环境工程原理 名词解释.doc

一、名词解释物理量:由数值和计量单位两部分表示出来，物理量=数值计量单位。衡算系统：分析各种与质量传递和转化有关的过程时，首先确定一个用于分析特定区域，及衡算空间范围。沉降分离：含有颗粒物的流体至于某种立场中，使颗粒与连续相的流体之间发生相对运动，沉降到器壁、器底或其他沉积表面，从而实现颗粒与流体的分离。临界直径：在旋风分离器中能从气体中全部分离出来的最小颗粒直径。用de表示。惯性沉降：由惯性力引起的颗粒与流线的偏离，使颗粒与障碍物上沉降的过程。过滤：分离液体和气体非均匀相混合物的常用方法。吸收：依据混合气体各组分在统一液体溶剂中的物理溶解度的不同，而将气体混合物分离的操作过程。吸附分离：通过多孔固体物料与某一混合组分体系接触，有选择地使体系中的一种或多种组分附着于固体表面，从而实现特定组分分离的操作过程。萃取分离：在欲分离的原料混合液中加入一种或其不相溶或部分相溶的液体溶剂，形成两相体系，在充分混合条件下，利用混合液中被分离组分在两相中分配差异的性质，使该组分从混合液转移到液体溶剂中，从而实现分离。反应速率：一般为单位时间单位体积反应层中该组分的反应量或生成量。当量直径：不规则形状颗粒的尺寸可以用与它的某种几何量相等的球形颗粒的直径表示。穿透点：当吸附区的下端达到床层底部时，出口流体的浓度急剧升高，这时（穿透曲线）对应的点。（326）离子交换：通过固体离子交换剂中的离子和溶液中的离子进行等当量的交换来除去溶液中某些离子的操作。膜分离：是以具有选择透过功能的薄膜为分离介质，通过在膜两侧施加一种或多种推力，是原料中的某组分选择性地优先通过膜，从而到达混合物分离和产物的提取、浓缩、纯化等目的。二、填空1. 根据污染物的不同，水污染可分为物理性污染、化学性污染和生物性污染三大类。物理处理法：沉淀、离心分离、气浮、过滤、反渗透、膜分离、蒸发浓缩等；化学性污染：中和法、化学沉淀法、氧化法、还原法、电解法、超临界分离法、汽提法、吹脱发、萃取法、吸附法等生物处理法：好样处理法、生态技术、厌氧处理法等2. 空气净化与大气污染控制技术可分为 分离法 和 转化法 两大类 。3. 环境净化与污染控制技术可分为 隔离技术 、分离技术 和 转化技术 。隔离：将污染物或污染介质隔离，从而切断污染物向周围环境的扩散途径，防止污染进一步扩大。分离：利用污染物与污染介质或其他污染物在物理性质或化学性质上的差异使其与介质分离，从而达到污染物去除或回收利用的目的。转化：利用化学反应或生物反应，使污染物转化成无害物质或易于分离的物质。4. 质量浓度： 单位体积 混合物中 某组分的A的质量 ； 物质的量浓度： 单位体积 混合物中 某组分的物质的量 ； 质量分数： 混合物中 某组分的质量 与 混合物总质量 之比 ； 摩尔分数：混合物中 某组分的物质的量 与 混合物总物质的量 之比 ； 质量比：混合物中 某组分的质量 与 惰性组分质量 之比 ； 摩尔比：混合物中 某组分的物质的量 与 惰性组分物质的量 之比 ； 流量：单位时间 流过 流动截面 的 流体体积 ； 流速：单位时间 内流体在 流动方向上 流过的 距离 。5. 沉降分离包括： 重力沉降、离心沉降、点沉降、惯性沉降和扩散沉降 。重力沉降和离心沉降：利用分离颗粒与流体之间存在的密度差，在 重力或离心力 的作用下使颗粒和流体之间发生相对运动；点沉降：将颗粒放在电场中使之带电，在电场力作用下试颗粒与流体发生相对运动；惯性沉降：指颗粒与流体运动时，流体守到障碍物作用，产生扰流，而颗粒由于惯性偏离流体；扩散沉降：利用微小粒子布朗运动过程中碰撞在某种障碍物上，从而与流体分离。6. 等体积当量直径，；等表面积当量直径，；等表面积当量直径：。7. 旋风分离器主要用于除去气体中颗粒在 以上的粉尘。反映旋风分离器的分离性能的主要指标 临界直径 和 分离效率 ，其中分离效率又有两种表示方式为 总效率 和 分效率。 8. 离心沉降机分为：常速离心机：；超速离心机：；超高速离心机：。为分离因数。9. 过滤按过滤机理可分为 表面过滤 和 深层过滤 表面过滤：采用过滤介质的孔比过滤流体中的固体颗粒的粒径小，过滤时固体颗粒被过滤介质截留，在表面积累成滤饼；深层过滤：由固体颗粒堆积而成的过滤介质层通常较厚，过滤通道长而曲折，过滤介质层的空隙大于待过滤流体中的颗粒物的粒径。