化工单元操作

绪论

学习目标

一、课程的性质、作用及任务

二、化工单元操作及分类

三、化工单元操作过程中的基本规律

四、单位制及单位换算

五、学习本课程要注意的问题及

培养的能力

复习思考题

项目一 流体输送

学习目标

生产案例

任务一 流体输送方式的选择

一、设备输送

二、压送和真空抽料

三、高位槽送料

任务二 流体输送管路的选择与安装

一、流体输送管路的分类

二、管路的构成

三、管路直径的确定

四、管路的连接方式

五、管路的布置与安装

六、管路常见故障及处理

任务三 流体力学基本方程的应用

一、流体的主要物理量

二、静力学基本方程式及应用

三、连续性方程及应用

四、伯努利方程式及应用

任务四 流体主要参数的测定

一、流体静压强的测量

二、液位的测量

三、液封高度的确定

四、流速的测量

五、流量的测量

任务五 流体阻力的计算

一、流体流动类型及判定

二、流体阻力的来源及分类

三、管内流体阻力计算

四、降低管路系统流动阻力的途径与措施

任务六 离心泵的操作与维护

一、离心泵的基本结构和工作原理

二、离心泵的性能参数及特性曲线

三、离心泵工作点的确定与流量调节

四、离心泵的汽蚀现象与安装高度

五、离心泵的组合操作

六、离心泵的类型及选择

七、离心泵的安装、操作及维护

八、离心泵常见故障及处理措施

任务七 往复泵的操作与维护

一、往复泵结构与工作原理

二、往复泵的类型及特性

三、往复泵的流量调节

四、往复泵的操作与维护

五、往复泵常见故障及处理方法

任务八 其他化工用泵的操作与维护

一、旋涡泵

二、屏蔽泵

三、齿轮泵

四、计量泵

五、隔膜泵

六、螺杆泵

七、液下泵

任务九 离心式通风机的操作与维护

一、离心式通风机构造和工作原理

二、离心式通风机性能参数及特性曲线

三、离心式通风机的类型与选择

任务十 鼓风机的操作与维护

一、离心式鼓风机

二、罗茨鼓风机

任务十一 往复式压缩机的操作与维护

一、往复式压缩机

二、离心式压缩机

复习思考题

项目二 非均相混合物的分离

学习目标

生产案例

任务一 沉降分离操作

一、重力沉降分离

二、离心沉降分离

任务二 过滤分离操作

一、过滤操作的基本知识

二、过滤设备的操作与维护

任务三 离心机的操作与维护

一、沉降式离心机

二、过滤式离心机

任务四 静电分离操作

一、静电除尘器

二、静电除雾器

任务五 气体的其他净制分离操作

一、袋滤器

二、文丘里洗涤器

三、泡沫塔

四、湍球塔

复习思考题

项目三 物料换热

学习目标

生产案例

任务一 传热基础的认知

一、传热基本方式

二、工业换热方法

三、传热速率

四、载热体

五、稳定传热和非稳定传热

任务二 导热过程的计算及其应用

一、傅里叶定律及热导率

二、平壁稳定热传导过程的计算

三、圆筒壁稳定热传导过程计算

任务三 对流传热过程分析及其应用

一、对流传热过程分析

二、对流传热速率方程

三、对流传热系数及影响因素

四、对流传热系数的获取

五、流体有相变时的对流传热过程分析

任务四 间壁换热过程分析及计算

一、热量衡算

二、平均温度差计算

三、传热系数的获取

四、污垢热阻

五、强化传热的途径

任务五 换热设备的选择

一、间壁式换热器的分类

二、列管换热器的型号及选用

任务六 列管换热器的操作与维护

一、列管换热器的基本操作

二、列管换热器的正确使用及注意事项

三、列管换热器常见故障及处理方法

四、换热器的维护与清洗

复习思考题

项目四 蒸发操作

学习目标

生产案例

任务一 蒸发操作及其流程的识读

一、蒸发操作及其分类

二、蒸发操作的流程

任务二 单效蒸发有关参数的计算

