《化工原理》（上、下冊(cè)，第二版）是大連理工大學(xué)國(guó)家級(jí)一流本科課程化工原理的配套教材，主要介紹化工單元操作的基本原理、過(guò)程計(jì)算、典型設(shè)備及過(guò)程強(qiáng)化，強(qiáng)調(diào)基本理論與工程實(shí)踐相結(jié)合，突出工程觀點(diǎn)和過(guò)程強(qiáng)化方法。全書共10章，分為上、下兩冊(cè)。上冊(cè)主要介紹與流體流動(dòng)和傳熱相關(guān)的單元操作，包括緒論、流體流動(dòng)與輸送設(shè)備、機(jī)械分離與流態(tài)化、傳熱過(guò)程與換熱器、蒸發(fā);下冊(cè)主要介紹與傳質(zhì)相關(guān)的單元操作，包括蒸餾、氣體吸收、液-液萃取、干燥、其他分離過(guò)程。本書配有數(shù)字化教學(xué)資源，包括典型設(shè)備結(jié)構(gòu)及原理動(dòng)畫、思政案例微視頻，以及拓展學(xué)習(xí)內(nèi)容，讀者可以通過(guò)掃描二維碼自主學(xué)習(xí)。本書可作為高等學(xué)�；�、石油、材料、生物、制藥、輕工、食品、環(huán)境等專業(yè)本科生教材或參考書，也可供化工及相關(guān)專業(yè)工程技術(shù)人員參考。
前言
《化工原理》（上、下冊(cè)，第二版） 為大連理工大學(xué)國(guó)家級(jí)一流本科課程化工原理 的配套教材，在2016年出版的第一版基礎(chǔ)上，修訂升級(jí)為新形態(tài)教材。本次修訂在注重單元操作過(guò)程強(qiáng)化特色的基礎(chǔ)上，充分利用信息化和可視化教學(xué)手段，結(jié)合新工科人才培養(yǎng)和新時(shí)代課程思政育人要求編寫。
本書力爭(zhēng)將基礎(chǔ)理論與工程實(shí)踐并重，以單元操作的基本原理、工藝計(jì)算、典型設(shè)備為主線，適當(dāng)補(bǔ)充在跨學(xué)科、新能源、雙碳 等方面的應(yīng)用，注重各單元操作的過(guò)程強(qiáng)化方法。內(nèi)容循序漸進(jìn)，使學(xué)生掌握化工原理的基礎(chǔ)知識(shí)和工程研究方法，培養(yǎng)學(xué)生分析解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，建立節(jié)能減排的工程觀念和工程責(zé)任。
本書配有數(shù)字化教學(xué)資源，包括典型設(shè)備結(jié)構(gòu)及原理動(dòng)畫、思政案例微視頻，以及拓展學(xué)習(xí)內(nèi)容，讀者可以通過(guò)掃描二維碼自主學(xué)習(xí)。
全書共10章，分為上、下兩冊(cè)。上冊(cè)主要介紹與流體流動(dòng)和傳熱相關(guān)的單元操作，包括緒論、流體流動(dòng)與輸送設(shè)備、機(jī)械分離與流態(tài)化、傳熱過(guò)程與換熱器、蒸發(fā)。上冊(cè)主編王瑤、賀高紅，參加編寫的有賀高紅、焉曉明（第1章），潘艷秋、俞路（第2章），姜曉濱、阮雪華（第3章），吳雪梅、張寧（第4章），董宏光、鄭文姬（第5章）。下冊(cè)主要介紹與傳質(zhì)相關(guān)的單元操作，包括蒸餾、氣體吸收、液-液萃取、干燥、其他分離過(guò)程。下冊(cè)主編潘艷秋、吳雪梅，參加編寫的有王瑤、陳婉婷（第6章），賀高紅、張文君（第7章），肖武、張秀娟（第8章），張磊、張曉鵬（第9章），李祥村、姜曉濱（第10章）。
本書凝結(jié)了大連理工大學(xué)化工原理教研室長(zhǎng)期教學(xué)和科研積累的成果，在編寫過(guò)程中得到了教研室全體教師的無(wú)私幫助和支持，同時(shí)還參考了國(guó)內(nèi)外的許多優(yōu)秀教材，配套的動(dòng)畫素材由東方仿真科技（北京） 有限公司提供技術(shù)支持，在此一并表示衷心的感謝!