10.11. 在深层过滤中，流体中的悬浮颗粒随流体进入滤料层进而被滤料层捕获，该过程主要包括以下三个行为： 迁移行为、附着行为、脱落行为 。12. 吸收过程类型：按溶质和吸收剂之间发生的作用,可分为 物理吸收 和 化学吸收 ；物理吸收：在吸收剂中的溶解度大而被吸收；化学吸收：溶质与吸收剂发生化学反应而被吸收。按混合气体中被吸收组分的数目：可分为 单组分吸收 和 多组分吸收 ；按吸收过程中温度是否变化：可分为 等温吸收 和 非等温吸收 。13. 物理吸收热力学讨论的主要问题是过程发生的 方向、极限及推动力 。14. 相际传质的助力全部集中在 两层停滞膜中 ，即双助力模型。（选择）15. 传质总阻力包括 气模阻力 和 液膜阻力 两部分。16. 吸附平衡三理论： 方程 、 方程 、方程 。在一定的平衡压力下，随着 温度升高 ， 吸附量减少 。17. 萃取剂的选择原则应考虑一下几方面： 选择性 、物理性质、 化学性质、 回收的难易 、其他指标 。18. 反应器一般有三种操作方式： 间歇操作 、 连续操作 和 半间歇操作 。间歇操作：没有物料的输入，也没有物料的输出，不存在物料的进与出；连续操作：物料连续输入，连续输出，时刻伴随着物料的流动；半间歇操作：具有间歇操作和连续操作的某些特点。三、问答题循环反应器三种形式（474）将排出反应器的混合物的一部分不经过任何处理直接返送到入口处；在反应器出口设一分离装置，将反应产物分离取出，只把未反应的物料送到反应器入口；在反应器出口设置菌体分离器，将反应产生的菌体浓缩，把浓缩后的菌体一部分或全部送到反应器。双膜理论（熟记270）1、 相互接触的气、液两相流体间存在着稳定的相界面，相界面两侧分别有一层虚拟的气膜和液膜，溶质分子以稳态的分子扩散连续通过这两层膜；2、 在相界面处，气、液两相在瞬间即可达到平衡，界面上没有传质阻力，溶质在界面上两相的组成存在平衡关系；3、 在膜层以外，气、液两相流体都充分湍动，不存在浓度梯度，组成均一，没有传质阻力；溶质在每一相中的传质阻力都集中在虚拟的膜层内。因此，相际传质的阻力就全部集中在两层膜中，故该模型又称为双阻力模型。浓差极化现象指什么？当含有不同大小分子的混合液流动通过膜面时，在压力差作用下，混合液中小于莫孔的组分透过膜，而大于膜孔的组分被截留，这些被截留的组分在紧邻膜表面形成浓度边界层，使边界层的溶质浓度大大高于主体溶液中的浓度，形成由膜表面到主体溶液之间的浓度差。浓度差的存在导致紧靠膜面的溶质方向扩散到主体溶液中，这就是浓差极化现象。膜分离特点：1、膜分离过程不发生相变，与其它相比能耗较低，能量的转化率较高；2、膜分离过程可以在常温下进行，特别适于对热敏感无知的分离；3、不需要加入其他物质，节省化学药剂，有利于不改变分离物质原有的特性；4、在膜分离过程中，分离和浓缩同时进行，有利于回收有价值的物质；5、膜分离装置简单，可以实现连续分离，适应性强，操作简单且易容易实现自控。离子交换速率的控制步骤：边界水膜内的迁移；交联网孔内的扩散；离子交换；交联网内的扩散；边界水膜内的迁移。（342页）离子交换速率的影响因素离子性质：包括化合价和离子大小；树脂的交联度：树脂交联度大，树脂难以膨胀，树脂网孔就小，离子在树脂网孔内的扩散就慢；树脂的粒径：其对液膜扩散和孔道扩散都有影响；水中离子浓度：扩散依靠浓度梯度推动，离子浓度大小是影响扩散速率。溶液温度：温度升高，溶液黏度降低，离子和水分子热运动加剧，有利于离子交换速率。流速和搅拌速率：树脂表面附近的水流紊动程度主要影响树脂表面边界水膜的厚度，从而影响液膜扩散。萃取分离的特点在常温下操作，无相变；萃取剂选择适当可以获得较高分离效率；对于沸点非常相近的物质可以进行有效分离。离子交换树脂的结构：固定部分：与骨架牢固结合，不能自由移动；活动部分：能在一定空间内自由移动，并与周围溶液中的其他同性离子进行交换反应。离子交换物理化学性质，选择性，离子交换树脂对不同离子亲和力强弱反映。常用吸附剂主要特性吸附容量大：吸附过程发生在吸附剂表面，吸附容量取决于吸附剂表面积大小；选择性强；稳定性好：在较高温度下解吸再生其结构不会发生太大的变化；适当的物理特性：具有良好的流动性和适当的堆积密度，对流体的阻力较小。