《化工单元操作及设备》版为普通高等教育十一五规划教材，第二版为十二五职业教育国家规划教材，本次在前两版的基础上进行修订。
全书分上下两篇，上篇包括流体输送、传热和冷冻，下篇包括非均相物系分离、蒸馏、气体吸收、干燥、蒸发、结晶、萃取、新型单元操作和分离方法的选择等。每章为一个模块，结构为：学习目标（思维导图）、生产实际案例引入、知识与技能、思考题、习题、自测题和符号说明，便于师生开展探究式、项目式、理实一体等学习创新活动。书中还通过二维码的形式融入了动画、视频等信息化资源，便于自主学习。
本书可作为高等职业教育化工技术类各专业及相关专业的教材，也可作为化工职业资格培训教材，还可供各类化工应用型人才及教师参考。
前言
本书为高等职业教育教材，2007年出版后，被评为普通高等教育十一五规划教材，第二版被评为十二五职业教育国家规划教材，深受广大师生和社会读者的好评与欢迎，在化工技术类各专业的教学改革中发挥了一定的推动作用。
2019年，*印发《职业院校教材管理办法》，对新时期的教材建设提出了新要求。为了使教材更符合《职业院校教材管理办法》的要求，符合化工产业转型升级对技术技能人才的需求，也为了使教材内容更加完善，表现形式与时俱进，编者充分吸收了读者好的建议，对第二版教材进行了修订。
本次修订突出了化学化工让人类生活更加美好的理念，强化了绿色、健康、安全、环保、节能等新发展理念，强化了以学生为本、成果导向的理念，并努力为教师开展三教改革创造条件。修订内容涉及内容的删减、修改和增补，增加了化工与人们追求美好生活相关的内容、化工与新发展理念相关的内容，补充了化工单元操作的新技术、新工艺、新规范等内容，修改了学习目标的部分内容和表现形式（思维导图），还利用二维码技术为部分重要原理和设备配备了动画或视频，扫码即可观看，便于加深理解。
本次修订工作由徐州工业职业技术学院冷士良主持，听取了部分编者和读者的意见与建议。书中二维码链接的信息化资源由北方仿真软件技术有限公司提供。在此，谨向所有帮助者表示感谢与敬意，特别感谢前两版教材的编写团队为本次修订提供的基础。
由于编者水平所限，书中难免有不足之处，恳请读者批评指正。
编者
2021年8月
版前言
本教材是在全国化工高职教学指导委员会化工原理课程组指导下，根据*有关高职高专教材编写的文件精神，以高职高专化工技术类专业高技术、高技能型人才培养目标为依据编写的,是根据2005年化工原理课程教学改革会议的精神，对化工原理课程进行改革的产物。
教材尊重学科，但不恪守学科，从职业岗位需要出发，以能力培养主线组织内容，自始至终贯彻了了解概念、理论够用、强化应用的职业教学理念。即了解与岗位相关的工程概念，从技术应用角度去介绍必要的理论，重点在于运用概念和理论解决工程实际问题。
在教材编写过程中，征求了企业专家的意见。各章中的流程及操作举例均由企业提供，再把概念、理论与之结合起来进行编写。因此教材实际、实用，既符合岗位工作需要，又符合认知规律。高职教育与生产实际相结合的特色在教材中得到了充分的展示。
教材每章开始为学习目标，能够使学习者明确学习目的；章后配有一定的思考题，以引发学习者思考和提高学习兴趣；章后还配有习题，方便学习者学以致用，复习提高。
教材淡化了没有实用价值的推导及计算，以物料平衡及能量的平衡为重点，致力于解决工程实际问题。把工程技术观点的培养作为重点，努力把培养用工程技术观点观察、分析和解决单元操作中的操作问题的能力落到实处。
教材中的物理量，统一采用法定计量单位，符号采用国家标准GB 3100～31021993。
教材根据当前高职生源的实际状况，力求深浅适中，简单明了，层次分明，难点生动化，重点实例化，方便学习者自主学习。
教材分上篇和下篇，上篇主要介绍流体输送、传热和冷冻，它们是下篇的基础；下篇主要是化工分离操作，内容既涉及化工生产中的常见分离操作，也涉及应用不十分广泛的单元操作，还涉及新型单元操作，以便各校根据各地区经济及专业实际选择教学内容。
教材共分十二章，冷士良、陆清、宋志轩担任主编。绪论、附录、第4、5、9、12章及篇前过渡由冷士良编写；第7、8章由陆清编写；第1章由宋志轩编写；第2、3、11章由何灏彦编写；第6、10章由郑幼松编写；张文革在编写过程中给予了支持。全书由冷士良统稿；王德堂审阅了书稿。
在本教材编写过程中，得到企业专家和同行的无私支持，在此一并表示感谢。
由于编者水平所限，不完善之处在所难免，敬请读者和同仁们指正，以便今后修订。
编者
2007年5月
第二版前言
