 转盘塔的纵向混合1371

11.7.5 设计计算举例1372

符号说明1376

参考文献1376

第12章 吸附与变压吸附1379

12.1 概述1379

12.1.1 吸附的基本原理1379

12.1.2 吸附分离方法的分类1379

12.1.3 物理吸附和化学吸附1379

12.1.5 吸附的动力学基础1380

12.1.4.3 吸附等温线1380

12.1.5.1 吸附的传质过程及传质区1380

12.1.4.2 吸附热1380

12.1.4.1 平衡吸附及吸附量1380

12.1.4 吸附的热力学基础1380

12.1.5.2 吸附前沿1381

12.1.6 气固相多组分的吸附1381

12.1.7 液固相吸附1381

12.2 吸附剂1382

12.2.1 吸附剂的基本物理性能1382

12.2.1.1 吸附剂的密度1382

12.2.1.2 吸附剂孔径1383

12.2.1.3 比表面积1383

12.2.1.4 吸附量1384

12.2.1.5 吸附剂相关国家标准1384

12.2.2 沸石分子筛1384

12.2.3 活性炭1386

12.2.4 硅胶1387

12.2.5 活性氧化铝1387

12.2.6 碳分子筛1388

12.3 吸附装置和吸附过程1389

12.3.1 吸附分离工艺1389

12.3.2 固定床吸附器内的传递过程1390

12.3.2.1 固定床内的过程1390

12.3.2.2 流体膜传质系数的计算1390

12.3.2.3 颗粒内的扩散1391

12.3.2.4 轴向扩散的影响1392

12.3.3 固定床吸附器的模型1392

12.3.3.1 数学模型的建立1392

12.3.3.2 固体膜传质速率方程1393

12.3.3.3 总传质系数1393

12.3.4.2 恒定模式和比例模式1394

12.3.4.1 固定床吸附器的穿透1394

12.3.4 穿透曲线和动态吸附容量1394

12.3.4.3 直线平衡系穿透曲线的求解1395

12.3.4.4 动态吸附容量1396

12.4 循环吸附分离工艺过程1397

12.4.1 循环吸附工艺概况1397

12.4.2 变温吸附工艺1398

12.4.2.1 常用的变温吸附工艺1398

12.4.2.2 再生操作1400

12.4.3 变压吸附工艺1400

12.4.3.1 变压吸附技术的基本原理1400

12.4.3.2 工艺过程1401

12.5.1 吸附剂的选择1402

12.5 变温吸附的设计基础1402

12.5.2 切换周期的选择1403

12.5.2.1 吸附剂的劣化现象1403

12.5.2.2 平衡吸附量1403

12.5.3 再生温度的确定1404

12.5.4 吸附器及保温设计1404

12.5.5 常用工艺步序及选择1404

12.6 变压吸附的设计基础1411

12.6.1 简化的数学处理方法1411

12.6.2 变压吸附工艺的动力学模型1413

12.6.2.1 多组分系统非等温模型1413

12.6.2.2 二元平衡模型的解析法求解1414

12.6.4 操作条件1415

12.6.5 吸附器尺寸的确定1415

12.6.3 吸附剂的选择1415

12.6.6 流程及循环时序配置1416

12.6.7 变压吸附工艺的自动控制1417

参考文献1418

第13章 气液传质设备1419

13.1 概述1419

13.1.1 气液传质设备1419

13.1.2 板式塔与填料塔的比较与选择1419

13.1.2.1 板式塔与填料塔的比较1419

13.1.2.2 塔型选择1420

13.2 板式塔1420

13.2.1 板式塔分类1420

13.2.2.2 降液管1422

13.2.2.1 塔板板面结构1422

13.2.2 塔板结构参数1422

13.2.2.3 受液盘1425

13.2.2.4 溢流堰1425

13.2.2.5 塔板结构参数的系列化1426

13.2.3 有降液管板式塔的流体力学计算1429

13.2.3.1 塔板上气液两相的操作状态1429

13.2.3.2 鼓泡层高度和清液层高度1430

13.2.3.3 堰上液流高度1430

13.2.3.4 液面梯度1431