价廉易得。（可能是填空题）化学吸收特点加快溶质传质速率，增加吸收剂的吸收容量。溶质的气相分压只与溶液中物理溶解态的溶质平衡，因此，气相分压一定时，化学吸收可以吸收更多的溶质；溶质在液相扩散中途就发生反应而消耗，是扩散有效膜减少，传质阻力减小，且界面液相浓度降低增加了传质推动力，使化学传质速率增加。与重力沉降比，离心沉降有什么特点？沉降方向不是向下，而是向外，即背离旋转中心；离心力随颗旋转半径变化而变化，而重力沉降则是不变的；离心沉降在数值上远大于重力沉降，比重力沉降有效。第十五章：反应动力学的解析方法：（527）1：积分法，是首先假设一个反应速率方程求出浓度随时间变化的积分形式，然后把实验得到的不同时间的浓度数据与之比较，若两者相符，则认为假设的方程式是正确的。若不相符，可再假设另外一个反应速率方程进行比较，直到找到合适的方程为止。比较时一般把假设的反应速率方程线性化，利用作图法进行，也可以进行非线性拟合。2：微分法，是根据浓度随时间的变化数据，利用图解微分法或数值微分法计算出不同浓度是的反应速率，然后以反应速率与反应浓度的关系确定反应速率方程。流化床反应的优缺点：优点：1、热能效率高，而且床内温度易于维持均匀；2、传质效率高；3、所用颗粒一般较小，可以减轻内扩散的影响，能有效发挥催化剂的作用；4、反应器的结构简单。缺点：1、能量消耗大；2、颗粒间的磨损和带出造成催化剂损耗；3、气-固相反应的流动状态不均匀，有时会降低气-固接触面积；4、颗粒的流动基本上是全混流，同时造成流体的反混，影响反应速率。固体催化剂的组成（454）：1、 活性物质:是催化剂中真正起作用的部分，常被分散固定在多孔物质的表面，常见的有：金属催化剂（又称导体催化剂），多为过度金属；金属氧化物和硫化物催化剂（又称半导体催化剂）；绝缘体催化剂，主要是非金属氧化物和卤化物。2、载体（担体）：常常是多孔性物质。主要起以下作用：提供大的表面和微孔，使催化活性物质附着在外部和内部表面；提高催化剂的机械强度；提高催化剂的热稳定性；节省催化活性物质用量，降低成本.3、促进剂：又称助化剂，本身催化活性很小，但.4、抑制剂：是减小催化剂活性的物质.电渗析过程基本原理参考新版教材381页，图10.30.10，需要画图说明。1.简述COD与BOD的差别？ 生化需氧量（BOD）是表示在有氧条件下，温度为20时，由于微生物(主要是细菌)的活动，使单位体积污水中可降解的有机物氧化达到稳定状态时所需氧的量(mg/L)。BOD的值越高，表示需氧有机物越多。（2） 化学需氧量是指在规定条件下用化学氧化剂（K2Cr2O7或KMnO4）氧化分解水中有机物时，与消耗的氧化剂当量相等的氧量(mgL)。（2） 与BOD5相比，CODCr能够在较短的时间内(规定为2小时)较精确地测出废水中耗氧物质的含量，不受水质限制，因此得到了广泛的应用。缺点是不能表示可被微生物氧化的有机物量，此外废水中的还原性无机物也能消耗部分氧，造成一定误差。（2）2.普通活性污泥法生物吸附法和完全混合曝气发各有什么优点？从细菌生长为曲线看，他们的基本区别在什么地方？优点：普通活性污泥法，出水水质好（1）生物吸附法，反应快（1）完全混合曝气法，耐冲击负荷（1）从细菌生长曲线看他们的基本区别在于：普通活性污泥法中细菌经历了一个完整的生活周期，达到內源消耗期（1）；生物吸附法中没有涉及到微生物的生长时期（或出于生长初期）（1）；完全混合曝气法微生物处于对数生长期或减数生长期，没有达到內源呼吸阶段（1）.3.水处理中为什么要使用活性炭？（1）处理程度高，用于城市污水的深度处理，BOD5=99%；出水TOC=13mg/L。（1）（2）应用范围广，对绝大多数有机物都有效（1）（3）适应性强，对水量和有机物负荷的变动具有较强的适应性。（1）（4）粒状炭可再生重复使用。（1）（5）可回收有用物质。（1）（6）设备紧凑、管理方便。（1）4. 影响烟气抬升和扩散的因素主要有哪些？ 排放因素：源强，烟囱高度、排放速率等（2）气象因素：大气湍流、温度层结等（2）下垫面情况：地形、建筑物类型等 （2） 5.简述导致酸雨温室效应以及臭氧层破坏的原因？答：1）酸雨中含有多种无机酸和有机酸，绝大部分是硫酸和硝酸。