本书是高职院校教材,以单元操作为内容,以传递过程原理,揭示各个物理加工过程的基本规律、典型设备的结构,及过程的操作和调节原理等。本课程是物理、物理化学等课程的基础上开设的一门基础技术课程,它在基础课和专业课之间起着承前起后,由理及工的作用,其主要任务是掌握化工单元操作的基本原理、典型设备的构造,培养学生分析问题和解决问题的能力。
为满足高技能人才基地建设要求,也为更好地适应职业技术学校化工工艺专业的教学需求和企业的用人要求,编者组织我校工艺教研室专业教师,编写了这本《化工单元操作》专业教材。
本教材是由教学经验丰富、专业基础扎实的中青年教师根据当代学生特点,结合教学中摸索出的有效方法编写而成。
本教材的特点是按照目前较新的任务驱动模式,合理组织教学内容,以任务引领教学,在完成项目任务过程中,实现理论、实践一体化和多学科知识一体化。基于化工单元操作技术开发过程,设计教学任务,以企业实际生产为载体,基于实际工作过程实施教学,课程强调“为任务工作而学习”和“通过任务工作来学习”。
为适应高级工培养方案,本书理论知识通过任务引出,增强了知识的趣味性,实作内容包括各单元操作的开车、正常运行、停车等各项操作任务及各单元操作的仿真训练。本教材主要内容分为八个模块,包括模块一流体流动与输送,模块二非均相物系的机械分离,模块三传热,模块四蒸发,模块五吸收-解吸,模块六精馏,模块七干燥,模块八萃取。其中模块一由杨青编写,模块二由何燕编写,模块三由雷万富编写,模块四由周林平编写,模块五由徐靓编写,模块六由何鸿武编写,模块七由彭仕忠编写,模块八由刘兴龙编写。参加本教材审稿及帮助指导工作的还有企业专家罗小容高级工程师,四川工商职业技术学院朱克永教授。全书由杨青统稿,黄玫审稿。在此,向对本教材的编写提供帮助和指导的学校领导、企业专家表示衷心的感谢!
本书所做的仅仅是初步探索,还存在诸多不妥之处,有待商榷,敬请各界专家批评指正。
编者
2016年7月
杨青,四川化工技术学校,高级讲师、高级技师,担任化工工艺教研室主任。现工作单位是四川化工高级技工学校。作为工艺专业带头人,主要承担工艺专业教学、实训等工作,推动工艺专业建设及发展。
绪 论 1
模块一 流体流动与输送 3
任务一 认识流体的密度 3
任务二 认识流体的压强 6
任务三 学习静力学基本方程及其应用 8
任务四 学习流量与流速 13
任务五 学习连续性方程 19
任务六 学习伯努利方程及其应用 22
任务七 认识离心泵 31
任务八 认识其他类型的泵 38
任务九 认识化工管路 41
任务十 流体输送实训操作训练 46
任务十一 离心泵单元操作仿真训练 52
模块二 非均相物系的机械分离 55
任务一 沉降的基本原理 56
任务二 过滤的基本原理及常用分离设备 60
任务三 非均相混合物分离的操作训练 66
模块三 传 热 71
任务一 认识传热基本概念及过程的应用 71
任务二 认识传热设备 74
任务三 获取传热知识 80
任务四 传热单元操作实训 92
任务五 列管换热器单元仿真操作 98
模块四 蒸 发 104
任务一 蒸发的特点与应用 104
任务二 单效蒸发 106
任务三 多效蒸发 110
任务四 蒸发器 114
模块五 吸收-解吸 121
任务一 去除原料气中的二氧化碳 121
任务二 吸收装置—— 填料塔 126
任务三 吸收的操作分析 130
任务四 吸收-解吸装置的操作训练 136
任务五 吸收-解吸仿真操作 143
模块六 精 馏 146
任务一 精馏的基本原理 146
任务二 精馏工艺流程及设备 149
任务三 精馏操作过程的相关计算 154
任务四 精馏实训操作训练 157
任务五 精馏单元操作仿真训练 163
模块七 干 燥 169
任务一 干燥概述 169
任务二 干燥设备及其选择 171
任务三 流化床干燥操作实训 175
模块八 萃 取 177
任务一 萃取原理及操作流程 177
任务二 液-液萃取操作实训 182
参考文献 185
附 录 186