《化工单元操作及设备》自出版以来，由于内容可靠、难度适中、指导性强、符合教学规律、贴近生产实际、适应性好、便于自主学习等特点，得到了国内兄弟院校同仁的广泛认同，得到了政府及课程专家的肯定。2008年被评为普通高等教育十一五规划教材，在我国化工技术类专业教学改革中起到了一定的示范和推动作用。在此，我们对全国各地的读者深表感谢。
几年过去了，化工的进展对化工高等职业教育提出了新的要求，新知识、新观念、新技术及新方法有必要成为化工单元操作的新内容；高等职业教育改革的深化对版的结构体系及局部内容提出了调整和优化需求；各地读者对版提出的好建议需要采纳；国家对普通高等教育十二五规划教材提出了新的要求等。所以我们决定升级版，主要修订内容如下。
从构建中、高职衔接以及高职和本科衔接的角度出发，对主要单元操作内容进行了调整，适当增加了学生持续学习需要的内容，增加了单元操作技术进展内容。
从节能、环保角度出发，增加了主要化工单元操作节能技术或案例，有利于树立绿色化工和人文关怀的健康安全环保理念。
增加了自测题及参考答案，以方便学生检验学习效果，个别章节调整了思考题，增加了案例，以方便教师组织研究性学习。
从技术进展角度出发，更换了部分插图。
对文字进一步推敲，修订了一些表述方法，增强了语言表现力和感染力。
在本次修订中，仍由版的编写人员参与，具体分工同版，此外，中石化扬子公司朱圣华高级工程师编写了节能及技术进展部分的内容，通读了全书并从工程实际应用角度提出了修订建议；徐州工业职业技术学院具有15年化工企业经验的刘鹏升老师审阅了书稿并提供了多个案例分析；刘郁老师编制了自测题，在此表示感谢！
第二版内容更全面，方法更新颖，可读性和实操性更强。相信看过版的你一定会从这个版本中得到更多的收获。鉴于编者水平所限，敬请读者朋友们批评、指正。编者愿意与读者一道，为我国高职化工技术类专业教学改革努力，打造教材精品。
编者
2015年5月
绪论1
0.1化工让生活更美好1
0.2化工生产过程2
0.3化工单元操作3
0.4本课程的性质、内容和学习成果4
0.5本课程解决问题的主要方法5
0.5.1物料衡算5
0.5.2能量衡算6
0.5.3平衡关系6
0.5.4过程速率7
0.6单位的正确使用7
思考题8
自测题8
上篇
第1章流体输送10
1.1概述11
1.1.1流体输送在化工生产中的应用11
1.1.2常见流体输送方式12
1.1.3流体的物理性质及测定12
1.2输送任务的表达17
1.2.1流量与流速17
1.2.2流量方程式18
1.2.3连续性方程19
1.3化工管路20
1.3.1化工管路的构成与标准化21
1.3.2化工管路的布置与安装24
1.4伯努利方程及其应用26
1.4.1伯努利方程26
1.4.2伯努利方程的应用28
1.5流体输送时的流动阻力34
1.5.1流体阻力产生的原因34
1.5.2流体阻力计算34
1.5.3管路设计时减少流体阻力的措施42
1.6流量测量43
1.6.1孔板流量计43
1.6.2文丘里流量计45
1.6.3转子流量计45
1.7流体输送设备46
1.7.1离心泵46
1.7.2其他类型泵57
1.7.3往复式压缩机61
1.7.4离心式压缩机63
1.7.5其他气体压送机械65
1.8流体输送节能技术简介67
思考题68
习题68
自测题72
本章主要符号说明74
第2章传热76
2.1概述77
2.1.1传热在化工生产中的应用77
2.1.2传热过程的类型77
2.1.3载热体及其选择77
2.1.4工业换热方法78
2.2传热的基本方式79
2.2.1传导传热79
2.2.2对流传热79
2.2.3辐射传热79
2.3间壁传热80
2.3.1总传热速率方程及其应用80
2.3.2传热速率81
2.3.3传热推动力的计算83
2.3.4传热系数的获取方法87
2.3.5强化与削弱传热98
2.3.6传热计算举例102
2.4换热器104
2.4.1换热器的分类104
2.4.2间壁式换热器简介105
2.4.3列管式换热器的型号与系列标准111
2.4.4列管式换热器的选用与设计原则111
2.4.5换热器的使用与维护114
2.5换热与节能116
2.5.1采用集成设计技术和建立联合装置116
2.5.2采用气电或热电联产技术116
2.5.3合理利用低温热能和蒸汽117
2.5.4采用新型节能技术117
2.5.5换热系统气阻的危害案例分析117
思考题117
习题118
自测题119
本章主要符号说明121
第3章冷冻122
3.1概述122
3.1.1工业生产中的冷冻操作122
3.1.2人工制冷方法122
3.2压缩制冷基本原理123
3.2.1单级压缩蒸发制冷的工作过程123