工业生产、民用生活燃烧煤炭排放出来的二氧化硫，燃烧石油以及汽车尾气排放出来的氮氧化物，经过“云内成雨过程”，即水汽凝结在硫酸根、硝酸根等凝结核上，发生液相氧化反应，形成硫酸雨滴和硝酸雨滴；又经过“云下冲刷过程”，即含酸雨滴在下降过程中不断合并吸附、冲刷其他含酸雨滴和含酸气体，形成较大雨滴，最后降落在地面上，形成了酸雨。2）温室效应产生的原因是由于大量的二氧化碳、甲烷等温室气体的排放，阻碍了地表热量向外辐射，从而导致气温升高。3)臭氧层破坏的原因是氟氯烃化合物(如氟里昂)和含溴卤化烷烃等化学气体，它们不会在大气中自然产生，大部分是人类社会的工业生产和现代生活过程中，在大量消耗化石能源后产生和扩散出来的。在高空的平流层内，由于强烈太阳紫外线的照射，能使氟氯烃和含溴卤化烷烃分子发生离解，释放出高活性的原子态的氯和溴，氯和溴原子又会使臭氧分子分解而失去氧原子，它们对臭氧的破坏是以催化的方式进行的，如此反复下去，加重了臭氧层的缺失和破坏而形成臭氧层空洞。 土壤中的污染物：重金属、挥发性有机物、原油等。土壤污染的危害：(1)通过雨水淋溶作用,可能导致地下水和周围地表水体的污染;(2)污染土壤通过土壤颗粒物等形式能直接或间接地为人或动物所吸入; (3)通过植物吸收而进入食物链,对食物链上的生物产生毒害作用等。固体废弃物的定义：人类活动过程中产生的、且对所有者已经不再具有使用价值而被废弃的固态或半固态物质。“工业固体废物(废渣)” 、“城市垃圾”固体废弃物对环境的危害：(1)通过雨水的淋溶和地表径流的渗滤，污染土壤、地下水和地表水，从而危害人体健康；(2)通过飞尘、微生物作用产生的恶臭以及化学反应产生的有害气体等污染空气；(3) 固体废弃物的存放和最终填埋处理占据大面积的土地等。本课程的主要内容：（1）环境工程原理基础：重点阐述工程学的基本概念和基本理论，主要内容有物料与能量守恒原理以及热量与质量传递过程的基本理论等。（2）分离过程原理：主要阐述沉淀、过滤、吸收、吸附、离子交换、膜分离等基本分离过程的机理和基本设计计算理论。（3）反应工程原理：主要阐述化学与生物反应计量学及动力学、各类化学与生物反应器的解析与设计理论等。课程学习的目的：(1)系统、深入学习环境净化与污染控制工程的基本技术原理(2)工程设计计算的基本理论以及分析问题和解决问题的方法(3)为后续的专业课程学习和解决实际工程问题打下良好的基础。第二章 质量衡算与能量衡算通量：单位时间内通过单位面积的物理量称为该物理量的通量。通量是表示传递速率的重要物理量。单位时间内通过单位面积的热量，称为热量通量，单位为J/（m2s）；单位时间内通过单位面积的某组分的质量，成为该组分的质量通量，单位为kmol/（m2s）；单位时间内通过单位面积的动量，称为动量通量，单位为N/m2。总衡算：研究一个过程的总体规律而不涉及内部的详细情况；可以解决环境工程中的物料平衡、能量转化与消耗、设备受力，以及管道内的平均流速、阻力损失等。微分衡算：探求系统内部的质量和能量变化规律，了解过程的机理；研究微元体各物理量随时间和空间的变化关系。稳态系统：系统中流速、压力、密度等物理量只是位置的函数，不随时间变化。非稳态系统：系统中流速、压力、密度等物理量随时间变化。内能：e，物质内部所具有的能量，是温度的函数静压能：流动着的流体内部任何位置上也具有一定的静压力。流体进入系统需要对抗压力做功，这部分功成为流体的静压能输入系统。第三章 流体流动动能：流体流动时具有的能量位能：流体质点受重力场的作用具有的能量，取决于它相对基准水平面的高度理想流体：连续、匀质、无黏性、完全不可压缩层流（滞流）：不同径向位置的流体微团各以确定的速度沿轴向分层运动，层间流体互不掺混。流速较小时湍流（湍流）：各层流体相互掺混，流体流经空间固定点的速度随时间不规则地变化，流体微团以较高的频率发生各个方向的脉动。当流体流速增大到某个值之后判别：雷诺数Re对于圆管内的流动：Re4000时，一般出现湍流型态，称为湍流区；2000Re4000 时，有时层流，有时湍流，处于不稳定状态，称为过渡区；取决于外界干扰条件。黏度的影响因素：黏度随流体种类不同而不同，并随压强、温度变化而变化。（1）流体种类：一般地，相同条件下，液体的黏度大于气体的黏度。（2）压强：气体的黏度随压强的升高而增加，低密度气体和液体的黏度随压强的变化较小。