石油化工設(shè)計(jì)手冊(cè)· 第3卷：化工單元過(guò)程（下 修訂版）

第1章氣體吸收與解吸
1．1概述1
1．1．1吸收（解吸）過(guò)程的基本概念1
1．1．1．1吸收與解吸1
1．1．1．2單組分與多組分吸收1
1．1．1．3物理吸收與化學(xué)吸收1
1．1．1．4等溫吸收與非等溫吸收1
1．1．2吸收(解吸)設(shè)備與流程1
1．1．2．1吸收過(guò)程適宜條件1
1．1．2．2吸收設(shè)備1
1．1．2．3吸收流程2
1．1．3吸收(解吸)過(guò)程在石油化工中的應(yīng)用4
1．1．4吸收過(guò)程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)4
1．1．4．1吸收過(guò)程的技術(shù)指標(biāo)4
1．1．4．2吸收過(guò)程的主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)5
1．1．4．3吸收過(guò)程的評(píng)價(jià)5
1．2吸收過(guò)程氣液平衡5
1．2．1氣液相平衡概念5
1．2．2氣液相平衡關(guān)系式6
1．2．2．1亨利定律6
1．2．2．2熱力學(xué)平衡關(guān)系式6
1．2．3平衡數(shù)據(jù)的來(lái)源7
1．2．4由熱力學(xué)關(guān)系求平衡系數(shù)7
1．2．5溫度與壓力對(duì)平衡系數(shù)的影響9
1．2．6氣體在電解質(zhì)或非電解質(zhì)水溶液中的溶解度10
1．2．6．1氣體在電解質(zhì)水溶液中的溶解度10
1．2．6．2氣體在非電解質(zhì)水溶液中的溶解度12
1．2．7化學(xué)吸收的相平衡12
1．2．8若干體系的氣液平衡數(shù)據(jù)15
1．2．9預(yù)測(cè)型分子熱力學(xué)預(yù)測(cè)溶解度29
1．2．9．1狀態(tài)方程法29
1．2．9．2活度系數(shù)法35
1．3連續(xù)接觸設(shè)備(填料塔)設(shè)計(jì)計(jì)算38
1．3．1設(shè)計(jì)步驟38
1．3．1．1溶劑選擇38
1．3．1．2操作條件的確定38
1．3．1．3溶劑用量(液氣比)的確定38
1．3．1．4設(shè)備選擇40
1．3．1．5塔徑的確定40
1．3．1．6塔高的計(jì)算41
1．3．2單相與相際傳質(zhì)速度方程41
1．3．3傳質(zhì)單元數(shù)與傳質(zhì)單元高度44
1．3．3．1定義44
1．3．3．2傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算46
1．3．4傳質(zhì)系數(shù)和有效傳質(zhì)表面的通用關(guān)聯(lián)式51
1．3．4．1Billet模型51
1．3．4．2ＳＲＰ?Ⅱ模型56
1．3．4．3修正的恩田(Onda)模型59
1．3．5傳質(zhì)系數(shù)與傳質(zhì)單元高度的數(shù)據(jù)61
1．3．6填料塔的當(dāng)量高度(HETP)68
1．4階段接觸設(shè)備(板式塔)的設(shè)計(jì)計(jì)算70
1．4．1平衡級(jí)(理論級(jí))方法70
1．4．2圖解法求平衡級(jí)數(shù)70
1．4．3解析法求平衡級(jí)數(shù)71
1．4．3．1貧氣吸收或解吸71
1．4．3．2富氣吸收74
1．4．4多組分吸收(解吸)嚴(yán)格算法76
1．4．4．1基本方程組76
1．4．4．2獨(dú)立變量數(shù)及其指定77
1．4．5級(jí)(板)效率77
1．4．6利用MS Excel軟件處理板式塔流體力學(xué)和塔板效率數(shù)據(jù)81
1．4．6．1流體力學(xué)數(shù)據(jù)計(jì)算81
1．4．6．2塔板效率數(shù)據(jù)83
1．4．7氣液固三相流體力學(xué)和塔板效率84
1．4．7．1氣液固三相流體力學(xué)84
1．4．7．2氣液固三相塔板效率86
1．5非等溫吸收87
1．5．1吸收過(guò)程的熱效應(yīng)87
1．5．2非等溫吸收近似算法88
1．5．3嚴(yán)格算法88
1．6化學(xué)吸收92
1．6．1概述92
1．6．2化學(xué)吸收分類(lèi)93
1．6．3增強(qiáng)因子94
1．6．4化學(xué)吸收速率94
1．6．4．1一級(jí)和擬一級(jí)不可逆反應(yīng)95
1．6．4．2瞬間不可逆反應(yīng)97
1．6．4．3化學(xué)吸收的傳質(zhì)模型與增強(qiáng)因子99
1．6．5化學(xué)吸收過(guò)程模擬與解101
1．6．6化學(xué)吸收設(shè)備的選型與計(jì)算103
1．6．6．1化學(xué)吸收設(shè)備的選型103
1．6．6．2填料吸收反應(yīng)器104
1．6．6．3板式吸收塔112
1．7氣體的解吸115
1．7．1概述115
1．7．2物理解吸115
1．7．2．1物理解吸的計(jì)算115
1．7．2．2吸收蒸出(解吸)塔116
1．7．2．3物理解吸的選擇性118
