《化工传质单元操作》教学大纲 一、课程基本信息 课程编号： 课程中文名称。 化工传质单元操作 课程英文名称： Mass Transfer and Unit Operations of Chemical Engineering 课程类别：技术基础课 适用专业： 化学工程与工艺、生物化工、环境工程、制药工程等本科专业 开课学期：春第六学期) 点影时.56必时 总学分： 35 顶修课程（编号）： 高等数学()、普通物理()入、物理化学()、流体流动与传热() 并修课程（编号）：化工基础实验（人、传递过程原理(）、化工原理课程设计() 本课程是化学工程与工艺类专业及相近专业的技术基础课，属工程学 科，其主要内容是研究化工生产中传质单元操作的基本原理、过程和设各 课程简介： 的计算方法、典型设备构造及性能等，强调用自然科学原理考察、解释和 处理工程实际问题，以培养学生分析和解决工程实际问题的能力。 建议教材： 陈敏恒等编.化工原理（下册）（第二版），北京：化学工业出版社，1999 [1]MeCabe W.L.Smith J.C.Unit Operations of Chemical Engineering.( 六版，英文影印版).北京：化学工业出版社，2002 [2]贾绍义等编。化工传质与分离过程.北京：化学工业出版社，2001 参考书： 3)谭天恩等编.化工原理（下册）.北京：化学工业出版社，1998 [4王志魁编.化工原理（第二版）.北京：化学工业出版社，1998 [)丛德滋等编.化工原理详解与应用.北京：化学工业出版社，2002 二、课程教育目标 握各种传质单元操作的基本原理和典型设备的构造及操作： 2.通过本课程知识的系统学习，培养学生的工程观点和解决工程实际问题的能力，包括对化工 单元操作进行工程计算的能力、正确运用工程图表的能力以及运用技术经济观点分析、解决工程实 际问题的能力： 3.通过学习一些处理工程问题的基本方法，如因次分析法、数学模型法、过程分解法、试差计 算法和图解计算法等，使学生具备在不同场合选用不同方法处理工程问题的能力： 4.通过对基本原理、工程计算和典型设备的讲授，培养学生从过程的基本原理出发，观察、分 析、综合、归纳众多影响因素，从中找出问题的主要方面，运用所学知识解决工程问题的科学思维 能力和创新更维能力： 4、通过本课程学习，培养学生的自学能力和独立工作能力，能根据所处理问题的需要，寻找、 阅读有关手册、参考书、文献资料并理解其内容。 三、理论教学内容与要求 1.绪论(1学时)
《化工传质单元操作》教学大纲 一、课程基本信息 课程编号： 课程中文名称： 化工传质单元操作 课程英文名称： Mass Transfer and Unit Operations of Chemical Engineering 课程类别： 技术基础课 适用专业： 化学工程与工艺、生物化工、环境工程、制药工程等本科专业 开课学期： 春(第六学期) 总 学 时： 56 学时 总 学 分： 3.5 预修课程（编号）： 高等数学（）、普通物理（）、物理化学（ ）、流体流动与传热（ ） 并修课程（编号）： 化工基础实验（ ）、传递过程原理（ ）、化工原理课程设计（ ） 课程简介： 本课程是化学工程与工艺类专业及相近专业的技术基础课，属工程学 科，其主要内容是研究化工生产中传质单元操作的基本原理、过程和设备 的计算方法、典型设备构造及性能等，强调用自然科学原理考察、解释和 处理工程实际问题，以培养学生分析和解决工程实际问题的能力。 建议教材： 陈敏恒等编.化工原理(下册)（第二版）.北京：化学工业出版社，1999 参 考 书： [1] McCabe W．L．，Smith J．C．Unit Operations of Chemical Engineering．（第 六版，英文影印版）．北京：化学工业出版社，2002 [2] 贾绍义等编．化工传质与分离过程．北京：化学工业出版社，2001 [3] 谭天恩等编.化工原理(下册).北京：化学工业出版社，1998 [4] 王志魁编．化工原理(第二版)．北京：化学工业出版社，1998 [5] 丛德滋等编．化工原理详解与应用．北京：化学工业出版社，2002 二、课程教育目标 1． 掌握各种传质单元操作的基本原理和典型设备的构造及操作； 2. 通过本课程知识的系统学习，培养学生的工程观点和解决工程实际问题的能力，包括对化工 单元操作进行工程计算的能力、正确运用工程图表的能力以及运用技术经济观点分析、解决工程实 际问题的能力； 3. 通过学习一些处理工程问题的基本方法，如因次分析法、数学模型法、过程分解法、试差计 算法和图解计算法等，使学生具备在不同场合选用不同方法处理工程问题的能力； 4. 通过对基本原理、工程计算和典型设备的讲授，培养学生从过程的基本原理出发，观察、分 析、综合、归纳众多影响因素，从中找出问题的主要方面，运用所学知识解决工程问题的科学思维 能力和创新思维能力； 4、通过本课程学习，培养学生的自学能力和独立工作能力，能根据所处理问题的需要，寻找、 阅读有关手册、参考书、文献资料并理解其内容。 三、理论教学内容与要求 1. 绪论 （1 学时）