对常见的流体，如水、气体等,黏度随压强的变化不大，一般可忽略不计。（3）温度：是影响黏度的主要因素。牛顿流体：流体黏性具有较大差别，有一大类流体遵循牛顿定律，所有气体和大多数低相对分子质量的液体均属于此类流体，如水、汽油、煤油、甲苯、乙醇等。流态对剪切力的影响：层流流动：基本特征是分层流动，表现为各层之间相互影响和作用较小，剪应力主要是由分子运动引起的。湍流流动：存在流体质点的随机脉动，流体之间相互影响较大，剪应力除了由分子运动引起外，还由质点脉动引起。内摩擦力是流体内部相邻两流体层的相互作用力，称为剪切力；单位面积上所受到的剪力称为剪切应力。流动阻力：流体具有“黏滞性” 流体具有“内摩擦”的作用 流动的流体内部存在内摩擦力壁面摩擦力流动阻力 实际流体的流动具有两个基本特征：(1)在固体壁面上，流体与固体壁面的相对速度为零，这一特征称为流动的无滑移（黏附）特征；(2)当流体之间发生相对运动时，流体之间存在剪切力（摩擦力）。边界层理论是分析阻力机理、进行阻力计算的基础。边界层理论是分析热量、质量传递机理和强化措施的基础。 普兰德边界层理论要点：（1）当实际流体沿固体壁面流动时，紧贴壁面处存在非常薄的一层区域边界层；（2）在边界层内，流体的流速很小，但速度梯度很大；（3）在边界层内，黏性力可以达到很高的数值，它所起的作用与惯性力同等重要，在边界层内不能全部忽略黏性； （4）在边界层外的整个流动区域，可将黏性力全部忽略，近似看成是理想流体的流动。 （5）流动分为两个区域。 边界层分离条件 ：黏性作用和存在逆压梯度是流动分离的两个必要条件。流态对分离的影响： 层流边界层和湍流边界层都会发生分离，在相同逆压梯度下，层流边界层比湍流边界层更容易发生分离，由于层流边界层中近壁处速度随y的增长缓慢，逆压梯度更容易阻滞靠近壁面的低速流体质点，湍流边界层的分离点延迟产生。 阻力损失起因：（1）内摩擦造成的摩擦阻力（2）物体前后压强差造成的形体阻力 摩擦阻力：边界层内的流动状态，边界层的厚度形体阻力：物体前后压强差，边界层分离，尾流区域的大小阻力损失的影响因素：（流动的雷诺数、物体的形状、表面粗糙度等）摩擦阻力：边界层内的流动状态，边界层的厚度；形体阻力：物体前后压强差，边界层分离，尾流区域的大小。（1） 流态的影响： 湍流时，摩擦阻力较层流时大。但与层流时相比，分离点后移，尾流区较小，形体阻力将减小；层流时摩擦阻力小，但尾流区较湍流时大，形体阻力较大。（2）物体表面的粗糙度的影响：粗糙表面摩擦阻力大。但是，当表面粗糙促使边界层湍流化以后，造成分离点后移，形体阻力会大幅度下降，此时总阻力反而降低。（3）几何形状的影响 范宁公式： 第五章 质量传递传质机理：分子扩散（慢）：由分子的热运动引起；涡流扩散（快）：由流体微团的宏观运动引起。单向扩散：只有气相组分从气相向液相传递，而没有物质从液相想气相作相反方向的传递，这种现象可视为单向扩散（氨被水吸收）。原理：P186等分子扩散：在一些双组份混合体系的传质过程中，当体系总浓度保持均匀不变时，组分A在分子扩散的同时伴有组分B向相反方向的分子扩散，且组分B扩散的量与组分A相等，这种传质过程就叫等分子扩散。第七章 过滤过滤过程：混合物（非均相）的分离：液体或气体通过过滤介质，固体颗粒被截留下来，而流体通过过滤介质，从而实现固液或固气分离。过滤分类：1.按过滤机理分：表面过滤和深层过滤2.按促使流体流动的推动力分：重力过滤：在水位差的作用下被过滤的混合液通过过滤介质进行过滤，如水处理中的快滤池。 真空过滤：在真空下过滤，如水处理中的真空过滤机。 压力差过滤：在加压条件下过滤，如水处理中的压滤滤池。 离心过滤：使被分离的混合液旋转，在所产生的惯性离心力的作用下，使流体通过周边的滤饼和过滤介质，从而实现与颗粒物的分离。主要特征：随着过滤过程的进行，流体中的固体颗粒被截留在过滤介质表面并逐渐积累成滤饼层。滤饼层厚度：随过滤时间的增长而增厚，其增加速率与过滤所得的滤液的量成正比。过滤速度：由于滤饼层厚度的增加，因此在过滤过程中是变化的。比表面积等于混合颗粒的比表面积的颗粒粒径颗粒i的等体积当量直径：各筛上筛留物的平均直径颗粒床层的当量直径：与床层空隙体积的相等的床层直径简化模型：将实际床层简化成由许多相互平行的小孔道组成的管束。