1．7．3有化學(xué)反應(yīng)的解吸118
1．7．3．1概述118
1．7．3．2解吸塔設(shè)計(jì)120
1．8吸收過(guò)程在石油化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用120
1．8．1催化裂化吸收穩(wěn)定過(guò)程121
1．8．1．1概述121
1．8．1．2吸收(解吸)過(guò)程的模擬121
1．8．1．3吸收?解吸流程的改進(jìn)125
1．8．1．4塔設(shè)備的設(shè)計(jì)和改進(jìn)127
1．8．2CO2及H2S的脫除129
1．8．2．1CO2的脫除129
1．8．2．2典型工藝過(guò)程及設(shè)備設(shè)計(jì)130
1．8．2．3H2S的脫除140
1．8．3SO2的脫除140
1．8．3．1SO2脫除方法140
1．8．3．2氨法脫SO2的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程141
1．8．3．3氣液平衡141
1．8．3．4熱效應(yīng)142
1．8．3．5氨酸法的工藝流程142
1．8．3．6工藝與設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)142
1．8．3．7氨法在電廠煙氣脫硫中的應(yīng)用146
主要符號(hào)說(shuō)明147
參考文獻(xiàn)149
第2章液?液萃取
2．1概述154
2．1．1液?液萃取過(guò)程的特點(diǎn)154
2．1．2液?液萃取在石油化工中的應(yīng)用154
2．2液?液萃取平衡及其數(shù)學(xué)模型156
2．2．1分配系數(shù)和分離系數(shù)156
2．2．2相圖157
2．2．3液?液萃取平衡的熱力學(xué)基礎(chǔ)158
2．2．4液?液萃取平衡的預(yù)測(cè)――ＵＮＩＦＡＣ方程160
2．3液?液萃取過(guò)程的設(shè)計(jì)計(jì)算164
2．3．1單級(jí)萃取過(guò)程164
2．3．2多級(jí)錯(cuò)流萃取和多級(jí)逆流萃取165
2．3．3連續(xù)逆流萃取過(guò)程167
2．3．4復(fù)合萃取169
2．3．5用于復(fù)雜體系的矩陣解法174
2．4考慮縱向混合的萃取塔的設(shè)計(jì)計(jì)算176
2．4．1萃取塔內(nèi)的縱向混合176
2．4．2考慮縱向混合的萃取塔的數(shù)學(xué)模型177
2．4．3擴(kuò)散模型及其近似解法178
2．5萃取設(shè)備的分類(lèi)和選型182
2．5．1萃取設(shè)備的分類(lèi)182
2．5．2常用萃取設(shè)備183
2．5．3萃取塔的比較和選型190
2．6填料萃取塔的設(shè)計(jì)計(jì)算192
2．6．1填料萃取塔的特點(diǎn)192
2．6．2設(shè)計(jì)計(jì)算步驟194
2．6．3塔徑的計(jì)算195
2．6．4塔高的計(jì)算198
2．6．5設(shè)計(jì)計(jì)算舉例201
2．7轉(zhuǎn)盤(pán)萃取塔（ＲＤＣ）的性能、設(shè)計(jì)和改進(jìn)203
2．7．1概述203
2．7．2轉(zhuǎn)盤(pán)萃取塔液泛速度的計(jì)算205
2．7．3轉(zhuǎn)盤(pán)萃取塔傳質(zhì)特性的計(jì)算206
2．7．4轉(zhuǎn)盤(pán)塔的縱向混合207
2．7．5設(shè)計(jì)計(jì)算舉例208
2．7．6轉(zhuǎn)盤(pán)萃取塔的改進(jìn)212
主要符號(hào)說(shuō)明214
參考文獻(xiàn)215
第3章吸附與變壓吸附
3．1吸附過(guò)程基礎(chǔ)理論218
3．1．1吸附基本原理218
3．1．2物理吸附和化學(xué)吸附219
3．1．3吸附熱力學(xué)基礎(chǔ)220
3．1．3．1吸附平衡220
3．1．3．2吸附熱224
3．1．4吸附動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)225
3．1．4．1吸附過(guò)程速度225
3．1．4．2固定床吸附動(dòng)態(tài)特性226
3．2吸附劑229
3．2．1特性參數(shù)229
3．2．2常用吸附劑230
3．2．2．1硅膠(silica gel，SG)(參見(jiàn)第3．7節(jié))230
3．2．2．2活性氧化鋁(activated alumina)231
3．2．2．3活性炭(activated carbon，AC)231
3．2．2．4沸石分子篩(zeolite molecular sieves，MS或ZMS)232
3．2．2．5碳分子篩(carbon molecular sieves，CMS或MSC)234
3．2．2．6活性碳纖維(activated carbon fiber，ACF)235
3．2．2．7浸漬活性炭(impregnated activated carbon)235
3．2．2．8合成聚合物(synthetie polymers)235
3．2．3物理性質(zhì)235
3．3吸附分離工藝236
