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绪论1

第一篇 流体输送操作技术5

第一章 流体输送过程5

第一节 流体输送案例5

一、液体输送5

二、气体输送与压缩6

第二节 化工管路的基本构成7

一、管路的分类7

二、管路的构成及标准化9

三、化工管材11

四、管件和阀门13

第三节 管子的连接21

一、焊接连接21

二、法兰连接22

三、螺纹连接22

四、承插连接22

第四节 管路的布置与安装22

一、管路的布置原则22

二、管路的安装23

第五节 化工管道的故障诊断26

一、管路日常维护26

二、化工管道泄漏故障诊断26

三、管路常见故障及排除方法27

第二章 流体输送原理29

第一节 流体的基本性质29

一、流体的密度29

二、流体的压强31

三、流体的黏度32

第二节 流体流动的基本规律33

一、稳定流动系统的物料衡算——连续性方程33

二、稳定流动系统的能量衡算——伯努利方程35

第三节 伯努利方程的应用38

一、输送流体38

二、测量压力39

三、测量流量40

第四节 流体在管内的流动阻力42

一、流体阻力产生的原因42

二、流体的流动型态42

三、流动阻力45

四、减小流动阻力的措施50

第三章 液体输送设备及操作技术51

第一节 离心泵的结构、工作原理及性能51

一、离心泵的结构51

二、离心泵的工作原理53

三、离心泵的性能53

第二节 离心泵的类型与选用55

一、离心泵的类型55

二、离心泵的选用57

第三节 离心泵的安装和操作57

一、离心泵的安装57

二、离心泵的操作59

第四节 离心泵的检修及故障处理61

一、离心泵的检修61

二、离心泵的故障处理62

第五节 离心泵的仿真操作63

一、工艺流程63

二、培训方案64

三、操作规程65

第六节 其他类型泵简介65

一、往复泵65

二、齿轮泵67

三、螺杆泵68

第四章 气体输送设备及操作技术69

第一节 离心式通风机69

一、离心式通风机的结构和工作原理69

二、离心式通风机的主要性能70

三、离心式通风机维护与故障处理70

第二节 罗茨鼓风机71

一、罗茨鼓风机结构及工作原理71

二、罗茨鼓风机的使用维护71

三、罗茨鼓风机故障处理71

第三节 真空泵72

一、真空泵的特点72

二、真空泵的主要性能73

三、常见真空泵73

四、真空泵的使用与维护74

第四节 往复式压缩机75

一、往复式压缩机的构造与工作过程75

二、往复式压缩机的主要性能77

三、多级压缩77

四、往复式压缩机的分类与选用77

五、往复式压缩机的操作维护77

第五节 离心压缩机80

一、离心压缩机的结构、工作原理80

二、离心压缩机的性能曲线与调节81

三、离心压缩机的操作82

四、离心压缩机的运行和维护83

第六节 离心压缩机仿真操作84

一、工艺流程84

二、操作规程85

三、事故处理86

第七节 压缩机工国家职业技能鉴定标准86

一、鉴定要求86

二、鉴定内容87

三、试题样例88

本篇知识结构图91

习题91

本篇主要符号94

第二篇 传热操作技术97

第一章 传热过程97

第一节 传热过程案例97

一、传热过程在化工生产中的应用97

二、传热过程案例97

第二节 工业换热方法99

一、工业换热方法99

二、常用的加热剂与冷却剂100

三、稳定传热与不稳定传热101

第二章 传热原理103

第一节 传热的基本方式103

一、传热的基本方式103

二、热传导103

三、对流传热108

第二节 传热基本方程111

一、间壁式换热器内的传热过程111

二、传热基本方程112

第三节 传热基本计算113

一、热负荷113

二、传热平均温度差115

三、总传热系数120

第四节 强化传热与削弱传热123

一、强化传热123

二、削弱传热125

第三章 传热设备及操作技术127

第一节 换热器的分类与结构127

一、换热器的分类127

二、换热器的结构型式128

三、换热器的性能比较138

四、换热器技术的发展139

第二节 列管式换热器的选型139

一、列管式换热器的系列标准139

二、列管式换热器的选型需考虑的问题140

三、列管式换热器选型的一般步骤142

第三节 换热器的操作及维护143

一、换热器的操作143

二、换热器的清洗144

三、换热器的维护保养145

第四节 换热器的故障处理146

一、列管式换热器的常见故障及处理146

二、板式换热器的常见故障及处理148

第五节 传热操作仿真训练148

一、工艺流程148

二、训练步骤149

三、思考与分析151

本篇知识结构图152

习题152

本篇主要符号154

第三篇 蒸馏操作技术157

第一章 蒸馏过程157

第一节 蒸馏过程案例157

一、蒸馏在化工生产中的应用157

二、蒸馏过程案例157

