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出版者:化学工业

作者:叶庆国//刘名礼//曾涛

出品人:

页数:224

译者:

出版时间:2009-3

价格:29.00元

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isbn号码:9787122043627

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《化工分离工程原理与应用》 内容简介： 本书旨在为读者提供一个全面而深入的化工分离工程学习指南。化工分离过程是化学工业的核心环节，几乎所有化学品的生产都离不开不同程度的分离提纯。掌握扎实的分离工程理论知识和熟练的应用技能，对于化学工程师而言至关重要。本书将系统地阐述各种主流化工分离技术的原理、设备、工艺设计以及实际应用，帮助读者构建坚实的理论基础，并掌握解决实际工程问题的能力。 第一部分：分离工程基础理论 本部分将从最基础的层面出发，为读者打下坚实的理论基础。 物料衡算与能量衡算： 分离过程的根本在于物质和能量的传递与转化。本章将详细介绍物料衡算的基本原理、方程建立方法以及在分离过程中的应用。同时，深入讲解能量衡算的要点，包括热力学定律、焓、熵等概念，以及如何利用能量衡算来评估和优化分离过程的能耗。我们将通过丰富的实例，展示如何将这些基本概念应用于复杂的化工流程分析。 相平衡原理： 相平衡是分离工程的基石。本章将重点讲解多组分多相体系的相平衡理论，包括理想溶液模型、活度系数模型（如Wilson方程、NRTL方程、UNIQUAC方程等）的应用，以及如何利用相平衡图（如T-x、P-x、y-x图、三相图等）来预测和分析物质在不同相之间的分布。我们将深入探讨气液平衡（VLE）、液液平衡（LLE）、固液平衡（SLE）以及固气平衡（SGE）的特性，并介绍计算相平衡的常用软件和方法。 传质与传热理论： 分离过程本质上是物质和能量的传递过程。本章将详细介绍传质的基本理论，包括扩散、对流扩散、界面传质等。我们将重点讲解传质系数的概念，以及影响传质效率的因素，如流体性质、界面面积、温差等。同时，本章也将覆盖传热的基本原理，包括传导、对流和辐射，以及它们在分离设备中的应用。理解传质与传热的内在联系，是设计高效分离设备的关键。 单元操作基础： 本章将介绍几种最基础、最常见的化工分离单元操作，为后续更复杂的分离技术打下铺垫。我们将重点讲解蒸馏、吸收、萃取、结晶、过滤和干燥等基本单元操作的原理、影响因素和典型设备。例如，在蒸馏部分，将涵盖简单蒸馏、分馏、闪蒸、回流等概念；在吸收部分，将讲解吸收剂的选择、吸收设备的设计要点等。 第二部分：主要化工分离技术详解 本部分将深入剖析各种主流的化工分离技术，涵盖其原理、设备、工艺设计和应用。 蒸馏（Distillation）： 蒸馏是最广泛应用的分离技术之一。本章将系统阐述不同类型的蒸馏方法，包括： 精馏（Rectification）： 重点讲解塔板式和填料塔的结构、工作原理、传质单元概念（如HETP、HTU）以及操作线和平衡线的绘制与应用。我们将深入探讨影响精馏效率的因素，如回流比、塔顶温度、塔釜温度、进料位置等。 多组分精馏： 介绍多组分精馏的计算方法，包括Rigorous计算（如横肋法、层层法）和近似计算方法（如Fenske方程、Underwood方程、Doolittle方程）。 特种蒸馏： 详细讲解共沸蒸馏、萃取精馏、变压蒸馏、惰性气体蒸馏等特殊蒸馏技术，并分析其适用场合和技术特点。 设备与设计： 介绍各种塔设备（如板式塔、填料塔）的设计要点、材质选择以及操作优化。 吸收（Absorption）与解吸（Stripping）： 吸收是利用组分在两种不混溶相（通常是气液）中的溶解度差异进行分离的技术。 原理与计算： 详细讲解吸收过程的传质机理，介绍吸收剂的选择原则，以及液相传质系数和气相传质系数的概念。重点讲解吸收塔的设计，包括塔板设计和填料塔设计，并介绍传质单元（如NTU、HTU）的概念。 解吸： 作为吸收的逆过程，解吸用于将吸收剂中的目标组分释放出来。本章将介绍解吸的原理、设备和应用。 实际应用： 举例说明吸收在天然气净化、烟气脱硫脱碳、溶剂回收等领域的应用。 萃取（Extraction）： 萃取是利用组分在两种不混溶液相中溶解度的差异进行分离的技术。 液液萃取： 重点讲解溶剂的选择原则、相平衡图（如三角形相图）的绘制与解析，以及传质单元的概念。介绍液液萃取设备，如萃取槽、萃取塔（筛板塔、填料塔、脉冲塔、离心萃取机）的设计与操作。 固液萃取： 简要介绍固液萃取的基本原理和设备，例如浸出锅等。 应用实例： 讲解萃取在石油炼制、抗生素提取、有机物分离等领域的应用。 结晶（Crystallization）： 结晶是使溶液或熔体中某组分达到过饱和状态，形成晶体的分离过程。 