3．3．1吸附分離程度的判別236
3．3．2吸附劑對(duì)氣體的選擇性237
3．3．2．1選擇分離機(jī)理237
3．3．2．2吸附劑與吸附質(zhì)之間的相互作用對(duì)選擇性的影響238
3．3．2．3同種吸附劑結(jié)構(gòu)對(duì)選擇性的影響239
3．3．3吸附分離工藝的分類(lèi)240
3．3．3．1吸附劑再生方法分類(lèi)240
3．3．3．2運(yùn)行方式分類(lèi)242
3．4變溫吸附循環(huán)工藝及其應(yīng)用243
3．4．1變溫吸附工藝243
3．4．2變溫吸附應(yīng)用244
3．4．2．1脫除或回收有機(jī)化合物244
3．4．2．2氣體中脫除或回收酸性組分250
3．4．2．3低沸點(diǎn)氣體的低溫凈化254
3．4．2．4干燥脫水(在第3．7節(jié)中專述)259
3．5變壓吸附(pressure?swing adsorption，PSA)循環(huán)工藝及其應(yīng)用259
3．5．1變壓吸附原理流程和特點(diǎn)259
3．5．1．1變壓吸附原理流程259
3．5．1．2變壓吸附工藝對(duì)吸附劑的要求259
3．5．1．3吸附塔死空間體積的重要性261
3．5．1．4吸附系數(shù)和分離系數(shù)261
3．5．2變壓吸附工藝261
3．5．2．1從氣相提取產(chǎn)品的工藝262
3．5．2．2從吸附相提取產(chǎn)品的工藝267
3．5．2．3同時(shí)從氣相及吸附相提取產(chǎn)品的工藝268
3．5．3變壓吸附技術(shù)的應(yīng)用269
3．5．3．1從富氫氣體中回收和提純氫氣269
3．5．3．2從變換氣中制取合成氣277
3．5．3．3空氣干燥及脫除二氧化碳279
3．5．3．4從空氣中制取富氧、純氮、純氧281
3．5．3．5天然氣凈化287
3．5．3．6從煤層氣中濃縮甲烷288
3．5．3．7從混合氣中提取二氧化碳288
3．5．3．8從混合氣中提取一氧化碳290
3．5．3．9從工廠廢氣中回收有機(jī)溶劑292
3．5．3．10潛水呼吸氣的凈化293
3．5．3．11垃圾填埋氣凈化回收甲烷294
3．5．3．12煉油廠催化裂化干氣提濃回收乙烯296
3．5．3．13液相吸附分離石腦油中的芳烴298
3．6其它的循環(huán)吸附工藝298
3．6．1置換沖洗(displacement?purgeAdsorption，DPA)工藝298
3．6．2變壓參數(shù)泵(pressure swing parametric pumping)吸附工藝301
3．6．3循環(huán)區(qū)域吸附(cycling zone adsorption，CZA)工藝301
3．6．4色譜分離(chromatographic separations)工藝302
3．6．5移動(dòng)床(moving bed)吸附工藝305
3．6．6流化床(fluidized bed)吸附工藝307
3．6．7模擬移動(dòng)床(simulated moving bed，SMB)吸附工藝309
3．7氣體吸附干燥脫水工藝312
3．7．1吸附干燥的原理及意義312
3．7．2濕氣體的性質(zhì)312
3．7．2．1絕對(duì)濕度(ψa)312
3．7．2．2相對(duì)濕度(ψr)312
3．7．2．3比濕度(d)313
3．7．2．4露點(diǎn)(td)313
3．7．2．5濕氣體比熱容(cH)313
3．7．2．6濕氣體比焓(I)314
3．7．3干燥方法314
3．7．4吸附干燥的基本原理315
3．7．5常用的吸附干燥劑316
3．7．5．1硅膠（可參見(jiàn)第3．2．2．1節(jié)）316
3．7．5．2活性氧化鋁(參見(jiàn)第3．2．2．2節(jié))316
3．7．5．3分子篩(參見(jiàn)第3．2．2．4節(jié))317
3．7．6再生方法317
3．7．7變溫吸附干燥工藝317
3．7．7．1TSA干燥工藝流程318
3．7．7．2TSA干燥裝置設(shè)計(jì)原則320
3．7．7．3節(jié)能流程330
3．7．7．4轉(zhuǎn)輪式干燥器331
3．7．8變壓吸附干燥工藝332
3．7．8．1PSA干燥工藝流程332
3．7．8．2PSA干燥裝置設(shè)計(jì)原則333
3．7．8．3PSA干燥、操作條件334
3．7．9吸附干燥的特點(diǎn)及適用場(chǎng)合335
3．8固定床吸附塔的結(jié)構(gòu)335
3．8．1軸流塔335
3．8．2徑流塔336
3．8．3嵌入式蜂窩狀板塊徑流塔337
3．8．4換熱型吸附塔337
3．9轉(zhuǎn)輪吸附器(旋轉(zhuǎn)式吸附器)338
3．9．1TSA轉(zhuǎn)輪吸附器339
3．9．2PSA轉(zhuǎn)輪吸附器343
3．10反應(yīng)器/吸附器344
參考文獻(xiàn)346
第4章氣液傳質(zhì)設(shè)備
4．1概述356
4．2板式塔357
4．2．1板式塔的分類(lèi)357
4．2．2塔板的結(jié)構(gòu)參數(shù)358
4．3板式塔初步設(shè)計(jì)內(nèi)容及一般步驟359
4．3．1塔徑估算及板間距初選359