均相混合物的分离与相际质量传递：常见化工传质单元操作：相组成的表示方法：气液传质设 备简介。 2.气体吸收概述与气液相平衡(2学时) 吸收依据：吸收目的：吸收过程的工业实施：吸收与解吸的特征：吸收过程的分类：吸收剂的 选择：吸收过程的经济性：气体在液体中的溶解度：亨利定律：温度、压力对相平衡的影响：相平 衡与吸收过程的关系。 3.扩散与单相传质(2学时) 分子扩散与费克定律：气相和液相中的分子扩散（等摩尔反向扩散、单向扩散）：扩散系数及其 影响因素：涡流扩散与对流传质：相内传质速率方程与传质分系数。 4.相际传质(2学时) 双膜理论：相际传质速率方程与总传质系数：传质推动力与传质系数的关系一传质速率的工 程处理方法：吸收过程传质阻力分析及控制质阻。 5.低浓度气体吸收（解吸）的计算(7学时) 低浓度气体吸收的假定：物料衡算与操作线方程：传质速率与填料层高度的计算：传质单元数 与传质单元高度一一过程分解法：传质单元数的计算：吸收塔的设计型计算（吸收过程设计中参数 的选择：最小液气比：塔内返混的影响)：吸收塔的操作型计算（计算方法及吸收过程的强化）：吸 收与解吸过程的对比分析：板式吸收塔计算。 6.液体蒸馏概述与二元物系的气液相平衡（(3学时) 蒸馏依据：蒸馏目的：蒸馏过程的工业实施：蒸馏操作的经济性：理想溶液的气液相平衡：拉 乌尔定律、相图及相平衡曲线：泡点及露点的计算：相对挥发度：非理想溶液的气液平衡。 7.平衡蒸馏与简单蒸馏(1学时) 平衡蒸馏：简单蒸馏：平衡蒸馏与简单蒸馏的比较。 8.精馏(3学时) 精馏原理：全塔物料衡算：恒摩尔流假定：理论板及板效率：加料板过程分析：精馏段与提馏 段操作方程。 9.双组分精馏的设计型计算和操作型计算(7学时) 理论塔板的逐板计算法及图解法：回流比影响及选择：全回流及最少理论板数：最小回流比： 进料热状况影响及选择：双组分精馏过程的其它类型：实际塔板与全塔效率：填料精馏塔计算：操 作参数对桔馏过程的影响：精馏塔的温度分布与灵敏板。 10.间歇精馏与特殊精馏(2学时) 间歇精馏的特点：恒回流比操作与恒馏出液组成操作：恒沸精馏的原理及应用：萃取精馏的原 理及应用：恒沸精馏与萃取精馏的比较。 11.气液传质设备(5学时) 气液传质过程对塔设各的一般要求：塔设备类型及特点：板式塔的设计意图：板式塔的结构： 板上气液接触状态：塔板水力学性能和不正常操作现象：塔板负荷性能图：板式塔的效率：评价板 式塔的性能指标：常见塔板型式及特点：筛板塔工艺计算内容：填料塔结构：填料种类及特性：气 液两相在填料塔内的流动：填料塔压降与空塔气速的关系：最小喷淋密度：填料塔工艺计算方法：
均相混合物的分离与相际质量传递；常见化工传质单元操作；相组成的表示方法；气液传质设 备简介。 2. 气体吸收概述与气液相平衡（2 学时） 吸收依据；吸收目的；吸收过程的工业实施；吸收与解吸的特征；吸收过程的分类；吸收剂的 选择；吸收过程的经济性；气体在液体中的溶解度；亨利定律；温度、压力对相平衡的影响；相平 衡与吸收过程的关系。 3. 扩散与单相传质（2 学时） 分子扩散与费克定律；气相和液相中的分子扩散（等摩尔反向扩散、单向扩散）；扩散系数及其 影响因素；涡流扩散与对流传质；相内传质速率方程与传质分系数。 4. 相际传质（2 学时） 双膜理论；相际传质速率方程与总传质系数；传质推动力与传质系数的关系——传质速率的工 程处理方法；吸收过程传质阻力分析及控制质阻。 5. 低浓度气体吸收（解吸）的计算（7 学时） 低浓度气体吸收的假定；物料衡算与操作线方程；传质速率与填料层高度的计算；传质单元数 与传质单元高度——过程分解法；传质单元数的计算；吸收塔的设计型计算（吸收过程设计中参数 的选择；最小液气比；塔内返混的影响）；吸收塔的操作型计算（计算方法及吸收过程的强化）；吸 收与解吸过程的对比分析；板式吸收塔计算。 6. 