结晶原理： 深入讲解成核与生长机理，以及过饱和度的形成原因。 结晶设备： 介绍各种结晶器，如冷却结晶器、蒸发结晶器、真空结晶器、反应结晶器等，并分析其特点和应用。 晶体性质控制： 讨论影响晶体尺寸、形状和纯度的因素，以及如何通过工艺控制来获得所需晶体。 应用： 介绍结晶在食盐生产、化学品精制、糖业等领域的应用。 过滤（Filtration）与离心分离（Centrifugation）： 过滤是固液分离的基本方法，离心分离则通过离心力加速固液或液液分离。 过滤理论： 讲解过滤机理（如表面过滤、深层过滤），介绍滤布、滤饼的性质，以及影响过滤速率的因素。 过滤设备： 详细介绍板框压滤机、带式过滤机、真空过滤机、离心过滤机等常用过滤设备的工作原理、结构特点和选型。 离心分离： 讲解离心力的原理，介绍离心机（如沉降式离心机、过滤式离心机）的类型和应用。 应用： 阐述过滤和离心分离在化工、制药、食品等行业的应用。 干燥（Drying）： 干燥是将物料中的水分或其他溶剂蒸发去除的过程。 干燥原理： 讲解传质与传热耦合的原理，介绍物料的临界含水率、恒速干燥和降速干燥阶段。 干燥设备： 详细介绍各种干燥设备，如烘箱、带式干燥机、喷雾干燥机、流化床干燥机、回转干燥机等，分析其特点、适用范围和操作要点。 应用： 介绍干燥在粉末产品生产、固体物料储运等方面的应用。 膜分离技术（Membrane Separation Technologies）： 膜分离技术是一类新型、高效的分离技术，近年来发展迅速。 基本原理： 介绍膜分离的驱动力（如压力差、浓度差、电势差）、膜的类型（如微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析、渗透汽化）以及膜的截留机理。 设备与工艺： 介绍各种膜组件（如平板膜、卷式膜、管式膜）的设计特点，以及膜分离工艺流程。 应用： 重点讲解膜分离在水处理（如饮用水净化、废水回用）、气体分离、生物医药、食品加工等领域的应用。 吸附（Adsorption）与离子交换（Ion Exchange）： 吸附是利用固体吸附剂吸附气相或液相中特定组分的分离技术，离子交换则是利用固体离子交换剂置换液相中离子的过程。 吸附原理： 介绍吸附的机理（如物理吸附、化学吸附），吸附剂的种类（如活性炭、分子筛、氧化铝）及其特性。 吸附设备与工艺： 介绍固定床吸附器、流化床吸附器等设备，以及吸附-再生循环过程。 离子交换原理： 介绍阳离子交换剂和阴离子交换剂，以及交换反应的原理。 应用： 讲解吸附在气体干燥、溶剂回收、气体净化等方面的应用，以及离子交换在水处理（软化、除盐）、贵金属回收等方面的应用。 第三部分：分离工程设计与优化 本部分将从工程实践的角度出发，讲解如何设计和优化分离过程。 分离流程设计： 流程选择： 介绍如何根据原料性质、产品要求、经济性等因素选择合适的分离技术和流程。 设备选型： 详细讲解如何根据操作条件、物料性质、生产规模等因素选择合适的单元操作设备。 工艺参数优化： 探讨如何通过调整操作参数（如温度、压力、流量、回流比等）来提高分离效率、降低能耗和成本。 能耗与经济性分析： 能耗评估： 介绍如何对分离过程的能耗进行量化评估，并分析主要能耗环节。 经济性指标： 讲解投资成本、操作成本、总成本等经济性指标，以及如何进行经济性分析和比较。 节能降耗技术： 介绍各种节能技术在分离工程中的应用，如热集成、能量回收等。 过程模拟与软件应用： 模拟软件介绍： 介绍主流的化工过程模拟软件（如Aspen Plus, HYSYS）在分离工程设计中的应用。 模型建立与计算： 讲解如何利用模拟软件建立分离过程模型，进行相平衡计算、单元操作模拟和流程优化。 案例分析： 通过具体的案例，展示如何运用模拟软件解决实际工程问题。 过程放大与操作控制： 放大效应： 讨论实验室规模到工业规模放大过程中可能遇到的问题和解决方法。 过程控制： 介绍分离过程中的关键控制点，以及常用的控制策略和仪表。 安全与环保： 强调分离过程中的安全操作规程和环境保护要求。 本书特色： 理论与实践结合： 本书不仅系统阐述了分离工程的理论基础，还结合了大量的工程实例和实际应用，帮助读者理解理论在实践中的应用。 内容全面深入： 涵盖了化工分离工程中最常用和最重要的大部分技术，内容详实，讲解透彻。 图文并茂： 配备丰富的图表、流程图和设备示意图，直观易懂，有助于读者理解抽象的概念。 循序渐进： 从基础理论到具体技术，再到工程设计，内容组织逻辑清晰，适合不同层次的读者学习。 强调应用： 突出分离技术在现代化学工业中的重要作用，并分析其未来发展趋势。 本书适合于化学工程、化工设备、制药工程、环境工程等相关专业的高等院校学生，以及从事化工生产、工艺设计、过程优化等工作的工程师和研究人员。通过学习本书，读者将能够深刻理解化工分离的奥秘，掌握设计和操作高效、经济、环保的分离过程的必备知识和技能。