4．3．2溢流區(qū)設(shè)計(jì)360
4．3．2．1降液管及其受液盤(pán)的設(shè)計(jì)360
4．3．2．2溢流堰的設(shè)計(jì)363
4．3．3鼓泡區(qū)設(shè)計(jì)364
4．3．4流體力學(xué)性能及計(jì)算方法365
4．3．4．1塔板上氣液兩相的接觸狀態(tài) 365
4．3．4．2塔板上氣液兩相的分布狀態(tài)367
4．3．4．3塔板持液量368
4．3．4．4堰上液流高度368
4．3．4．5液面梯度370
4．3．4．6塔板壓降370
4．3．4．7降液管內(nèi)液層高度374
4．3．5塔的操作極限與負(fù)荷性能圖375
4．3．5．1塔板的操作限制375
4．3．5．2板式塔的負(fù)荷性能圖376
4．3．6全塔設(shè)計(jì)優(yōu)化382
4．3．7板效率及塔高的確定384
4．3．7．1全塔效率與板效率384
4．3．7．2塔高的確定386
4．4篩孔塔板387
4．4．1篩板的結(jié)構(gòu)特性387
4．4．2篩板塔的設(shè)計(jì)示例388
4．5浮閥型塔板392
4．5．1概述392
4．5．2F1型浮閥394
4．5．2．1F1型浮閥結(jié)構(gòu)394
4．5．2．2F1型浮閥的排列396
4．5．2．3塔板壓降396
4．5．2．4設(shè)計(jì)計(jì)算示例396
4．5．3Ｖ?4型浮閥402
4．5．4十字架形浮閥402
4．5．5Nutter浮閥403
4．5．6導(dǎo)向組合浮閥403
4．5．6．1導(dǎo)向組合條閥結(jié)構(gòu)特點(diǎn)404
4．5．6．2導(dǎo)向組合浮閥塔板組合方式405
4．5．6．3組合導(dǎo)向浮閥塔盤(pán)的結(jié)構(gòu)及水力學(xué)性能計(jì)算405
4．5．7波紋導(dǎo)向組合浮閥塔板409
4．5．8ADV微分浮閥塔板410
4．5．8．1概述410
4．5．8．2ADV?微分浮閥塔板的整體技術(shù)410
4．5．8．3ADV?微分浮閥塔板的水力學(xué)性能及計(jì)算方法411
4．5．9Super V型浮閥412
4．5．9．1Super V型系列浮閥塔板結(jié)構(gòu)412
4．5．9．2各型號(hào)適用范圍413
4．5．9．3Super V型系列浮閥塔板的水力學(xué)性能及計(jì)算方法413
4．5．10微型浮閥413
4．6固定閥型塔板415
4．6．1導(dǎo)向篩板415
4．6．1．1結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)416
4．6．1．2流體力學(xué)計(jì)算417
4．6．2斜噴塔板418
4．6．2．1舌形塔板419
4．6．2．2斜孔塔板423
4．6．3V?0固閥428
4．6．4V?grid系列固閥428
4．6．5微型固閥429
4．7泡罩塔板429
4．7．1泡罩塔板的結(jié)構(gòu)429
4．7．2塔板壓降431
4．7．3負(fù)荷性能圖432
4．8網(wǎng)孔塔板433
4．8．1概述433
4．8．2網(wǎng)孔塔板的結(jié)構(gòu)與性能433
4．8．3塔徑與板間距434
4．8．4板面布置435
4．8．5流體力學(xué)計(jì)算438
4．9垂直篩板441
4．9．1概述441
4．9．2CTST立體傳質(zhì)塔板的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)441
4．9．3立體傳質(zhì)塔板的流體力學(xué)性能442
4．9．4立體傳質(zhì)塔板的傳質(zhì)性能446
4．9．5立體傳質(zhì)塔板的工程設(shè)計(jì)447
4．10無(wú)降液管塔板448
4．10．1概述448
4．10．2穿流式柵板或篩板的塔板結(jié)構(gòu)448
4．10．3流體力學(xué)計(jì)算449
4．10．4穿流式波紋篩板450
4．11多降液管塔板454
4．11．1概述454
4．11．2MD塔板結(jié)構(gòu)特點(diǎn)454
4．11．3流體力學(xué)性能455
4．11．4負(fù)荷性能圖457
4．11．5主要設(shè)計(jì)參數(shù)458
4．12塔板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)――分塊式塔板459
4．12．1分塊式塔板結(jié)構(gòu)型式459
4．12．2塔盤(pán)的分塊460
4．12．2．1塔板分塊460
4．12．2．2塔板分塊示例462
4．12．3分塊式塔板結(jié)構(gòu)尺寸463
4．12．4塔板支持件結(jié)構(gòu)465
4．12．4．1分塊式塔板的降液管465
4．12．4．2分塊式塔板的受液盤(pán)466
4．12．4．3分塊式塔板的溢流堰468
4．12．5塔板緊固件468
4．12．6塔板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的其它考慮473
4．12．6．1折流擋板473