限于編者水平，書中難免有不妥和疏漏之處，敬請(qǐng)讀者指正。
編者
2025年1月
第一版前言
化工原理課程內(nèi)容包括化工過(guò)程典型單元操作的基本原理、典型過(guò)程及設(shè)備的設(shè)計(jì)與操作分析，是化學(xué)工程與工藝及相近、相關(guān)專業(yè)的重要專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，具有基礎(chǔ)理論和工程實(shí)踐并重的特點(diǎn)。通過(guò)本門課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，這在創(chuàng)新型工程技術(shù)人才培養(yǎng)過(guò)程中具有重要意義。
本書借鑒了國(guó)內(nèi)外同類教材的長(zhǎng)處，并結(jié)合編者們多年的化工原理教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)編寫而成。教材介紹了化工過(guò)程中主要的單元操作，各章按照單元操作的基本原理、過(guò)程計(jì)算、過(guò)程強(qiáng)化和過(guò)程典型設(shè)備的主線編寫，重點(diǎn)介紹過(guò)程的設(shè)計(jì)計(jì)算。在編寫過(guò)程中，力爭(zhēng)理論與實(shí)踐相結(jié)合，突出工程觀點(diǎn)和解決工程實(shí)際問(wèn)題能力的培養(yǎng)及過(guò)程強(qiáng)化的方法。書中標(biāo)* 部分為拓展學(xué)習(xí)內(nèi)容。
本教材包括10章，分為上、下兩冊(cè)。上冊(cè)主要介紹與流體流動(dòng)和傳熱有關(guān)的單元操作，包括緒論、流體流動(dòng)與輸送設(shè)備、機(jī)械分離與流態(tài)化、傳熱過(guò)程與換熱器、蒸發(fā)。上冊(cè)主編大連理工大學(xué)王瑤、賀高紅，參加編寫的有賀高紅、焉曉明（第1章），潘艷秋、俞路（第2章），姜曉濱、阮雪華（第3章），吳雪梅、張寧、鄭文姬（第4章），董宏光（第5章）。下冊(cè)介紹與質(zhì)量傳遞有關(guān)的單元操作，包括蒸餾、氣體吸收、液-液萃取、干燥和其他分離過(guò)程。下冊(cè)主編大連理工大學(xué)潘艷秋、吳雪梅，參加編寫的有王瑤（第6章），賀高紅、肖武、張文君（第7章），肖武、張秀娟（第8章），韓志忠（第9章），李祥村、姜曉濱（第10章）。大連理工大學(xué)化工原理教研室的全體同事在本書的編寫過(guò)程中給予了無(wú)私的幫助和支持，在此一并表示衷心的感謝!
限于編者水平，書中難免有不妥和疏漏之處，敬請(qǐng)讀者指正。
編者
2016年7月
潘艷秋，大連理工大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，遼寧省教學(xué)名師、中國(guó)石油與化工行業(yè)教學(xué)名師、寶鋼獎(jiǎng)優(yōu)秀教師獎(jiǎng)獲得者�，F(xiàn)任《化工高等教育》副主編、中國(guó)石油化工行業(yè)職業(yè)教育教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)委員、中國(guó)工程教育認(rèn)證委員會(huì)化工與制藥類專業(yè)認(rèn)證分委會(huì)委員、中國(guó)化工教育協(xié)會(huì)常務(wù)理事、中國(guó)化工學(xué)會(huì)工程倫理工作委員會(huì)委員、遼寧省化工制藥類本科教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)秘書長(zhǎng)等。曾任大連理工大學(xué)化工與環(huán)境生命學(xué)部副部長(zhǎng)、化工學(xué)院副院長(zhǎng)、化學(xué)工程與工藝專業(yè)負(fù)責(zé)人。長(zhǎng)期承擔(dān)《化工原理》等課程的教學(xué)工作。為國(guó)家一 流本科課程《化工原理（下）》、遼寧省一 流課程《化學(xué)工程基礎(chǔ)》負(fù)責(zé)人，主編和參編《化工原理》等教材13部，主持完成20余項(xiàng)國(guó)家和省部級(jí)教改項(xiàng)目，獲包括國(guó)家教學(xué)成果一等獎(jiǎng)在內(nèi)的國(guó)家 級(jí)和省部級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)10余項(xiàng)。主持國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目等多項(xiàng)國(guó)家和省部級(jí)項(xiàng)目多項(xiàng)，獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)勵(lì)，發(fā)展學(xué)術(shù)論文100余篇，獲國(guó)家專利授權(quán)多項(xiàng)。
第6章 蒸餾 1
6.1 概述 1
6.2 雙組分溶液的氣液相平衡 2