假设：流体流过颗粒床层的阻力与通过这些小孔道管束的阻力相等；管道长度与床层厚度成正比；孔道的内表面积等于颗粒的总表面积；孔道的流动空间等于床层的空隙容积。第8章 吸收1、 吸收的定义与应用混合气体分离最常用的操作方法之一。定义：依据混合气体各组分在同一种液体溶剂中物理溶解度（或化学反应活性）的不同，而将气体混合物分离的操作过程。本质上是混合气体组分从气相到液相的相间传质过程分离对象:有害气体，能够用吸收法净化的气态污染物主要有：SO2，H2S, HF和NOx等。NH3,苯。酸性有毒气体2、 吸收的类型(1)按溶质和吸收剂之间发生的反应：物理吸收：水净化含SO2锅炉尾气化学吸收：碱液净化含SO2锅炉尾气(2)按混合气体中被吸收组分数目：单组分吸收：如用水吸收HCl气体制取盐酸多组分吸收：碱液吸收烟气（含SO2, NOx, CO2, CO等）(3)按体系温度是否变化：如果液相温度明显升高非等温吸收如果液相温度基本保持不变等温吸收 相平衡关系在吸收过程中的应用：1.判断传质的方向根据相平衡，计算平衡时溶质在气相或液相中的组成。与实际的组成比较，可以判断传质方向（解吸、吸收）2. 计算传质的推动力：实际组成与平衡组成之间的差距推动力3. 确定传质过程的极限：溶质在气液两相间的传质过程不是无限制地进行，传质过程的极限状态就是平衡状态。化学吸收作用：化学吸收过程可以加快溶质的传质速率，增加吸收剂的吸收容量。原因:已经反应的溶质不再影响气液平衡关系。溶质在液相扩散中途即发生反应而消耗，增加了传质推动力。第10章 其他分离过程离子交换反应p344-345离子交换速度的影响因素：（1）离子性质：化合价越高，其孔道扩散速率越慢；水合半径越大，扩散速率越慢。（2）树脂的交联度：交联度大，离子在树脂网孔内的扩散慢。 （3）树脂的粒径：粒径小整体交换速率快，但颗粒太小，会增加树脂层阻力，且反洗树脂容易流失。 （4）水中离子浓度：浓度高，其在水膜中的扩散很快，离子交换速率受孔道扩散控制。反之，为液膜扩散控制。（5）溶液温度：温度升高有利于提高离子交换速率。（6）流速或搅拌速率：增加树脂表面水流流速或增加搅拌速率，在一定程度上可提高液膜扩散速率，但增加到一定程度以后，其影响变小。萃取分离的特点： 利用混合液中被分离组分A在两相中分配差异(溶解度差异)的性质，使该组分从混合液中分离，均相分离。该过程称为液-液萃取，或溶剂萃取，或液体萃取。萃取过程是物质由一相转到另一相的传质过程。可在常温下操作，无相变；萃取剂选择适当可以获得较高分离效率；对于沸点非常相近的物质可以进行有效分离；利用萃取的方法分离混合液时，混合液中的溶质既可是挥发性物质，也可以是非挥发性物质，如无机盐类等。3、 反渗透和纳滤：反渗透和纳滤是借助于半透膜对溶液中相对低相对分子质量溶质的截留作用，以高于溶液渗透压的压差为推动力，使溶剂渗透透过半透膜。反渗透和纳滤在本质上非常相似，分离所依据的原理也基本相同。两者的差别仅在于所分离的溶质的大小。反渗透：脱盐；纳滤：脱盐、小分子有机物反渗透和纳滤膜可视为介于多孔膜（微滤、超滤）与致密膜（渗透蒸发、气体分离）之间的过程微滤和超滤在微滤和超滤过程中采用的膜一般为多孔膜。超滤膜的孔径在0.05mm1nm，微滤膜孔径在100.05mm超滤：主要分离生物大分子微滤：主要分离悬浮物微粒、细菌等微滤或超滤的基本分离过程主要有：在膜表面及微孔内被吸附（一次吸附）；在膜孔中停留而被去除（阻塞）；在膜面被机械截留（筛分）。而一般认为物理筛分起主导作用 4、 电渗析电渗析过程的基本原理：电渗析中使用的是阳离子交换膜（简称阳膜，以符号CM表示）和阴离子交换膜（简称阴膜，以符号AM表示）。阴、阳离子交换膜具有带电的活性基团，能选择性地分别使阴离子或阳离子透过。第11章 反应动力学基础有关反应器操作的几个工程概念：反应持续时间 (reaction time)：简称反应时间，主要用于间歇反应器，指达到一定反应程度所需的时间。停留时间 (retention time)：亦称接触时间，指连续操作中一物料“微元”从反应器入口到出口经历的实际时间。 平均停留时间：在实际的反应器中，各物料“微元”的停留时间不尽相同，存在一个分布，即停留时间分布。各“微元”的停留时间的平均称平均停留时间。