13.2.3.5 塔板压降1432

13.2.3.6 降液管内液面高度1434

13.2.4 负荷性能图与操作极限1434

13.2.4.1 漏液线1434

13.2.4.2 过量液沫夹带线1435

13.2.4.4 液相上限线1438

13.2.4.3 液相下限线1438

13.2.4.5 液泛线1439

13.2.4.6 操作线与操作弹性1439

13.2.5 板效率及塔高的确定1439

13.2.5.1 全塔效率与板效率1439

13.2.5.2 塔高的确定1441

13.3 各种塔板的结构及计算1442

13.3.1 板式塔结构设计的一般步骤1442

13.3.1.1 塔径计算1442

13.3.1.2 溢流区设计1443

13.3.2.1 筛孔孔径1444

13.3.2.2 孔间距与开孔率1444

13.3.2 筛板1444

13.3.1.3 开孔区设计1444

13.3.2.3 筛板塔计算示例1445

13.3.3 浮阀塔板1449

13.3.3.1 概述1449

13.3.3.2 F1型浮阀1450

13.3.3.3 V-4型浮阀1456

13.3.3.4 V-6型浮阀1456

13.3.3.5 十字架型浮阀1456

13.3.3.6 条形浮阀1456

13.3.3.7 高弹性浮阀1457

13.3.3.8 几种新型浮阀1458

13.3.4 泡罩塔板1461

13.3.4.1 圆泡罩的主要参数1463

13.3.4.2 负荷性能图1464

13.3.5.1 塔板结构与性能1465

13.3.4.3 塔板压降1465

13.3.5 网孔塔板1465

13.3.5.2 塔径与板间距1466

13.3.5.3 板面布置1467

13.3.5.4 流体力学计算1469

13.3.5.5 设计步骤及计算示例1470

13.3.6 垂直筛板1472

13.3.6.1 塔板的结构及性能1472

13.3.6.2 流体力学计算1472

13.3.6.3 设计方法及示例1474

13.3.6.4 喷射式并流填料塔板1475

13.3.7 无降液管塔板1476

13.3.7.1 概述1476

13.3.7.2 穿流式栅板或筛板的塔板结构1476

13.3.7.3 流体力学计算1477

13.3.7.4 穿流式波纹筛板1478

13.3.8 导向筛板1481

13.3.8.1 概述1481

13.3.8.2 结构及特点1481

13.3.8.3 流体力学计算1482

13.3.9 多降液管塔板1483

13.3.9.1 结构特点1483

13.3.9.2 流体力学性能1484

13.3.9.3 负荷性能图1485

13.3.9.4 主要设计参数1485

13.3.9.5 MD塔板的应用与改进1486

13.3.10 斜喷型塔板1486

13.3.10.1 舌形塔板1486

13.3.10.2 斜孔塔板1489

13.3.10.3 浮动舌形塔板1493

13.3.11 板式塔结构设计的电算及设计优化1495

13.4 塔板结构设计——分块式塔板1496

13.4.1 分块式塔板结构型式1496

13.4.2 塔盘的分块1498

13.4.2.1 塔板分块1498

13.4.2.2 塔板分块示例1499

13.4.3 分块式塔板结构尺寸1501

13.4.4 塔板支持件结构1502

13.4.4.1 分块式塔板的降液管1503

13.4.4.2 分块式塔板的受液盘1503

13.4.5 塔板紧固件1505

13.4.4.3 分块式塔板的溢流堰1505

13.4.6 塔板结构设计的其它考虑1510

13.4.6.1 折流挡板1510

13.4.6.2 引流板1510

13.4.6.3 塔段结构改变时的降液管结构型式1510

13.4.6.4 排液孔(泪孔)1510

13.5 填料塔1512

13.5.1 填料塔的特点1512

13.5.2 填料塔的基本构造1512

13.5.3 塔填料的形状与种类1513

13.5.3.1 散装填料1513

13.5.3.2 规整填料1517

13.5.4.1 散装填料单体及填料层的几何参数1519

13.5.4 填料的几何特性1519

13.5.4.2 规整填料层几何参数1520