6.2.1 理想體系氣液相平衡 2
6.2.2 非理想體系的氣液相平衡關(guān)系* 9
6.3 蒸餾方式 10
6.3.1 簡(jiǎn)單蒸餾 10
6.3.2 平衡蒸餾 12
6.3.3 精餾 14
6.4 簡(jiǎn)單塔雙組分連續(xù)精餾計(jì)算 18
6.4.1 精餾過(guò)程的物料衡算與熱量衡算 19
6.4.2 精餾過(guò)程的操作線方程及其圖示 26
6.4.3 理論板數(shù)的計(jì)算 28
6.4.4 實(shí)際板數(shù)和填料層高度 39
6.4.5 精餾過(guò)程的操作型問(wèn)題* 41
6.5 間歇精餾 44
6.5.1 恒定回流比的操作 44
6.5.2 恒定餾出液組成的操作 47
6.6 多組分精餾* 49
6.6.1 多組分精餾分離序列 49
6.6.2 多組分系統(tǒng)的氣液相平衡 50
6.6.3 全塔物料衡算 52
6.6.4 多組分精餾過(guò)程的回流比 57
6.6.5 多組分精餾的理論板數(shù)計(jì)算 58
6.7 精餾過(guò)程的強(qiáng)化與節(jié)能技術(shù) 61
6.7.1 精餾過(guò)程的強(qiáng)化 61
6.7.2 精餾過(guò)程的節(jié)能技術(shù) 62
6.8 特殊蒸餾* 65
6.8.1 恒沸精餾 65
6.8.2 萃取精餾 67
6.8.3 分子蒸餾 68
6.9 板式塔 68
6.9.1 板式塔結(jié)構(gòu)和主要類型 68
6.9.2 塔板的流體力學(xué)狀況 74
6.9.3 篩板塔的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 77
6.9.4 板式塔的設(shè)計(jì)示例 91
習(xí)題 96
本章符號(hào)說(shuō)明 99
第7章 氣體吸收 101
7.1 概述 101
7.1.1 吸收過(guò)程及其應(yīng)用 101
7.1.2 吸收過(guò)程的分類 102
7.1.3 吸收劑的選擇 103
7.1.4 吸收過(guò)程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 104
7.2 吸收過(guò)程的氣液相平衡關(guān)系 104
7.2.1 溶解度曲線 105
7.2.2 氣液相平衡方程 106
7.2.3 相平衡方程在吸收過(guò)程中的應(yīng)用 108
7.3 氣相和液相內(nèi)的質(zhì)量傳遞 109
7.3.1 傳質(zhì)的基本方式 110
7.3.2 組分運(yùn)動(dòng)速度及傳質(zhì)通量 110
7.3.3 分子擴(kuò)散 111
7.3.4 渦流擴(kuò)散 119
7.3.5 對(duì)流傳質(zhì)理論和傳質(zhì)速率方程 120
7.4 相際傳質(zhì)理論和總傳質(zhì)速率方程 123
7.4.1 相際傳質(zhì)的雙膜模型 123
7.4.2 相際傳質(zhì)速率方程 124
7.4.3 吸收過(guò)程中的傳質(zhì)阻力控制步驟 126
7.5 低濃度氣體吸收 129
7.5.1 低濃度氣體吸收的特點(diǎn) 130
7.5.2 吸收過(guò)程的物料衡算及操作線方程 131
7.5.3 吸收劑用量和最小液氣比 132
7.5.4 吸收塔高度的計(jì)算 135
7.5.5 傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算方法 138
7.5.6 理論級(jí)法計(jì)算吸收塔高度 145
7.6 高濃度氣體吸收 148
7.6.1 高濃度氣體吸收的特點(diǎn) 148
7.6.2 高濃度氣體吸收的計(jì)算 148
7.7 多組分吸收過(guò)程 153
7.7.1 多組分吸收的相平衡關(guān)系 153
7.7.2 多組分吸收的計(jì)算 153
7.8 化學(xué)吸收 154
7.8.1 化學(xué)吸收的特點(diǎn) 154
7.8.2 化學(xué)吸收的計(jì)算 154
7.9 解吸操作 155
7.9.1 解吸方法 155
7.9.2 氣提解吸過(guò)程的分析計(jì)算 157
7.10 填料塔 159
7.10.1 填料塔的結(jié)構(gòu) 159
7.10.2 主要塔內(nèi)件簡(jiǎn)介 160
7.10.3 填料塔的流體力學(xué)性能 169
7.10.4 填料塔工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 173
7.10.5 填料塔和板式塔的比較 175
7.11 強(qiáng)化吸收過(guò)程的措施 176
7.11.1 提高吸收過(guò)程的推動(dòng)力 177
7.11.2 降低吸收過(guò)程的傳質(zhì)阻力 177
7.11.3 其他新型吸收強(qiáng)化技術(shù) 178
習(xí)題 179
本章符號(hào)說(shuō)明 183
第8章 液-液萃取 184
8.1 概述 184
8.1.1 萃取過(guò)程及其應(yīng)用 184