4．12．6．2引流板473
4．12．6．3塔段結(jié)構(gòu)改變時(shí)的降液管結(jié)構(gòu)型式473
4．12．6．4排液孔(淚孔)474
4．13填料塔475
4．13．1填料塔的特點(diǎn)475
4．13．2填料塔的結(jié)構(gòu)476
4．13．3塔填料的分類(lèi)476
4．13．3．1散裝填料477
4．13．3．2規(guī)整填料477
4．13．4填料的幾何特性478
4．13．4．1散裝填料單體及填料層的幾何參數(shù)478
4．13．4．2規(guī)整填料層幾何參數(shù)479
4．13．5填料塔的流體力學(xué)性能479
4．13．5．1填料塔的流體力學(xué)狀態(tài)479
4．13．5．2填料塔的流體力學(xué)模型481
4．13．6填料塔的傳質(zhì)性能489
4．13．6．1定義489
4．13．6．2影響傳質(zhì)性能的因素490
4．13．6．3填料塔傳質(zhì)關(guān)聯(lián)式與數(shù)據(jù)491
4．13．7填料塔的設(shè)計(jì)493
4．13．7．1塔的工藝模擬493
4．13．7．2填料的選擇493
4．13．7．3塔徑的確定496
4．13．7．4填料層高度的確定496
4．13．7．5壓降計(jì)算497
4．13．7．6填料塔內(nèi)件的設(shè)計(jì)497
4．13．８填料塔的氣液分布與放大問(wèn)題497
4．14散裝填料的性能499
4．14．1散裝填料的特點(diǎn)與應(yīng)用場(chǎng)合499
4．14．2拉西環(huán)500
4．14．3鮑爾環(huán)500
4．14．4改進(jìn)型鮑爾環(huán)503
4．14．5階梯環(huán)與階梯短環(huán)505
4．14．6扁環(huán)與梅花扁環(huán)填料507
4．14．7環(huán)鞍形填料509
4．14．8共軛環(huán)517
4．14．9茵派克填料521
4．14．10多鞍環(huán)填料522
4．15規(guī)整填料的性能525
4．15．1規(guī)整填料的特點(diǎn)與應(yīng)用525
4．15．2金屬孔板波紋填料525
4．15．2．1Ｍｅｌｌａｐａｋ填料525
4．15．2．2刺孔板波紋填料532
4．15．2．3Ｇｅｍｐａｋ填料534
4．15．2．4Ｉｎｔａｌｏｘ規(guī)整填料537
4．15．3非金屬板波紋填料538
4．15．3．1塑料板波紋填料538
4．15．3．2陶瓷板波紋填料541
4．15．4網(wǎng)狀波紋填料543
4．15．4．1概述543
4．15．4．2網(wǎng)狀填料的特點(diǎn)與應(yīng)用場(chǎng)合544
4．15．4．3金屬絲網(wǎng)填料545
4．15．4．4塑料絲網(wǎng)波紋填料547
4．15．4．5金屬板網(wǎng)(網(wǎng)孔)波紋填料548
4．15．4．6Ｒｏｍｂｏｐａｋ填料549
4．15．5柵格填料551
4．15．5．1Ｇｌｉｔｓｃｈ柵格填料551
4．15．5．2Ｓｕｌｚｅｒ柵格填料553
4．15．6我國(guó)新開(kāi)發(fā)的規(guī)整填料554
4．15．6．1波環(huán)填料554
4．15．6．2組片式波紋填料554
4．15．6．3板花填料555
4．15．7改進(jìn)型孔板波紋填料555
4．16塔器選型導(dǎo)則556
4．16．1塔器選型主要考慮因素556
4．16．2判斷氣液傳質(zhì)設(shè)備最佳的目標(biāo)557
4．16．3板式塔和填料塔的選型原則557
4．16．3．1板式塔和填料塔的傳質(zhì)機(jī)理557
4．16．3．2板式塔和填料塔的特性比較557
4．16．3．3優(yōu)先選用填料塔的工況557
4．16．3．4優(yōu)先選用板式塔的工況557
4．16．3．5綜合選型558
4．16．4板式塔的選型導(dǎo)則558
4．16．4．1新塔的設(shè)計(jì)558
4．16．4．2舊塔的改造558
4．16．5填料塔的選型導(dǎo)則559
4．17塔的內(nèi)件與輔助裝置560
4．17．1概述560
4．17．2填料塔的液體分布器561
4．17．2．1對(duì)液體分布器的基本要求561
4．17．2．2液體分布器的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)563
4．17．2．3槽式分布器564
4．17．2．4管式分布器568
4．17．2．5盤(pán)式分布器572
4．17．2．6噴射式分布器574
4．17．3填料塔液體收集及再分布裝置574
4．17．3．1填料層的分段574
4．17．3．2液體收集器575
4．17．3．3液體再分布器575
4．17．4填料支承裝置576
4．17．5填料壓板和床層限制器578
4．17．6氣、液進(jìn)出料管579
4．17．6．1液體進(jìn)料結(jié)構(gòu)579
4．17．6．2液體出料管582
4．17．6．3氣體出、入管與氣體分布器582
4．17．7除霧沫器586
4．17．7．1絲網(wǎng)除沫器586
4．17．7．2折流板除沫器587