13.5.5 填料塔的流体力学性能1520

13.5.5.1 填料塔的流体力学状态1520

13.5.5.2 填料塔的流体力学模型1521

13.5.6 填料塔的传质性能1528

13.5.6.1 定义1528

13.5.6.2 影响传质性能的因素1529

13.5.6.3 填料塔传质关联式与数据1530

13.5.7 填料塔的设计1532

13.5.7.1 塔的工艺模拟1532

13.5.7.2 填料的选择1532

13.5.7.5 压降计算1534

13.5.7.6 填料塔内件的设计1534

13.5.7.4 填料层高度的确定1534

13.5.7.3 塔径的确定1534

13.5.8 填料塔的气液分布与放大问题1535

13.6 散装填料的性能1537

13.6.1 散装填料的特点与应用场合1537

13.6.2 鲍尔环1537

13.6.3 阶梯环与阶梯短环1541

13.6.4 扁环与梅花扁环填料1547

13.6.5 环鞍形填料1548

13.6.6 共轭环1553

13.6.7 茵派克(Impac)填料1556

13.6.8 多鞍环(MSR)填料1557

13.7.2 金属孔板波纹填料1560

13.7.2.1 Mellapak填料1560

13.7.1 规整填料的特点与应用1560

13.7 规整填料的性能1560

13.7.2.2 刺孔板波纹填料1566

13.7.2.3 Gempak填料1568

13.7.2.4 Intalox规整填料1570

13.7.3 非金属板波纹填料1573

13.7.3.1 塑料板波纹填料1573

13.7.3.2 陶瓷板波纹填料1574

13.7.4 网状波纹填料1577

13.7.4.1 概述1577

13.7.4.2 网状填料的特点与应用场合1577

13.7.4.3 金属丝网填料1577

13.7.4.5 金属板网(网孔)波纹填料1580

13.7.4.4 塑料丝网波纹填料1580

13.7.4.6 Rombopak填料1581

13.7.5 栅格填料1582

13.7.5.1 Glitsch栅格填料1582

13.7.5.2 Sulzer栅格填料1584

13.7.6 我国新开发的规整填料1585

13.7.6.1 波环填料1585

13.7.6.2 组片式波纹填料(Zupak)1586

13.7.6.3 板花填料1586

13.8 塔的内件与辅助装置1587

13.8.1 概述1587

13.8.2 填料塔的液体分布装置1587

13.8.2.1 对液体分布器的基本要求1587

13.8.2.2 液体分布器的类型和结构1588

13.8.2.3 槽式分布器1590

13.8.2.4 管式分布器1593

13.8.2.5 盘式分布器1595

13.8.2.6 喷射式分布器1598

13.8.3 填料塔液体收集及再分布装置1598

13.8.3.1 填料层的分段1598

13.8.3.2 液体收集器1598

13.8.3.3 液体再分布器1599

13.8.4 填料支承装置1600

13.8.5 填料压板和床层限制器1601

13.8.6 气、液进出料管1602

13.8.6.1 液体进料结构1602

13.8.6.2 液体出料管1605

13.8.6.3 气体出、人管与气体分布器1605

13.8.7.1 丝网除沫器1608

13.8.7 除雾沫器1608

13.8.7.2 折流板除沫器1609

13.8.7.3 填料除沫器1610

13.8.7.4 旋流板除沫器1610

13.8.8 塔釜(底)结构1611

13.8.9 塔的辅助装置1611

符号说明1612

参考文献1613

第14章 膜分离1618

14.1 概述1618

14.1.1 前言1618

14.1.2 膜的定义及膜分离的发展简史1618

14.1.3 膜分离过程简介1618

14.1.4 膜材料及制膜工艺简介1620

14.1.4.1 膜材料1620

14.1.4.2 制膜工艺1622

14.2 膜分离过程及其应用1623

14.2.1 压力驱动膜过程1623

14.2.1.1 微孔过滤1623

14.2.1.2 超过滤1628

14.2.1.3 纳滤1633

14.2.1.4 反渗透1635