《无机物工厂设备计算》

第一篇工艺计算基础9

第一章物质的重要物理化学常数的选择与近似计算9

1-1粘度9

(一)气体的粘度9

(二)液体的粘度15

1-2 热容16

1-3 导热系数17

1-4 重度21

参考文献22

第二章物料平衡与热量平衡23

2-1 绪言23

2-2 物料平衡和热量平衡的计算步骤25

2-3 连续过程的物料平衡与热量平衡31

2-4 循环过程物料平衡的计算实例33

参考文献36

第二篇气固相过程与设备37

第三章接触反应器计算的基本原理37

3-1 工业接触反应器的分类37

3-2 气固相接触反应动力学41

3-3填充床的流体力学44

(一)填充床的阻力44

(二)填充床的空隙度48

(三)填充床层径向流速分布51

3-4流体通过填充床时的传热问题57

(一)填充床的传热机理57

(二)气流对壁的给热系数αt58

(三)有效导热系数λｅ与壁给热系数αｗ60

(四)床层温度分布的计算62

(五)填充床内流体与颗粒间热传导69

参考文献69

第四章接触反应器触媒用量的计算71

4-1 动力学控制过程时触媒用量的计算71

4-2 外扩散控制过程时触媒用量的计算75

4-3 内扩散控制过程时触媒用量的计算77

4-4 根据反应器高度的决定来计算反应器87

4-5 反应在过渡区范围内进行时所需触媒量的计算91

参考文献93

第五章中间换热式接触反应器的计算94

5-1中间间接换热式接触反应器的计算94

(一)计算步骤94

(二)一氧化碳转化器的计算100

5-2中间直接换热接触反应器的计算107

(一)过程的基本原理107

(二)炉气冷激式二氧化硫转化器的计算108

(三)空气冷激式二氧化硫转化器的计算111

参考文献114

第六章内部换热式接触反应器的计算115

6-1 单管内部换热式接触反应器的计算115

6-2 当Δtm为不定值时单管内部换热式接触反应器的计算118

6-3 单管内部换热式接触反应器的分区计算法123

6-4 双套管内部换热式接触反应器的计算129

6-5氨合成塔的计算134

(一)物料衡算134

(二)热量衡算134

(三)动力学方程式的积分136

参考文献139

第七章气固相反应设备的计算140

7-1气固相化学反应及其反应设备的分类140

(一)气固相化学反应的分类140

(二)气固相化学反应设备的种类141

7-2 气固相反应器的计算原理142

7-3固定床气固反应设备的计算144

(一)氢氧化铁法脱硫设备的计算144

(二)竖式石灰窑的计算145

(三)煤气发生炉的计算149

7-4固体颗粒作间歇运动的气固相反应设备158

(一)物料在回转圆筒中的停留时间及生产能力159

(二)回转圆筒主要尺寸的决定162

(三)回转圆筒所需功率的决定163

参考文献164

第八章沸腾床反应器的计算165

8-1沸腾床的流体力学计算165

(一)临界速度168

(二)带走速度172

(三)沸腾床的阻力173

(四)沸腾床的空隙度174

8-2沸腾床的传热174

(一)沸腾床内颗粒与流体间的传热175

(三)辐射对沸腾床给热系数的影响183

8-3沸腾床的热交换过程计算183

(一)连续向沸腾床内加入物料时热交换过程的计算183

(二)浸没于沸腾床中换热设备的计算187

8-4 沸腾床内的传质过程190

8-5沸腾层接触反应器的计算191

(一)固定床及沸腾床进行气—固系接触反应过程的优缺点191

(二)沸腾床接触反应过程中触媒的内表面利用率192

(三)沸腾床接触反应过程中触媒的外表面利用率194

(四)沸腾床中气泡的生成对接触反应过程的影响194

(五)沸腾层内气相及固相的混合196

(六)工业沸腾床接触反应过程199

(七)多程沸腾床接触反应器各层转化率及触媒体积的分配203

(八)二氧化硫沸腾转化器各段最适宜转化率及反应温度的分配206

参考文献208

第三篇气液相过程与设备211

第九章填制吸收塔的计算211

9-1 计算填料塔的基本数据的选择211

9-2填料高度的计算213

(一)气相阻力控制过程时填料高度的计算214

(二)液相中进行飞速化学反应时填料高度的计算216

(三)当吸收剂活泼组份浓度为常数时填料高度的计算219

(四)铜氨液吸收一氧化碳的吸收塔的计算222

9-3液体分布器的计算224

(一)分布板224

(二)蛛网器225

(三)管式喷淋器225

(四)分布槽226

(五)压头型喷淋器227

(六)碰击式演淋器229

(七)喷淋星231

9-4 气体的分布233

9-5 填料支架233

参考文献235

第十章填料洗涤塔的计算236

10-1填料洗涤塔的传热系数236

(一)不饱和气体在填料洗涤塔中的传热系数236

(二)饱和气体在填料洗涤塔中的传热系数237

10-2 平均温度差的逐段测定238

10-3 填料洗涤塔的计算步骤241

10-4根据传质方程式计算洗涤塔的方法245

(一)图解积分法246

(二)简化的解析计算法248

10-5煤气洗涤塔的计算249

(一)原始数据249

(二)初步计算249

(三)洗涤塔直径的初步选择250

(四)传热系数的决定251

(五)平均温度差的逐段解析计算252

(六)填料表面积和洗涤塔填充高度的计算255

参考文献255

第十一章泡沫塔的计算256

11-1泡沫塔的流体力学计算256

(一)泡沫层高度的计算256

(二)泡沫塔的流体阻力260

(三)筛板的漏液量262

(四)气体的雾沫夹带263

11-2泡沫层内的传热与传质过程263

(一)传热与传质过程推动力264

(二)传热与传质系数266

11-3泡沫除尘过程272

(一)泡沫除尘设备的单板效率272

(二)多级泡沫除尘器的板效率274

11-4泡沫塔的计算步骤274

(一)单板泡沫塔的计算步骤274

(二)多板泡沫塔的计算步骤283

参考文献287

第十二章高湍流设备的计算288

12-1液体的雾化及气体的高效率洗涤降温和吸收过程288

(一)液体的雾化288

(二)气体中尘粒(雾粒)的分离289

(三)液滴的蒸发293

12-2文丘里洗涤器294

(一)文丘里洗涤器的除尘(雾)作用295

(二)文丘里洗涤器的降温作用300

(三)文丘里洗涤器的气流阻力302

(四)文丘里洗涤器的吸收作用303

12-3 喷射泵304

参考文献310

第四篇液固相过程与设备311

第十三章液固相过程与设备的计算311

13-1完全混合的槽式反应器中的反应动力学311

(一)单一反应器中的化学反应312

(二)数个串联反应器中的化学反应315

13-2 反应体积的计算318

13-3 搅拌器的类型与选择319

13-4 传热面的计算321

13-5 用液体浸取或洗涤固体的计算322

13-6浸取磷酸的计算328

(一)浸取器的计算328

(二)在增稠器内倾析与逆流洗涤的计算329

(三)沉降面积的计算330

参考文献333