一、水分蒸发量

二、加热蒸汽消耗量

三、蒸发器传热面积

任务三 蒸发设备的选择

一、蒸发器的结构及分类

二、蒸发器的附属设备

三、蒸发器的选择

任务四 蒸发设备的运行与操作

一、蒸发器的生产强度及影响因素

二、蒸发操作的经济性

三、蒸发系统的日常运行及开停车操作

复习思考题

项目五 蒸馏操作

学习目标

生产案例

任务一 双组分气液相平衡关系分析

一、蒸馏的理论基础

二、双组分理想溶液气液相图分析

三、双组分非理想溶液气液相图分析

四、气液相平衡方程

任务二 蒸馏过程分析

一、简单蒸馏

二、平衡蒸馏

三、精馏

任务三 连续精馏过程的计算

一、全塔物料衡算

二、操作线方程

三、进料状况对操作线的影响

四、塔板数的计算

五、适宜回流比的选择

任务四 蒸馏设备及其选择

一、板式塔的结构及气液传质过程分析

二、工业上常用的板式塔

三、板式塔的选择

任务五 板式精馏塔的操作与控制

一、气液相负荷对精馏操作的影响

二、板式精馏塔的操作

三、板式精馏塔的操作控制

四、精馏设备常见的操作故障与处理

复习思考题

项目六 气体吸收与解吸

学习目标

生产案例

任务一 吸收流程与装置的认识

一、吸收的基本流程及其选择

二、用水吸收空气中CO2流程的识读

任务二 吸收剂的选择

一、吸收剂选择的依据

二、工业上常用的吸收剂

任务三 吸收过程分析

一、气液相平衡分析

二、气液相平衡关系在吸收过程中的应用

三、吸收机理分析

四、吸收速率方程

五、吸收过程的控制

六、提高吸收速率的途径

任务四 吸收剂消耗量的确定

一、全塔物料衡算和操作线方程

二、吸收剂用量的确定

任务五 填料吸收塔直径和填料层高度的确定

一、填料吸收塔直径的确定

二、填料层高度的确定

任务六 解吸及其他类型的吸收操作

一、解吸操作

二、其他类型的吸收

任务七 吸收设备及其选型

一、吸收设备的一般要求

二、常见吸收设备的结构和特点

三、填料吸收塔

任务八 吸收塔的操作与调节

一、吸收塔操作的主要控制因素

二、强化吸收过程的措施

三、吸收塔的调节

四、吸收系统常见设备的操作故障与处理

五、吸收系统常见操作故障与处理

复习思考题

项目七 液液萃取

学习目标

生产案例

任务一 液萃取过程分析

一、液萃取的基本原理

二、液相平衡

三、萃取剂的选择

任务二 萃取流程的识读

一、单级萃取流程

二、多级萃取流程

任务三 萃取设备的操作

一、萃取设备的类型

二、萃取设备的选用

三、影响萃取操作的主要因素

四、萃取塔的操作

任务四 超临界萃取

一、超临界萃取的基本原理

二、超临界萃取的流程

三、超临界萃取的特点及其工业应用

复习思考题

项目八 溶液结晶

学习目标

生产案例

任务一 结晶过程分析及计算

一、结晶过程的基本原理

二、结晶过程的相平衡

三、结晶生成过程

四、结晶过程的物料衡算

任务二 结晶过程的操作与控制

一、结晶操作的影响因素

二、结晶过程的操作控制

任务三 结晶方法与设备的选择

一、结晶方法的选择

二、常用的结晶设备

复习思考题

项目九 物料干燥

学习目标

生产案例

任务一 干燥过程的分析

一、干燥操作的分类

二、对流干燥过程分析

任务二 湿空气的性质及湿焓图的应用

一、湿空气的性质

二、湿焓图的识读及其应用

任务三 湿物料的性质分析

一、物料含水量的表示方法

二、物料中水分的性质

任务四 干燥过程的计算

一、物料衡算

二、热量衡算

三、干燥器的热效率

四、干燥速率及影响因素分析

任务五 干燥设备及其操作

一、干燥器的基本要求及分类

二、常用对流干燥器

三、非对流式干燥器

四、干燥器的选用原则