空间时间（空时、空塔接触时间）(space time)：反应器有效体积(V)与物料体积流量(qv)之比值。注意：具有时间的单位，但不是反应时间也不是接触时间可视为处理与反应器体积相同的物料所需要的时间。空间速度（空速）(space velocity)：单位反应器有效体积所能处理的物料的体积流量。注意：单位为时间的倒数。表示单位时间内能处理几倍于反应器体积的物料，反映了一个反器的强度。（SV2 h-1表示1h处理2倍于反应体积的流体。）空速越大，反应器的负荷越大。反应器内反应物的流动与混合状态：在实际的反应器中，一般存在浓度、温度和流速的分布，从而可能造成不同的“流团”间有不同的停留时间、组分、浓度和反应速率。返混(back mixing)： 处于不同停留时间的“流团”间的混合称返混。 混合后形成的新“流团”的组分和浓度与原来的“流团” 不同，反应速率亦可能随之发生变化，这将影响整个反应器的反应特性。完全混合流（亦称全混流、理想混合）(complete mixing)：反应物进入反应器后，能瞬间达到完全混合，反应器内的浓度、温度等处处相同。全混流可以认为返混为无限大。（平）推流（亦称活塞流、挤出流）(plug/ piston flow)：反应物以相同的流速和一致的方向移动，即反应物在反应器内齐头并进。返混为零。理想流动状态：全混流和推流是两种极端的流动状态，通称为理想流。介于全混流和推流之间的流态为非理想流态。1、 解释化学反应过程中，转化率、收率、选择性的概念，并用数学表达式说明三者之间的关系。答：转化率：化学反应中某反应物的转化浓度与其其实浓度的比值的百分比；收（产）率：按反应物进行量的计算，生成目的产物的百分比；选择性：在指定的测量精确度下，共存组分的允许量与待测组分含量的比值。2、 简述恒温恒容平推流反应器的空时、反应时间、停留时间三者之间的关系。答：空时：是反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比；反应时间：是反应物料进入反应器后从实际反应的时刻起到反应达某一程度所需要的时间；停留时间：指进入反应器的时刻到离开反应器内共停留的时间。由于平推流反应器内物料不发生返混，具有相同的停留时间且等于反应时间，恒容时的空时等于体积流速之比，故三者相等。3、 简述影响均相连续反应器內反应物的转化率的主要因素。答：物料浓度和反应温度。4、 希勒模数的物理意义？具体说明希勒莫属的大小如何影响催化剂的有效系数。答：物理意义：以催化剂颗粒体积为基准的最大反映速率与最大内扩散速率的比值，反映了反应过程受本征反应及内扩散的影响程度。希勒模数的值越小，说明扩散速率越大，反应速率受扩散速率的影响越小。希勒模数的值59时，N0.1，扩散速率是主要影响。5、 转子流量计在安装使用中注意事项。6、 答：须垂直安装，倾斜1度将造成0.8%的误差，且流体流动的方向须自下而上，故必须安装在垂直管路上。7、 土壤污染的主要危害体现在那几个方面。答：（1）通过雨水淋溶作用可能导致地下水和周围地表水体污染；（2）通过土壤颗粒物等形成能直接或间接的为人或动物所吸收；（3）通过植物吸收而进入食物链，对生物产生毒害作用等。8、 水中主要污染物按化学成分主要有哪几种危害。答：无机污染物和有机污染物（可生物降解、难生物降解），主要危害：水体富营养化；对人体和水生生物有毒害作用；引起水体缺氧和水生动物死亡，破坏水体功能；在厌氧时产生有害或恶臭物质；通过生物体内富集和食物链对人体健康造成危害。9、 空气中主要污染物及其危害。答：颗粒、气溶胶状态污染物和气态污染物。危害：引起各种疾病，危害人体健康；引起大气组分变化，导致气候变化，影响动植物生长。10、 质量恒算的基本关系是什么。答：输入量输出量+转化量=积累量11、 能量热恒算的方程的含义。答：输出系统物料总能量输入系统物料总能量+系统内物料能量的积累=系统从外界吸收的热量系统对外界做的功12、 流体边界层理论要点。答：在流体表面有一个薄层，在此薄层中须考虑粘性力的作用，此薄层称为边界层。要点：（1）当实际流体沿固体壁面流动时，Re较大时，即使对于黏度很小的流体，其黏性力仍可以达到很大的数值，边界层内不能全部忽略黏性力；（2）在外部流动区域，在Re很大的情况下，可将黏性力全部忽略，将流体的流动近似看成是理想流体的流动。