第二节 蒸馏操作分类160

一、按蒸馏方式分类160

二、按操作压力分类160

三、按被分离混合物中组分的数目分类160

四、按操作流程分类160

第三节 精馏流程160

一、连续精馏流程161

二、间歇精馏操作流程161

第二章 精馏原理163

第一节 气液平衡与精馏基本原理163

一、理想溶液的气液相平衡163

二、精馏原理165

第二节 双组分连续精馏计算167

一、全塔物料衡算167

二、操作线方程168

三、理论塔板数的确定172

四、塔板效率与实际塔板数175

五、回流比的影响与选择176

六、精馏的热量衡算178

第三章 其他蒸馏方式180

第一节 简单蒸馏与平衡蒸馏180

一、平衡蒸馏180

二、简单蒸馏180

第二节 恒沸精馏181

一、非理想物系的气液平衡181

二、恒沸精馏原理182

三、恒沸精馏夹带剂的选择183

四、恒沸精馏流程183

第三节 萃取精馏184

一、萃取精馏基本原理184

二、萃取精馏中萃取剂的选择185

三、萃取精馏的流程185

四、萃取精馏的特点185

第四节 多组分精馏186

一、气液平衡关系186

二、流程方案的选择186

三、关键组分187

第五节 精馏的优化节能技术187

一、设置中间冷凝器和中间再沸器187

二、热泵精馏188

三、多效精馏189

第四章 精馏设备及操作技术190

第一节 塔设备的分类与结构类型190

一、塔设备的分类190

二、板式塔的结构类型190

三、塔设备的发展194

第二节 板式塔的设计指导195

一、板式塔的流体力学性能195

二、板式塔的设计原则196

第三节 精馏塔的操作与维护198

一、精馏塔的操作与控制调节198

二、塔设备的日常维护与保养201

第四节 塔设备常见故障及处理202

一、塔设备的振动202

二、塔设备的腐蚀202

三、其他常见故障203

四、常见操作性故障203

第五节 精馏操作仿真训练204

一、工艺流程204

二、训练步骤205

三、事故处理207

四、思考与分析208

第六节 蒸馏工国家职业技能鉴定标准208

一、鉴定要求208

二、鉴定内容208

三、试题样例210

本篇知识结构图213

习题213

本篇主要符号216

第四篇 吸收操作技术219

第一章 吸收过程219

第一节 吸收过程案例219

一、吸收在工业生产中的应用219

二、吸收过程案例219

第二节 吸收操作分类221

一、物理吸收与化学吸收221

二、单组分吸收与多组分吸收221

三、等温吸收与非等温吸收221

四、低组成吸收与高组成吸收222

第三节 吸收剂的选择222

第二章 吸收原理224

第一节 吸收的气液相平衡224

一、吸收的气液相平衡224

二、亨利定律224

三、相平衡关系在吸收过程中的应用225

第二节 吸收传质机理227

一、传质的基本方式227

二、双膜理论227

第三节 吸收速率228

一、吸收速率方程228

二、传质阻力的控制230

第四节 吸收塔的物料衡算230

一、全塔物料衡算230

二、操作线方程与操作线231

三、吸收剂用量的确定232

第五节 填料层高度的计算233

第六节 其他吸收与解吸236

一、化学吸收236

二、多组分吸收236

三、高浓度吸收237

四、解吸237

第三章 吸收设备及操作技术239

第一节 吸收设备的分类与结构类型239

一、工业对吸收塔的要求239

二、吸收设备的分类与结构239

第二节 填料的类型及性能评价242

第三节 填料塔的流体力学特性244

第四节 填料塔的附件245

第五节 吸收塔的操作248

一、开停车操作248

二、正常操作要点及维护249

三、影响吸收操作的因素与控制调节249

第六节 填料塔的常见故障及处理251

一、填料塔常见设备故障与处理251

二、吸收系统常见操作事故与防止253

第七节 吸收解吸操作仿真训练253

一、工艺流程253

二、训练步骤255

三、思考与分析257

第八节 吸收工国家职业技能鉴定标准257

一、鉴定要求258

二、鉴定内容258

三、试题样例260

本篇知识结构图265

习题265

本篇主要符号267

第五篇 干燥操作技术269

第一章 干燥过程269

第一节 干燥过程案例269

一、干燥在工业生产中的应用269

二、干燥过程案例269

第二节 干燥操作分类271

一、按传热方式分类271

二、按操作方式分类272

三、按操作压力分类272

第三节 对流干燥过程272

一、对流干燥流程272

二、对流干燥原理272

三、对流干燥的条件273

第二章 干燥原理274

第一节 湿空气的性质274

一、湿度H274

二、相对湿度？274

三、比热容cH275

四、焓I276

五、比体积vH276

六、干球温度t、湿球温度tw277

七、绝热饱和温度tas277

八、露点td278

