绪论(环境工程本科).ppt

化工原理 使用教材： 谭天恩,李伟等编.《过程工程原理》.化学工业出版社.2006 一个化工过程所包含的步骤可分为两大类——化学变化和单元操作，简称为“三传一反” ： 化学反应：进行化学反应为主，在反应器中进行；是化工过程的核心，其投资约占化工过程总投资的10~20%； 单元操作：不进行化学反应，是物理变化过程。如：原料和反应物的前、后处理工序，仅发生压力、温度、组成、相态等物理变化过程，是生产过程必不可少的操作。它可归纳为动量传递、质量传递和热量传递。 解（1）按题意，画出混合过程示意图，标出各物流的箭头、已知量与末知量，用闭合虚线框出衡算系统（见图1) （2）过程为连续定常，故取1h为衡算基准。 （3）列出衡算式：总物料衡算 GA+GB=GC，代入已知数据得 6160+GB=GC （A） 组分1的衡算式GAWA1+GBWB1=GCWC1，代入已知数据得 6160×0.80+ GB×0.20= GC×0.40 （B） 联解式（A）、（B）得 GB=12320 kg/h ， Gc=18480 kg/h 作业： 在连续干燥器中，用热空气将含水10%的湿固体物料干燥到含水1%（均为质量分数）。进口热空气中含水汽量为0.01kg水汽/kg干空气，若要求出口废气中的水汽量不超过0.12 kg水汽/kg干空气，求空气的单耗， kg空气/kg湿物料。 本课程的学习方法 1.切忌死记硬背，要学会方法，融会贯通； * 主讲：林维晟 Tel绪 论 一、《化工原理》课程的性质、地位和作用 （1）重要的专业技术基础课程，是环境工程专业必修的一门化工基础技术课程。 （2）承前启后、由理及工的桥梁，又是各种专业课程如《水污染控制工程》、《大气污染控制工程》等的基础。 （3）化工原理也叫做化工单元操作（Unit Operation of Chemical engineering ），它是研究大规模化工生产中物理性质变化规律的工程学科。 （4）课程具有显著的工程性，要解决的问题是多因素、多变量的综合性的工业实际问题。同时，它又是—门计算性较强的课程。 二、化工过程与单元操作 (一)化工过程的构成与特征 原料预处理 化学反应 产物后处理 物理过程 单元操作 化学反应过程 反应器 物理过程 单元操作 化工过程的特点之一是步骤多，而且因为不同的化学工业所用的原料与所得产品不同，所以各种化工过程的差别大。 例1：味精的生产过程 化学或量化变化 在发酵罐中进行 原料 发酵 预热 蒸发 味精 结晶 干燥 中和 生化反应 化学反应 流体输送 传热 （物理变化过程） 传质 传质、传热 单元操作：物料在各种各样的前、后处理过程中的物理变化。 任何一个化工生产过程都是由若干种完成特定任务的设备（包括反应器、完成各单元操作的设备和贮料设备）按一定顺序、由各种管道和输送装置连接起来的组合体。 本课程的主要研究内容是以化工生产中的物理加工过程为背景，按其操作原理的共性，归纳成的“若干单元操作”。各种单元操作都是依据一定的物理或物理化学原理，在某些特定的设备中进行的特定的过程。 单元操作：是物理变化过程，如：原料和反应物的前、后处理工序，仅发生压力、温度、组成、相态等物理变化过程，是生产过程必不可少的操作，不进行化学反应。 (二)化工原理中的单元操作 例2：聚氯乙烯塑料的生产过程 氯化氢 提纯 单体合成 单体精制 聚合 提纯 脱水 干燥 产品 反应热 加成反应 反应器 反应热 聚合反应 聚合釜 乙炔 压缩、冷凝 吸收 传热 传热 过滤 离心分离 传热 传质 问：为什么要进行提纯？ 单元操作的特点与分类 （1）特点 ① 都是不进行化学反应的过程，是物理性操作，即只改变物料的状态或物理性质，不改变其化学性质。 ② 都是化工生产过程中共有的操作，但不同的化工过程所包含的单元数目、名称与排列顺序各异。 ③ 某个单元操作用于不同的化工过程，其基本原理并无不同，进行操作的设备往往也是通用的。但是反应过程却不一样，不同的反应，反应机理不同，设备也不同。 单元操作的研究内容：各种单元操作的基本原理与单元操作过程计算、典型单元操作设备的合理结构及其工艺尺寸的设计与计算、设备操作性能的分析以及组织工程性实验以取得必要的设计数据，找出强化过程