3.2.2操作温度的选择124
3.2.3多级压缩制冷125
3.3冷冻能力127
3.3.1冷冻能力的表示127
3.3.2标准冷冻能力127
3.4冷冻剂与载冷体128
3.4.1冷冻剂128
3.4.2载冷体129
3.5压缩制冷装置130
3.5.1压缩机131
3.5.2冷凝器131
3.5.3蒸发器131
3.5.4节流膨胀阀132
思考题133
自测题133
本章主要符号说明133
下篇
第4章非均相物系分离136
4.1概述136
4.1.1非均相物系分离在化工生产中的应用136
4.1.2常见非均相物系分离的方法137
4.2沉降138
4.2.1重力沉降138
4.2.2离心沉降143
4.3过滤147
4.3.1过滤的基本知识147
4.3.2过滤设备150
4.4气体的其他净制方法153
4.4.1惯性除尘器153
4.4.2静电除尘器154
4.4.3文丘里除尘器154
4.4.4泡沫除尘器154
4.4.5袋滤器154
4.5非均相物系分离方法的选择155
4.5.1气体非均相物系155
4.5.2液体非均相物系155
思考题155
习题156
自测题156
本章主要符号说明158
第5章蒸馏159
5.1概述160
5.1.1蒸馏在化工生产中的应用160
5.1.2气液相平衡160
5.1.3精馏原理和流程165
5.2精馏的物料衡算165
5.2.1全塔物料衡算166
5.2.2精馏段物料衡算167
5.2.3提馏段物料衡算167
5.2.4加料板物料衡算168
5.3塔板数的确定169
5.3.1实际板数与板效率169
5.3.2理论板数的确定方法170
5.4连续精馏的操作分析174
5.4.1进料状况对精馏的影响174
5.4.2回流比的影响176
5.4.3操作温度及压力的影响177
5.5精馏过程的热量平衡与节能178
5.5.1热量衡算179
5.5.2节能措施180
5.6其他蒸馏方式182
5.6.1简单蒸馏182
5.6.2闪蒸182
5.6.3间歇精馏183
5.6.4多组分精馏183
5.6.5特殊精馏184
5.7精馏设备186
5.7.1板式塔186
5.7.2辅助设备189
5.8精馏塔的操作189
5.8.1操作步骤189
5.8.2不正常现象及处理190
思考题191
习题191
自测题192
本章主要符号说明194
第6章气体吸收195
6.1概述196
6.1.1气体吸收在化工生产中的应用196
6.1.2气体吸收的分类197
6.1.3吸收剂的选择198
6.2从溶解相平衡看吸收操作198
6.2.1气液相平衡关系198
6.2.2吸收条件205
6.2.3气液相平衡关系对吸收操作的意义206
6.3吸收速率207
6.3.1传质基本方式207
6.3.2双膜理论208
6.3.3吸收速率表示方法210
6.3.4影响吸收速率的因素213
6.4吸收的物料衡算215
6.4.1全塔物料衡算215
6.4.2吸收操作线217
6.4.3吸收剂用量218
6.5塔径的计算221
6.6填料层高度的确定222
6.6.1填料层高度的确定方法222
6.6.2填料层高度的计算225
6.7吸收操作分析229
6.7.1影响吸收操作的因素230
6.7.2吸收塔的操作234
6.8其他吸收与解吸235
6.8.1化学吸收235
6.8.2高浓度吸收236
6.8.3多组分吸收236
6.8.4解吸237
6.9吸收设备240
6.9.1填料塔240
6.9.2填料241
6.9.3辅助设备248
6.9.4填料塔的流体力学性能250
思考题251
习题252
自测题253
本章主要符号说明255
第7章干燥256
7.1概述257
7.1.1干燥在工业生产中的应用及干燥方法257
7.1.2对流干燥的条件和流程258
7.2湿空气的性质259
7.2.1湿度259
7.2.2相对湿度260
7.2.3比体积261
7.2.4比热容261
7.2.5比焓262
7.2.6干球温度262
7.2.7露点262
7.2.8湿球温度263
7.2.9绝热饱和温度263
7.3湿空气的湿度图264
7.3.1H-I图的构成264
7.3.2H-I图的应用266
7.4湿物料中水分的性质267
7.4.1湿物料含水量的表示方法267
7.4.2平衡水分与自由水分268
7.4.3结合水分与非结合水分268
7.5干燥过程的物料衡算269
7.5.1干燥产品流量G2269
7.5.2水分蒸发量W270
7.5.3空气消耗量L270
7.6干燥速率271
7.6.1干燥速率的定义271