五、常用干燥器的操作与维护

六、干燥过程的节能措施

复习思考题

项目十 吸附

学习目标

生产案例

任务一 吸附过程分析

一、吸附现象

二、吸附分类

三、物理吸附过程分析

任务二 吸附剂的选择

一、吸附剂的基本要求

二、工业上常用的吸附剂

三、吸附剂的性能

任务三 吸附平衡与吸附速率

一、吸附平衡

二、吸附速率

任务四 吸附装置的操作

一、吸附方法的选择

二、吸附装置的操作

三、吸附过程的强化与展望

复习思考题

项目十一 膜分离技术

学习目标

生产案例

任务一 膜分离过程分析

一、膜分离过程及特点

二、膜及膜组件

任务二 反渗透过程分析

一、反渗透原理

二、反渗透工艺流程

三、影响反渗透过程的因素

任务三 电渗析过程分析

一、电渗析分离原理及特点

二、电渗析器构成与组装方式

三、电渗析典型工艺流程

四、电渗析技术的工业应用

任务四 超滤与微滤过程分析

一、超滤与微滤的基本原理

二、超滤膜与微滤膜

三、超滤与微滤操作流程

四、超滤与微滤的工业应用

任务五 气体膜分离过程分析

一、气体膜分离原理

二、影响气体膜分离效果的因素

三、气体膜分离流程

四、气体膜分离技术的应用

任务六 膜分离过程中的问题及处理

一、压密作用

二、水解作用

三、浓差极化与膜污染

复习思考题

附录

附录一 化工常用法定计量单位及单位换算

附录二 某些气体的重要物理性质（101.3 kPa）

附录三 某些有机液体的相对密度（液体密度与4℃时水的密度之比）

附录四 某些液体的重要物理性质

附录五 部分无机盐水溶液的沸点（101.3 kPa）

附录六 某些固体材料的重要物理性质

附录七 水的重要物理性质

附录八 饱和水蒸气表（按温度排列）

附录九 饱和水蒸气表（按压力排列）

附录十 干空气的热物理性质（p=1.013×105Pa）

附录十一 水的黏度（0℃至100℃）

附录十二 液体黏度共线图

附录十三 气体黏度共线图

附录十四 气体热导率共线图（101.3 kPa）

附录十五 液体比热容共线图

附录十六 气体比热容共线图（101.3 kPa）

附录十七 液体汽化热共线图

附录十八 液体表面张力共线图

附录十九 管子规格

附录二十 离心泵规格（摘录）

参考文献

《化工单元操作（第二版）/“十二五”职业教育规划教材》根据专业培养方案精选了十一个典型的化工单元操作进行介绍，包括流体输送、沉降与过滤、传热、蒸发、蒸馏、吸收、萃取、结晶、干燥、吸附、膜分离技术。每章均有复习思考题，其中计算题附有习题答案。书末有附录，供解题时查数据使用。
　　《化工单元操作（第二版）/“十二五”职业教育规划教材》在编写过程中根据现代职教理念，围绕高职教育培养目标，立足于学生岗位职业能力的培养并结合化工企业技术人员培训的实际需要对课程内容进行了重新整合，以化工单元操作岗位工作过程为主线，把技能训练和知识的掌握贯穿于以工作任务为载体的项目教学中，更加注重学生工作过程知识的获取和岗位能力的培养，更突出了教材的“职业性、实用性、适用性”特色。
　　《化工单元操作（第二版）/“十二五”职业教育规划教材》是高职化工类及其相近专业的一门主干课程，同时可作为其他相关专业，如石油、生物工程、制药、冶金、食品等专业的教材或参考书，也可作为化工生产企业技术人员的培训教材。

《化工单元操作（第二版）/“十二五”职业教育规划教材》在编写过程中根据现代职教理念，围绕高职教育培养目标，立足于学生岗位职业能力的培养并结合化工企业技术人员培训的实际需要对课程内容进行了重新整合，以化工单元操作岗位工作过程为主线，把技能训练和知识的掌握贯穿于以工作任务为载体的项目教学中，更加注重学生工作过程知识的获取和岗位能力的培养，更突出了教材的“职业性、实用性、适用性”特色。