8.1.2 萃取過(guò)程基本原理 185
8.1.3 萃取劑的選擇 186
8.1.4 萃取過(guò)程的基本流程 187
8.2 液-液相平衡關(guān)系 189
8.2.1 三角形坐標(biāo) 189
8.2.2 物料衡算和杠桿定律 190
8.2.3 三角形相圖 191
8.3 萃取過(guò)程計(jì)算 195
8.3.1 單級(jí)萃取 195
8.3.2 多級(jí)錯(cuò)流萃取 200
8.3.3 多級(jí)逆流萃取 204
8.3.4 微分接觸式逆流萃取 210
8.4 液-液萃取設(shè)備 211
8.4.1 混合-澄清槽 211
8.4.2 塔式萃取設(shè)備 212
8.4.3 離心萃取器 214
8.4.4 液-液萃取設(shè)備的選擇 214
8.5 超臨界流體萃取 215
8.5.1 超臨界流體及其性質(zhì) 215
8.5.2 超臨界流體萃取過(guò)程與工藝 217
8.5.3 超臨界流體萃取技術(shù)的應(yīng)用 218
8.6 萃取過(guò)程的強(qiáng)化 218
8.6.1 萃取設(shè)備的強(qiáng)化 219
8.6.2 耦合技術(shù)實(shí)現(xiàn)萃取強(qiáng)化 220
習(xí)題 220
本章符號(hào)說(shuō)明 223
第9章 干燥 224
9.1 概述 224
9.1.1 固體物料去濕方法和干燥過(guò)程分類 224
9.1.2 對(duì)流干燥過(guò)程流程 225
9.1.3 對(duì)流干燥中的熱量傳遞和質(zhì)量傳遞 225
9.1.4 干燥過(guò)程操作評(píng)價(jià) 226
9.2 干燥介質(zhì) 227
9.2.1 濕空氣的狀態(tài)參數(shù) 227
9.2.2 濕空氣的濕球溫度 229
9.2.3 濕空氣的溫-濕圖及其應(yīng)用 230
9.3 水分在氣-固兩相間的相平衡 233
9.4 恒定干燥條件下的干燥速率及過(guò)程計(jì)算 235
9.4.1 恒定干燥條件下的干燥速率 235
9.4.2 恒定條件下干燥時(shí)間的計(jì)算 237
9.5 連續(xù)干燥過(guò)程及過(guò)程計(jì)算 238
9.5.1 連續(xù)干燥過(guò)程 238
9.5.2 連續(xù)干燥過(guò)程計(jì)算方法 239
9.5.3 連續(xù)干燥過(guò)程操作條件和設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 244
9.6 干燥器 244
9.6.1 干燥器的分類及其基本要求 244
9.6.2 常用對(duì)流式干燥器 245
9.6.3 干燥過(guò)程節(jié)能和技術(shù)發(fā)展 250
習(xí)題 250
本章符號(hào)說(shuō)明 252
第10章 其他分離過(guò)程 254
10.1 概述 254
10.2 膜分離技術(shù) 254
10.2.1 膜的定義 255
10.2.2 膜的分類和形態(tài)結(jié)構(gòu) 255
10.2.3 膜分離過(guò)程的分類 257
10.2.4 膜分離技術(shù)在過(guò)程強(qiáng)化中的應(yīng)用 258
10.2.5 超濾與微濾過(guò)程 258
10.2.6 反滲透與納濾 260
10.2.7 滲析和電滲析 264
10.2.8 氣體膜分離過(guò)程 266
10.2.9 滲透蒸發(fā)過(guò)程 268
10.2.10 其他膜分離過(guò)程* 270
10.3 吸附分離* 271
10.3.1 吸附分離原理 271
10.3.2 吸附劑 272
10.3.3 吸附分離的應(yīng)用 273
10.4 離子交換分離* 273
10.4.1 離子交換劑 274
10.4.2 離子交換平衡 275
10.4.3 離子交換設(shè)備 276
10.4.4 離子交換分離技術(shù)的應(yīng)用 277
10.5 色譜分離技術(shù)* 278
10.5.1 色譜分離的基本原理 279
10.5.2 色譜分離技術(shù)的應(yīng)用 280
10.6 結(jié)晶 280
10.6.1 晶體的特性和幾何結(jié)構(gòu) 281
10.6.2 結(jié)晶分離的基本原理 282
10.6.3 溶液結(jié)晶 284
10.6.4 熔融結(jié)晶* 287
10.6.5 其他結(jié)晶過(guò)程* 289
習(xí)題 290
本章符號(hào)說(shuō)明 291
附錄 292
附錄1 部分體系的氣液平衡數(shù)據(jù) 292
附錄2 部分物質(zhì)的安托萬(wàn)常數(shù) 293
附錄3 部分體系的氣液平衡數(shù)據(jù) 293
附錄4 部分氣體稀水溶液的亨利系數(shù) 294
附錄5 部分氣體在水中的溶解度 295
附錄6 部分物質(zhì)在水中的溶解度 296
習(xí)題參考答案 297
參考文獻(xiàn) 299
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