7.6.2影响干燥速率的因素272
7.7干燥设备273
7.7.1对干燥设备的基本要求273
7.7.2干燥器的选择274
7.7.3常用的工业干燥器276
7.8干燥器的操作279
7.8.1干燥过程控制的参数279
7.8.2典型干燥器的操作281
7.9热泵干燥技术282
7.9.1热泵干燥原理282
7.9.2热泵干燥技术的特点282
7.9.3热泵干燥技术的前景283
思考题283
习题283
自测题284
本章主要符号说明285
第8章蒸发286
8.1概述286
8.1.1蒸发在工业生产中的应用286
8.1.2蒸发的类型与特点287
8.2单效蒸发288
8.2.1单效蒸发流程288
8.2.2单效蒸发计算288
8.3多效蒸发291
8.3.1多效蒸发对节能的意义291
8.3.2多效蒸发流程292
8.4蒸发设备293
8.4.1自然循环蒸发器293
8.4.2强制循环蒸发器295
8.4.3膜式蒸发器296
8.4.4浸没燃烧蒸发器297
8.5蒸发器的操作298
8.5.1蒸发操作的几个问题298
8.5.2典型蒸发器的操作298
思考题301
习题301
自测题301
本章主要符号说明303
第9章结晶304
9.1概述304
9.1.1结晶现象及其工业应用304
9.1.2固液体系相平衡305
9.1.3晶核的形成307
9.1.4晶体的成长308
9.2结晶方法309
9.2.1冷却结晶309
9.2.2蒸发结晶310
9.2.3真空冷却结晶310
9.2.4盐析结晶310
9.2.5反应沉淀结晶310
9.2.6升华结晶311
9.2.7熔融结晶311
9.3结晶设备与操作311
9.3.1常见结晶设备311
9.3.2结晶操作要求314
思考题315
习题315
自测题315
第10章萃取317
10.1概述317
10.1.1萃取在化工生产中的应用318
10.1.2萃取剂的选择319
10.1.3萃取操作流程320
10.2部分互溶物系的相平衡322
10.2.1部分互溶物系的相平衡原理322
10.2.2单级萃取在相平衡图上的表示329
10.3萃取设备334
10.3.1塔式萃取设备334
10.3.2萃取塔的操作339
10.4超临界流体萃取技术340
10.4.1超临界流体萃取技术的发展与特点340
10.4.2超临界流体萃取原理341
10.4.3超临界流体萃取过程简介343
10.4.4超临界流体萃取的工业应用344
思考题345
习题346
自测题346
本章主要符号说明348
第11章新型单元操作简介349
11.1膜分离349
11.1.1概述349
11.1.2膜分离装置与工艺351
11.1.3典型膜分离过程及应用355
11.2吸附357
11.2.1概述357
11.2.2吸附速率359
11.2.3吸附工艺简介359
11.3色谱分离技术362
11.3.1概述362
11.3.2色谱分配系数363
11.3.3柱色谱的分离过程及应用363
思考题365
第12章分离方法的选择366
12.1分离方法的比较366
12.2分离方法的选择367
12.2.1经济合理性367
12.2.2技术可行性367
12.2.3系统适应性367
12.2.4方法可靠性368
12.2.5公共安全性368
附录369
一、中华人民共和国法定计量单位（摘录）369
二、某些气体的重要物理性质370
三、某些液体的重要物理性质371
四、干空气的物理性质(101.33kPa)372
五、水的物理性质373
六、常用固体材料的密度和比热容374
七、饱和水蒸气(以温度为基准)375
八、饱和水蒸气(以压力为基准)376
九、某些液体的热导率378
十、某些气体和蒸气的热导率379
十一、某些固体材料的热导率380
十二、液体的黏度共线图381
十三、 101.33kPa压力下气体的黏度共线图383
十四、液体的比热容共线图385
十五、气体的比热容共线图(101.33kPa)387
十六、蒸发潜热（汽化热）共线图389
十七、某些有机液体的相对密度共线图391
十八、壁面污垢热阻(污垢系数)392
十九、离子泵的规格(摘录)393
二十、管壳式换热器系列标准(摘录)398
二十一、某些二元物系在101.3kPa(绝压)下的气液平衡组成401
二十二、热轧无缝钢管规格与质量402
二十三、冷拔无缝钢管规格与质量406
自测题参考答案408
参考文献412
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