4．17．7．3填料除沫器587
4．17．7．4旋流板除沫器588
4．17．８塔釜（底）結(jié)構(gòu)588
4．17．９塔的輔助裝置589
主要符號(hào)說(shuō)明589
參考文獻(xiàn)590
第5章膜分離
5．1概述595
5．1．1引言595
5．1．2膜分離技術(shù)的發(fā)展簡(jiǎn)史595
5．1．3膜分離過(guò)程的分類(lèi)595
5．2膜分離過(guò)程及其應(yīng)用597
5．2．1壓力驅(qū)動(dòng)膜過(guò)程597
5．2．1．1微孔過(guò)濾598
5．2．1．2超過(guò)濾602
5．2．1．3納濾605
5．2．1．4反滲透609
5．2．1．5氣體分離618
5．2．1．6膜萃取626
5．2．2濃差驅(qū)動(dòng)膜過(guò)程630
5．2．2．1滲透蒸發(fā)630
5．2．2．2透析633
5．2．2．3液膜637
5．2．2．4膜吸收法645
5．2．3電驅(qū)動(dòng)膜過(guò)程649
5．2．3．1電滲析649
5．2．3．2膜電解657
5．2．3．3雙極膜電滲析661
5．2．4熱驅(qū)動(dòng)膜過(guò)程666
5．2．4．1膜蒸餾666
5．3濃差極化、膜污染及前處理673
5．3．1濃差極化673
5．3．1．1濃差極化形成的基本原因673
5．3．1．2濃差極化的危害677
5．3．1．3減小濃差極化的方法677
5．3．2膜污染681
5．3．2．1膜污染的定義681
5．3．2．2膜污染的起因682
5．3．2．3膜污染的控制方法683
5．3．2．4膜污染的清洗方法684
5．3．3前處理686
5．4膜材料及制膜工藝簡(jiǎn)介687
5．4．1膜材料687
5．4．2制膜工藝689
5．5膜組件及膜系統(tǒng)設(shè)計(jì)691
5．5．1前言691
5．5．2膜組件類(lèi)型691
5．5．2．1板框式691
5．5．2．2圓管式694
5．5．2．3螺旋卷式701
5．5．2．4中空纖維式703
5．5．2．5各種膜組件形式的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比706
5．5．3膜分離系統(tǒng)的設(shè)計(jì)707
5．5．3．1反滲透過(guò)程708
5．5．3．2電滲析過(guò)程714
5．6集成膜分離技術(shù)720
5．6．1引言720
5．6．2幾種典型的集成膜分離過(guò)程模式721
5．6．2．1膜分離與化學(xué)反應(yīng)相結(jié)合721
5．6．2．2膜分離與蒸發(fā)單元操作相結(jié)合721
5．6．2．3膜分離與吸附單元操作相結(jié)合721
5．6．2．4膜分離與冷凍單元操作相結(jié)合721
5．6．2．5膜分離與催化單元操作相結(jié)合721
5．6．2．6膜分離與離子交換樹(shù)脂單元操作相結(jié)合721
5．6．3集成膜分離過(guò)程的應(yīng)用實(shí)例721
5．6．3．1用集成膜過(guò)程對(duì)含油廢水進(jìn)行資源化回收利用處理721
5．6．3．2集成膜工藝海水淡化與濃海水綜合利用722
參考文獻(xiàn)722
第6章干燥
6．1干燥過(guò)程的基本計(jì)算和濕空氣性質(zhì)及濕度圖724
6．1．1干燥過(guò)程的基本計(jì)算724
6．1．2濕空氣性質(zhì)及濕度圖724
6．2干燥器的分類(lèi)和選擇724
6．2．1干燥器的分類(lèi)724
6．2．2干燥器的選擇724
6．3對(duì)流傳熱干燥器729
6．3．1廂式干燥器729
6．3．1．1型式730
6．3．1．2設(shè)計(jì)參數(shù)730
6．3．2氣流干燥器730
6．3．2．1氣流干燥的操作原理和特點(diǎn)730
6．3．2．2氣流干燥器的型式731
6．3．2．3氣流干燥管有關(guān)參數(shù)的確定733
6．3．3流化床干燥器738
6．3．3．1操作原理及特點(diǎn)738
6．3．3．2單層和臥式多室流化床干燥器739
6．3．3．3振動(dòng)流化床干燥器741
6．3．3．4帶攪拌的移動(dòng)流化床干燥器746
6．3．4旋轉(zhuǎn)快速干燥機(jī)747
6．3．4．1操作原理、工藝流程和特點(diǎn)747
6．3．4．2主要操作參數(shù)748
6．3．4．3旋轉(zhuǎn)快速干燥技術(shù)的應(yīng)用749
6．3．5噴霧干燥750
6．3．5．1噴霧干燥的操作原理及流程750
6．3．5．2霧化器的結(jié)構(gòu)和計(jì)算752
6．3．5．3噴霧干燥塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和尺寸估算769
6．3．5．4噴霧干燥技術(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用舉例781
6．3．6轉(zhuǎn)筒干燥器786
6．3．6．1分類(lèi)786
6．3．6．2工作原理和特點(diǎn)786