液体蒸馏概述与二元物系的气液相平衡（3 学时） 蒸馏依据；蒸馏目的；蒸馏过程的工业实施；蒸馏操作的经济性；理想溶液的气液相平衡；拉 乌尔定律、相图及相平衡曲线；泡点及露点的计算；相对挥发度；非理想溶液的气液平衡。 7. 平衡蒸馏与简单蒸馏（1 学时） 平衡蒸馏；简单蒸馏；平衡蒸馏与简单蒸馏的比较。 8. 精馏（3 学时） 精馏原理；全塔物料衡算；恒摩尔流假定；理论板及板效率；加料板过程分析；精馏段与提馏 段操作方程。 9. 双组分精馏的设计型计算和操作型计算（7 学时） 理论塔板的逐板计算法及图解法；回流比影响及选择；全回流及最少理论板数；最小回流比； 进料热状况影响及选择；双组分精馏过程的其它类型；实际塔板与全塔效率；填料精馏塔计算；操 作参数对精馏过程的影响；精馏塔的温度分布与灵敏板。 10. 间歇精馏与特殊精馏（2 学时） 间歇精馏的特点；恒回流比操作与恒馏出液组成操作；恒沸精馏的原理及应用；萃取精馏的原 理及应用；恒沸精馏与萃取精馏的比较。 11. 气液传质设备（5 学时） 气液传质过程对塔设备的一般要求；塔设备类型及特点；板式塔的设计意图；板式塔的结构； 板上气液接触状态；塔板水力学性能和不正常操作现象；塔板负荷性能图；板式塔的效率；评价板 式塔的性能指标；常见塔板型式及特点；筛板塔工艺计算内容；填料塔结构；填料种类及特性；气 液两相在填料塔内的流动；填料塔压降与空塔气速的关系；最小喷淋密度；填料塔工艺计算方法；
填料塔内的传质。 12.液液萃取(7学时) 液液萃取过程：三角形相图及性质：物料衡算与杠杆定律：部分互溶物系的相平衡：分配系数 与选择性系数：单级萃取：多级错流萃取：多级逆流茶取：萃取设备。 13.固体干燥概述与干燥静力学(5学时) 物料的去湿方法：干燥过程的分类：干燥操作的经济性：湿空气的性质及计算：空气的湿度图 及应用：湿空气状态的变化过程：水分在气固两相间的平衡（结合水分与非结合水分，平衡水分与 自由水分) 14.干燥速率与干燥过程的计算(4学时) 恒定干燥条件下的干燥速率：干燥曲线与干燥速率曲线：干燥机理：间歇干燥过程的计算：连 续干燥过程的特点：连续干燥过程的物料衡算、热量衡算及干燥器的热效率。 15.干燥设备(1学时) 工业常用的干燥器：干燥器的性能要求与选型原则。 16.讨论课(4学时) 吸收计算：精馏计算。 四.实验教学内容与要求 实验单独设课，见《化工基础实验》教学大纲， 五.作业 每周布置和收交作业，作业每周5~7题，总计80道题左右。 作业是评价学生平时成绩的基本依据，要求学生必须独立完成。缺交作业的次数应少于总次数 的13，否则不能参加期末考试。 六.考核方式 采取平时测验与期末考试相结合的方式。 平时测验随堂进行，重在考察学生的学习过程。 期末考试时间为120分钟，采用全国化工原理试题库统一命题、统一考试以及统一评分的方式， 并实现教、考分离。 七.成绩评定 课程总成绩依据下列权重评定：作业占5%，平时测验占10%，期末考试占85%。 执笔人：刘丽英 2004年7月10日
填料塔内的传质。 12. 液液萃取（7 学时） 液液萃取过程；三角形相图及性质；物料衡算与杠杆定律；部分互溶物系的相平衡；分配系数 与选择性系数；单级萃取；多级错流萃取；多级逆流萃取；萃取设备。 13.固体干燥概述与干燥静力学（5 学时） 物料的去湿方法；干燥过程的分类；干燥操作的经济性；湿空气的性质及计算；空气的湿度图 及应用；湿空气状态的变化过程；水分在气固两相间的平衡（结合水分与非结合水分，平衡水分与 自由水分） 14.干燥速率与干燥过程的计算（4 学时） 恒定干燥条件下的干燥速率；干燥曲线与干燥速率曲线；干燥机理；间歇干燥过程的计算；连 续干燥过程的特点；连续干燥过程的物料衡算、热量衡算及干燥器的热效率。 15.干燥设备（1 学时） 工业常用的干燥器；干燥器的性能要求与选型原则。 16.讨论课（4 学时） 吸收计算；精馏计算。 四．实验教学内容与要求 实验单独设课，见《化工基础实验》教学大纲。 五．作业 每周布置和收交作业，作业每周 5~7 题，总计 80 道题左右。 作业是评价学生平时成绩的基本依据，要求学生必须独立完成。缺交作业的次数应少于总次数 的 1/3，否则不能参加期末考试。 六．考核方式 采取平时测验与期末考试相结合的方式。 平时测验随堂进行，重在考察学生的学习过程。 期末考试时间为 120 分钟，采用全国化工原理试题库统一命题、统一考试以及统一评分的方式， 并实现教、考分离。 七．成绩评定 课程总成绩依据下列权重评定：作业占 5%，平时测验占 10%，期末考试占 85%。 执笔人：刘丽英 2004 年 7 月 10 日