第二节 湿空气的湿度图278

一、焓湿图的构成278

二、焓湿图的用法280

第三节 湿物料中水分的性质281

一、湿物料含水量的表示方法281

二、物料中水分的性质282

第四节 干燥器的物料衡算283

一、水分蒸发量283

二、绝干空气消耗量284

第五节 干燥器的热量衡算284

一、热量衡算的基本方程285

二、干燥系统的热效率286

三、空气通过干燥器时的状态变化287

第六节 干燥速率和干燥时间288

一、干燥速率288

二、干燥曲线和干燥速率曲线288

三、影响干燥速率的因素289

四、恒定干燥条件下干燥时间的计算290

第三章 干燥设备及操作技术292

第一节 干燥器的结构及应用292

一、工业对干燥器的基本要求292

二、工业上常用的干燥器292

三、干燥器的比较和选择297

四、干燥技术的发展298

第二节 干燥器的操作与维护300

一、干燥操作条件的确定300

二、典型干燥器的操作301

三、典型干燥器的维护302

第三节 干燥工国家职业技能鉴定标准303

一、鉴定要求303

二、鉴定内容304

三、试题样例306

本篇知识结构图310

习题310

本篇主要符号312

第六篇 非均相物系分离操作技术315

第一章 非均相物系分离过程315

一、非均相物系分离在化工生产中的应用315

二、非均相物系分离案例315

三、常见非均相物系的分离方法317

第二章 非均相物系分离原理318

第一节 重力沉降318

一、球形颗粒的自由沉降318

二、阻力系数319

三、沉降速度的计算321

四、沉降速度的影响因素322

第二节 离心沉降323

一、离心沉降速度323

二、离心分离因数324

第三节 过滤325

一、过滤操作的基本原理325

二、过滤基本方程327

三、恒压过滤329

第三章 非均相物系分离设备及操作技术331

第一节 降尘室331

一、降尘室的结构及操作331

二、降尘室的生产能力331

第二节 旋风分离器333

一、旋风分离器的结构与操作原理333

二、旋风分离器的性能334

三、旋风分离器类型与选用334

第三节 过滤设备335

一、板框压滤机336

二、转筒真空过滤机339

三、加压叶滤机341

第四节 离心机341

一、三足式离心机342

二、管式高速离心机344

三、碟片式高速离心机344

四、卧式刮刀卸料离心机345

五、活塞往复式卸料离心机345

第五节 其他非均相分离设备346

一、沉降槽346

二、旋液分离器347

三、袋滤器347

四、静电除尘器348

五、文丘里洗涤器348

六、泡沫除尘器349

第六节 非均相物系分离设备的选择349

一、气固混合物的分离350

二、液固混合物的分离350

本篇知识结构图351

习题351

本篇主要符号353

第七篇 蒸发操作技术356

第一章 蒸发过程356

第一节 蒸发过程案例356

一、蒸发在化工生产中的应用356

二、蒸发生产过程案例356

第二节 蒸发过程分类358

一、单效蒸发和多效蒸发358

二、常压蒸发、加压蒸发和减压蒸发358

三、间歇蒸发和连续蒸发359

第三节 蒸发操作流程359

一、单效蒸发流程359

二、多效蒸发流程359

第二章 蒸发原理363

第一节 单效蒸发的工艺计算363

一、溶剂的蒸发量363

二、加热蒸汽消耗量363

三、传热平均温度差366

四、蒸发器的总传热系数368

五、蒸发器的传热面积368

第二节 多效蒸发与节能369

一、蒸发器加热蒸汽的经济性369

二、多效蒸发的温度差损失及效数限制370

三、提高加热蒸汽经济性的其他措施371

第三章 蒸发设备及操作技术372

第一节 蒸发器的结构及类型372

一、蒸发器的结构及类型372

二、蒸发器的辅助设备376

三、蒸发器的性能比较377

四、蒸发器的改进与研究377

第二节 蒸发器的操作与维护378

一、影响蒸发器蒸发强度的因素378

二、蒸发器的使用与维护379

三、蒸发系统常见事故处理380

第三节 蒸发工国家职业技能鉴定标准381

一、鉴定要求381

二、鉴定内容381

三、试题样例383

本篇知识结构图388

习题388

本篇主要符号390

第八篇 萃取操作技术393

第一章 萃取过程393

第一节 萃取过程案例393

一、萃取在化工生产中的应用393

二、萃取生产过程案例394

第二节 萃取操作特点与分类395

一、萃取操作的特点395

二、萃取操作的分类396

第二章 萃取原理398

第一节 萃取过程相平衡398

一、三角形相图398

二、部分互溶物系的相平衡400

三、液液相平衡与萃取操作的关系402

第二节 萃取剂的选择403

一、萃取剂的选择性及选择性系数403

二、萃取剂与原溶剂的互溶度404

三、萃取剂回收的难易及经济性404

四、萃取剂的物理性质404

第三节 萃取过程计算404