6．3．6．3直接加熱式轉(zhuǎn)筒干燥器787
6．3．6．4間接加熱式791
6．3．6．5復(fù)合加熱式792
6．3．6．6常規(guī)直接加熱式轉(zhuǎn)筒干燥器的設(shè)計(jì)參數(shù)793
6．4傳導(dǎo)傳熱干燥器797
6．4．1真空耙式干燥器797
6．4．2雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機(jī)798
6．4．3滾筒干燥器798
6．4．3．1分類(lèi)798
6．4．3．2操作原理799
6．4．3．3工藝流程799
6．4．3．4設(shè)計(jì)參數(shù)799
6．4．4振動(dòng)流動(dòng)干燥機(jī)801
6．4．4．1分類(lèi)和操作原理801
6．4．4．2應(yīng)用802
6．4．5旋轉(zhuǎn)管束干燥機(jī)804
6．4．5．1結(jié)構(gòu)及操作原理804
6．4．5．2干燥工藝流程804
6．4．6蒸汽管間接加熱式回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)805
6．5紅外線干燥和微波干燥807
6．5．1紅外線干燥807
6．5．1．1紅外線干燥的基本原理和特點(diǎn)807
6．5．1．2紅外線干燥器的組成和應(yīng)用807
6．5．2微波干燥808
6．5．2．1微波干燥的基本原理808
6．5．2．2微波干燥的特點(diǎn)和應(yīng)用809
6．5．2．3微波干燥系統(tǒng)的組成809
6．5．2．4微波干燥過(guò)程809
6．5．2．5幾種常用的微波干燥器809
主要符號(hào)說(shuō)明810
參考文獻(xiàn)811
第7章化學(xué)反應(yīng)器
7．1氣?固固定床催化反應(yīng)器813
7．1．1氣?固固定床催化反應(yīng)器類(lèi)型813
7．1．1．1絕熱式反應(yīng)器813
7．1．1．2換熱式反應(yīng)器813
7．1．1．3工業(yè)氣?固固定床催化反應(yīng)器813
7．1．2固定床反應(yīng)器數(shù)學(xué)模型814
7．1．2．1固定床反應(yīng)器的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)814
7．1．2．2氣?固固定床催化反應(yīng)器的數(shù)學(xué)模型817
7．1．3氣?固固定床催化反應(yīng)器選型及設(shè)計(jì)821
7．1．3．1氣?固固定床催化反應(yīng)器選型的基本原則821
7．1．3．2氣?固固定床催化反應(yīng)器的過(guò)程開(kāi)發(fā)821
7．1．3．3絕熱固定床反應(yīng)器的設(shè)計(jì)822
7．1．3．4換熱式固定床反應(yīng)器的設(shè)計(jì)824
7．1．4固定床反應(yīng)器中幾個(gè)工程問(wèn)題825
7．1．4．1參數(shù)靈敏度825
7．1．4．2溫度檢測(cè)826
7．1．4．3固定床反應(yīng)器的控制827
7．1．4．4流體均布827
7．1．4．5設(shè)計(jì)中考慮的其它因素828
7．2氣?液反應(yīng)器829
7．2．1氣?液反應(yīng)器的分類(lèi)及其基本特征829
7．2．1．1反應(yīng)器中的氣液兩相接觸形式829
7．2．1．2氣?液反應(yīng)器的基本類(lèi)型829
7．2．1．3常見(jiàn)的氣液反應(yīng)器的特點(diǎn)830
7．2．2氣?液反應(yīng)器的選擇831
7．2．2．1氣?液反應(yīng)過(guò)程的宏觀反應(yīng)速率方程831
7．2．2．2物理傳質(zhì)系數(shù)和界面積的估算835
7．2．2．3氣?液反應(yīng)器的選擇原則837
7．2．3氣?液反應(yīng)器的設(shè)計(jì)838
7．2．3．1填料塔反應(yīng)器838
7．2．3．2鼓泡塔反應(yīng)器839
7．3攪拌槽式聚合反應(yīng)器的設(shè)計(jì)847
7．3．1攪拌設(shè)備概論847
7．3．1．1槽體848
7．3．1．2葉輪848
7．3．1．3內(nèi)構(gòu)件849
7．3．2攪拌槽式聚合反應(yīng)器的選型854
7．3．2．1攪拌對(duì)象的性質(zhì)854
7．3．2．2葉輪的剪切?循環(huán)特性857
7．3．2．3流動(dòng)狀態(tài)與葉輪性能的關(guān)系859
7．3．2．4幾種常用葉輪的特性861
7．3．2．5攪拌槽式聚合反應(yīng)器的進(jìn)展864
7．3．3聚合反應(yīng)器中的流動(dòng)867
7．3．3．1湍流域用攪拌葉輪的流場(chǎng)868
7．3．3．2由流速分布計(jì)算葉輪排量數(shù)和循環(huán)量數(shù)868
7．3．3．3操作條件和流體的流變行為對(duì)流型的影響871
7．3．3．4從流場(chǎng)信息優(yōu)化攪拌葉輪設(shè)計(jì)和操作873
7．3．4攪拌設(shè)備的功耗、排量和混合878