13、 简述温度、压力对液体和气体黏度的影响。答：温度上升，气体黏度上升，液体黏度下降；压力上升，气体黏度上升；低密度气体和液体的黏度随压力变化小，一般可忽略。14、 什么是对流传热，列举强制对流和自然对流的实例各一。答：对流传热：流体中质点发生相对位移而引起的热量传递过程，通常也指流体与固体壁面间的热传递过程。实例：强制对流由水泵、风机或其他外力引起流体流动而产生的传热过程。自然对流由于流体内部温度的不均匀分布形密度差，在浮力作用下流体发生对流而产生传热的过程。15、 菲克定律的物理意义和实用条件。答：菲克定律的物理意义：Naz=Dab(dCa/dz)由浓度梯度引起的组分A在Z方向上的质量通量=（分子扩散的系数）（Z方向上组分A的质量浓度梯度） 适用条件：混合物无总体流动或处于静止状态，发生由高浓度区域向低浓度区域的分子扩散。16、 简述温度、压力对气体和液体分子扩散系数的影响。答：低密度气体、液体和固体的扩散系数随温度升高而增大，随压力增加而减小。17、 沉降分离的原理、类型和各类型的基本特征。答：原理：将含有颗粒物的流体置于某种力场中，使颗粒物与连续相的流体之间发生相对运动，沉降至器壁、器底等表面而实现颗粒物与流体的分离。 类型：重力、离心、电、惯性、扩散。 重力沉降和离心沉降是利用待分离的颗粒与流体间的密度差，在重力或离心力作用下使颗粒和流体间发生相对运动；电沉降是将颗粒置于电场中使之带电，并在电场力作用下使带电颗粒在流体中产生相对运动；惯性沉降是指颗粒物与流体一起运动时，由于流体中存在某种障碍物的作用，流体产生绕流，而颗粒物由于惯性偏离流体；扩散沉降是利用微小粒子布朗运动过程中碰撞在某种障碍物上，从而与流体分离。18、 表面过滤和深沉过滤的主要区别。答：表面过滤通常发生在过滤流体中颗粒物浓度较高，或过滤速度较慢，滤饼层容易形成的情况下，采用过滤介质的孔一般比待滤流体中固体颗粒的粒级小；而深层过滤一般发生在以固体颗粒为过滤介质的操作中。由固体颗粒物堆积而成的过滤介质层通常较厚，过滤介质层的空隙大于待过滤流体中的颗粒物的粒径。19、 亨利定律有那些表达形式、意义、常数间如何换算答：亨利定律：在稀溶液时，温度一定，总压不大，气体溶质的平衡分压和溶解度成正比，Pa=EXa； 溶质的溶解度用物质的量表示，Pa=Ca/H； 溶质在气液两相中的组成均以摩尔分数表示，Ya=mXa20、21、22、23、24、 Langmuir方程的基本假设、形式，适用范围。答：基本假设：吸附剂表面性质均一；气体分子在固体表面为单层吸附；动态吸附；吸附类似气体凝结，托附类似液体蒸发；凝结速度正比于该组分的气相分压；吸附在固体表面的气体分子间无作用力。形式： 范围：适用于描述低、中压力范围的吸附等温线。25、 Freundlich方程的形式适用范围。答： 表明吸附量与吸附质分压的1/n次方成正比，由于吸附等温线的斜率随吸附分压得增大有较大变化，该方程特别不能描述低压和高压区域内。26、 影响离子交换树脂选择性的因素。答：离子水化半径越小，亲和力越高，交换越容易：化合价越高，亲和力越大，交换越容易。二、填空 1. 亨利定律的表达式为 P*=Ex或P*=C/H或y*=mx ;它适用于 稀溶液 。2. 气体的溶解度一般随温度的升高而 降低 （或减小） 。3. 吸收操作中，压力 升高 和温度 下降 都可提高气体在液体中的溶解度，而有利于吸收操作。 4. 对于脱吸过程而言，压力 降低 和温度 升高 都有利于过程的进行。 5. 以分压差为推动力的总传质速率方程可表示为NA=KG(PP*)，NA的单位为kmol/(m2s)，由此式可推知气相体积总传质系数KGa的单位是kmol/(m3sP) ，其中代表 单位体积填料层中传质面积 。6.若KG、kG、kL分别为气相总传质系数、气膜吸收系数和液膜吸收系数，H为亨利系数，则它们之间的关系式为 。7吸收总系数与分系数间的关系可表示为:，若KL近似等于kL，则该吸收过程为 液膜 控制。 8吸收操作中，温度不变，压力增大，可使相平衡常数 减小 ，传质推动力 增大 。 9. 假设气液界面没有传质阻力，故Pi与Ci的关系为 平衡 。如果液膜传质阻力远小于气膜的，则KG与kG的关系为