一、单级萃取的计算404

二、多级错流萃取的计算406

三、多级逆流萃取的计算408

第四节 超临界流体萃取技术411

一、基本原理411

二、超临界流体萃取的流程412

三、超临界流体萃取技术的特点413

四、超临界流体萃取的应用413

第三章 萃取设备及操作技术415

第一节 萃取设备415

一、萃取设备的主要类型415

二、萃取设备的选择419

第二节 萃取塔的操作420

一、影响萃取操作的主要因素420

二、萃取塔的操作421

本篇知识结构图423

习题423

本篇主要符号425

第九篇 结晶操作技术427

第一章 结晶过程427

第一节 结晶过程案例427

一、结晶在化工生产中的应用427

二、结晶过程案例427

第二节 结晶操作类型429

一、溶液结晶429

二、熔融结晶430

三、升华结晶430

四、沉淀结晶430

第二章 结晶原理431

第一节 结晶的基本原理431

一、基本概念431

二、结晶过程的相平衡432

三、结晶生长过程433

四、晶体生长过程的影响因素434

第二节 结晶计算436

一、结晶过程的物料衡算436

二、物料衡算式的应用437

第三节 其他结晶方法438

一、盐析结晶438

二、反应结晶法438

三、熔融结晶439

四、喷雾结晶440

第三章 结晶设备及操作441

第一节 结晶设备结构类型441

一、结晶设备的类型441

二、常见结晶设备441

三、结晶设备的选择444

第二节 结晶设备的操作445

一、结晶操作方式446

二、影响结晶操作的因素与控制调节447

三、结晶过程中应注意的问题447

第三节 结晶工国家职业技能鉴定标准448

一、鉴定要求448

二、鉴定内容448

三、试题样例451

本篇知识结构图455

习题455

本篇主要符号456

第十篇 膜分离操作技术458

第一章 膜分离过程458

第一节 膜分离过程案例458

一、膜分离过程458

二、膜分离操作案例459

第二节 膜分离技术分类460

一、膜分离技术分类460

二、膜分离技术的发展趋势461

第二章 膜分离的基本原理464

第一节 反渗透464

一、反渗透原理464

二、影响反渗透因素——浓差极化465

三、反渗透过程工艺流程465

第二节 电渗析467

一、电渗析原理467

二、极化现象469

三、电渗析的流程469

第三节 超滤470

一、基本原理471

二、超滤的浓差极化471

三、超滤过程的工艺流程471

第四节 气体膜分离473

一、基本原理473

二、影响气体分离效果的因素474

三、气体膜分离流程474

第五节 渗透汽化475

一、基本原理475

二、渗透汽化操作模式476

第三章 膜分离设备及工业应用479

第一节 分离膜479

一、分离膜的条件479

二、膜材料的要求479

三、膜的种类479

四、膜的使用481

第二节 膜分离设备483

一、板框式483

二、螺旋卷式483

三、圆管式484

四、中空纤维式485

五、毛细管式485

六、槽式485

第三节 反渗透设备及其应用487

一、反渗透组件及其技术特征487

二、膜装置的清洗和存放488

三、反渗透技术的应用489

第四节 电渗析设备及其应用490

一、离子交换膜应具有的条件490

二、电渗析技术的应用491

第五节 超滤设备及其应用492

一、超滤设备492

二、超滤技术的应用493

第六节 气体膜设备及应用494

一、气体膜分离设备494

二、气体膜分离技术应用494

第七节 渗透汽化设备及其应用495

一、渗透汽化设备495

二、渗透汽化的应用495

本篇知识结构图497

习题497

本篇主要符号498

附录499

一、法定计量单位及单位换算499

二、某些气体的重要物理性质501

三、某些液体的重要物理性质501

四、空气的重要物理性质（101.3 kPa）503

五、水的重要物理性质504

六、常用固体材料的密度和比热容505

七、饱和水蒸气表505

八、几种常用液体的导热系数与温度的关系508

九、某些液体的导热系数509

十、某些气体和蒸气的导热系数510

十一、某些固体材料的导热系数511

十二、液体黏度共线图和密度512

十三、气体黏度共线图514

十四、液体的比热容共线图515

十五、气体的比热容共线图（101.3 kPa）517

十六、蒸发潜热（汽化热）共线图518

十七、无机盐水溶液在101.3 kPa下的沸点520

十八、气体分扩散系数521

十九、几种气体溶解于水时的亨利系数522

二十、某些二元物系的气液平衡曲线522

二十一、某些三元物系的液液平衡数据524

二十二、某些超临界流体萃取剂的临界特性524

二十三、管子规格524

二十四、常用离心泵规格（摘录）526

二十五、4—72—11型离心式通风机的规格532

二十六、列管式换热器规格533

参考文献537