7．3．4．1攪拌功率878
7．3．4．2排量、循環(huán)量和混合的關(guān)系889
7．3．5攪拌槽的傳熱893
7．3．5．1概述893
7．3．5．2熱載體側(cè)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)895
7．3．5．3被攪液側(cè)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)897
7．3．5．4高黏流體的刮壁式傳熱906
7．3．6固?液攪拌槽式反應(yīng)器中的非均相混合910
7．3．6．1固?液懸浮910
7．3．6．2液?液分散919
7．3．6．3氣?液分散925
7．3．7攪拌槽的放大技術(shù)936
7．3．7．1概述936
7．3．7．2幾何相似放大法936
7．3．7．3非幾何相似放大法941
7．3．7．4關(guān)于數(shù)學(xué)模型放大944
7．3．８懸浮聚合和乳液聚合反應(yīng)器946
7．3．８．1懸浮聚合的成粒機(jī)理947
7．3．８．2氯乙烯懸浮聚合反應(yīng)器954
7．3．８．3乳液聚合反應(yīng)器965
7．3．９溶液聚合和均相本體聚合反應(yīng)器970
7．3．９．1高黏流體聚合反應(yīng)器的選型971
7．3．９．2苯乙烯本體聚合裝置973
7．3．1０烯烴聚合反應(yīng)器982
7．3．1０．1三種聚烯烴工藝簡(jiǎn)述982
7．3．1０．2攪拌釜式烯烴聚合反應(yīng)器985
7．4氣?固流化床反應(yīng)器993
7．4．1基本類(lèi)型及其特點(diǎn)993
7．4．2工業(yè)應(yīng)用995
7．4．2．1各類(lèi)反應(yīng)過(guò)程995
7．4．2．2工業(yè)應(yīng)用的例子995
7．4．3流化床的流體力學(xué)特性997
7．4．3．1顆粒的分類(lèi)及其對(duì)流態(tài)化的影響997
7．4．3．2流域和流域的過(guò)渡998
7．4．3．3流化狀態(tài)的識(shí)別1000
7．4．3．4鼓泡流態(tài)化1000
7．4．3．5重要參數(shù)及其計(jì)算1001
7．4．3．6流化床床層的膨脹1006
7．4．4流化床中的熱量和質(zhì)量傳遞1008
7．4．4．1流化床中的熱量傳遞1008
7．4．4．2流化床中的質(zhì)量傳遞1011
7．4．5流化床反應(yīng)器的數(shù)學(xué)模型1012
7．4．5．1鼓泡區(qū)的相際質(zhì)量傳遞1013
7．4．5．2流化床反應(yīng)器模型1014
7．4．6過(guò)程的開(kāi)發(fā)和放大1021
7．4．7工程設(shè)計(jì)原則1023
7．4．7．1催化劑用量1023
7．4．7．2流化床床層殼體的確定1024
7．4．7．3流化床內(nèi)部裝置的設(shè)計(jì)1025
7．4．7．4氣?固分離裝置的設(shè)計(jì)和其它1029
7．5氣?液?固三相反應(yīng)器1029
7．5．1引言1029
7．5．2氣?液?固三相反應(yīng)過(guò)程的宏觀動(dòng)力學(xué)1030
7．5．2．1固相為催化劑，不參與反應(yīng)1030
7．5．2．2固體顆粒參與反應(yīng)1031
7．5．3滴流床三相反應(yīng)器1032
7．5．3．1流體力學(xué)1032
7．5．3．2壓降1033
7．5．3．3持液量1034
7．5．3．4液體分布1035
7．5．3．5軸向分散(或返混)1036
7．5．3．6滴流床的傳質(zhì)1036
7．5．3．7滴流床的傳熱1037
7．5．4鼓泡懸浮三相反應(yīng)器1038
7．5．5氣?液?固三相流化床1041
7．6沸騰床反應(yīng)器1044
7．6．1概述1044
7．6．2沸騰床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)1046
7．6．3沸騰床渣油加氫工藝1046
7．6．3．1H?Oil工藝1046
7．6．3．2T?Star工藝1047
7．6．3．3LC?Fining工藝1048
7．6．4流體力學(xué)1049
7．6．4．1氣泡特性1049
7．6．4．2液相流動(dòng)特性1053
7．6．4．3固含率分布1055
7．6．5數(shù)學(xué)模型化1057
7．6．6催化劑在線置換模擬1058
7．6．6．1催化劑失活反應(yīng)動(dòng)力學(xué)1058
7．6．6．2催化劑在線置換的計(jì)算機(jī)模擬1061
7．7移動(dòng)床催化反應(yīng)器1062
7．7．1概述1062
7．7．2移動(dòng)床反應(yīng)器的分類(lèi)1063
7．7．3移動(dòng)床反應(yīng)器的特點(diǎn)1063
7．7．4移動(dòng)床反應(yīng)器的模擬1064
7．7．5移動(dòng)床反應(yīng)器設(shè)計(jì)1064
7．7．5．1貼壁和空腔的計(jì)算1064
主要符號(hào)說(shuō)明1074
參考文獻(xiàn)1081
附錄常用單位換算