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阅读过程中，我发现这本书的语言风格非常贴合工程师的思维习惯——严谨、务实，且不失一定的幽默感。它不像某些学术著作那样冷峻，偶尔出现的诙谐的批注或比喻，能够有效地在紧张的学习氛围中放松心情，让知识的吸收过程变得更为轻松愉快。例如，在解释某个难以理解的物性参数时，作者会用一个非常生活化的类比来解释其物理意义，这种“接地气”的表达方式，大大拉近了书本与读者的距离。这种平衡感非常难得，既保证了专业内容的准确性，又保持了阅读的亲和力，让人感觉作者更像是一位经验丰富的导师，而非高高在上的学者，愿意与你一同探讨和解决工程难题。

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这本书的理论阐述部分，我感觉作者的处理方式非常到位，完全没有那种高高在上的学术腔调。它不像某些教科书那样堆砌晦涩难懂的公式和定义，而是更倾向于从实际应用场景出发，循序渐进地引导读者理解背后的物理化学原理。举个例子，在讲解相平衡概念时，作者引入了一个非常贴近工业生产的案例，使得抽象的相图一下子变得具体可感。我欣赏这种“先见树木，再见森林”的讲解逻辑，它极大地降低了初学者的入门门槛。更重要的是，每个知识点后面都紧跟着一段“深度思考”的提示性文字，这些小小的引导语常常能激发我跳出书本，去思考问题的多面性。这种注重培养批判性思维的教学方法，比起单纯的知识灌输要有效得多，它真正做到了“授人以渔”。

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这本书的装帧设计着实让人眼前一亮，封面的色彩搭配和排版布局都透露出一种专业而又不失活力的气息。拿到手里的时候，纸张的质感也相当不错，拿在手上沉甸甸的，让人感觉内容肯定非常扎实。我尤其喜欢它在章节标题的处理上所下的功夫，既清晰明了地点出了核心知识点，又巧妙地运用了一些小图标来辅助记忆，这在众多教材中是比较少见的细节处理。内页的字体选择和行距也经过了精心的考量，长时间阅读下来眼睛也不会感到特别疲劳。整体来说，光是翻阅这本书的过程，就让人对即将展开的学习旅程充满了期待，这种对阅读体验的重视，在我看来，已经为这本书的价值打下了良好的基础。我注意到封面底部印着“修订版”的字样，说明作者对内容进行了持续的打磨和更新，这一点对于快速发展的工程领域来说至关重要，保证了所学知识的前沿性和适用性。

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这本书的结构安排，体现了作者对学习者学习曲线的深刻洞察。它显然不是简单地按照学科逻辑线性排列，而是巧妙地将基础理论、经典案例和工程实践有机地编织在一起。前期的章节构建起坚实的理论地基后，紧接着就引入了针对性的计算例题，这些例题的设计难度梯度非常合理，从基础的单元换算到复杂的耦合计算，层层递进，让人能够扎实地将理论知识转化为解决实际问题的能力。我尤其欣赏它在每个章节末尾设置的“扩展阅读与前沿追踪”部分，这部分内容虽然不作为考试重点，但却极大地拓宽了我的视野，让我看到了这个领域正在向哪些方向发展。这种既要打好基础，又要面向未来的教学布局，在我看来是极其科学和负责任的。

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关于图表和插图的运用，这本书简直可以作为范本。我翻阅了很多相关书籍，但很少有能将复杂流程和设备结构画得如此清晰细致的。那些流程图，线条流畅，关键节点的标注精准无比，即便是第一次接触这些复杂装置的新手，也能通过图示迅速把握整体脉络。特别是那些三维剖面图，立体感极强，让人仿佛能身临其境地观察到物料在设备内部的流动状态。相比于纯文字的描述，这些高质量的视觉辅助材料极大地提高了我的学习效率，尤其是对于理解那些涉及空间布局和动态过程的知识点。我甚至会把一些关键的流程图单独打印出来，贴在我的工作台前，作为实时的参考对照，这足以说明这些图示的直观价值有多高。

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