绪论(环境工程本科

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1、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主讲：林维晟Tel：13860075681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（UnitOperationofChemicalengineering），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

2、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。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

3、。它可归纳为动量传递、质量传递和热量传递。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

4、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

5、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、改进设备的途径。操作方式：连续操作和间歇操作；定常操作与不定常操作。传递过程单元操作动量传递流体输送输送，固体流态化非均相混合物分离：沉降、过滤热量传递物料加热或冷却，汽化或冷凝溶剂与不挥发性溶质分离：蒸发质量传递均相混合物分离：蒸馏、吸收、萃取、干燥、膜分离、吸附等表0－1单元操作的

6、名称及分类(三)单元操作与工程观点1.过程影响因素多：物性因素、操作因素和结构因素；2.过程制约条件多；3.效益是评价工程合理性的最终判据；4.理论分析、工业性试验与经验数据并重。需要同学了解工程实际问题的特点，从工程实际出发，学会从经济角度去考虑技术问题。(四)单元操作计算的基本内容物料衡算（质量守恒定律）、能量衡算（能量守恒定律，即热力学第一定律）；过程的极限以及物性计算。分为设计计算和操作计算两类。过程速率：三、单位及单位换算F=ma（1）力的符号质量的符号加速度的符号[F]=g·（cm/s2）=dyn（达因）方括号表示物理量的单位1、单位制（1）cgs制（物理单位制

7、）基本单位：长度cm，质量g，时间s导出单位：如力g·cm/s2=dyn（达因）力=质量×加速度即（3）SI制（国际单位制）基本单位：一般先选几个独立的物理量，以使用方便为原则规定出它们的单位。长度m，质量kg，时间s，温度K，物质量单位mol，电流A，光强度cd（坎德拉）1℃=（273.15+1）K导出单位：根据物理本身的物理意义，由有关基本单位组合构成的。如比热容（cp）kJ/(mol·K)或kJ/(kg·K)温度差1K=1℃（2）工程制基本单位：长度m，重量（重力）kgf，时间s导出单位：如质量质量的符号2、