unit 16 evaporation, crystallization and drying
第十六单元蒸发、结晶和干燥。
1．蒸发。蒸发器是利用加热来浓缩溶液，或是利用热把溶解的固体从饱和溶液沉淀析出以对之**。蒸发器是有着特殊规定的再沸器，以用于分离气液两相，或当固体物质沉淀或结晶析出时，用于除去该固体物质。
在一些应用中，尤其当提供足够的干舷时，简单的釜式再沸器就足够了。管式的蒸发器或是水平的或是垂直的，或长或短；液体可位于管内或管外，循环可以是自然循环或是以泵或推进器驱动的强制性循环。
自然循环型的蒸发器是最常见的。强制循环型循环器非常适合于处理粘性或腐蚀性的物料，但是购置和维修的费用高。在长管式垂直设计中，由于蒸发，液体处于在环流或膜流中，相应地，该蒸发器称之为升膜式蒸发器。
在降膜式蒸发器，液体分布于蒸发器的顶部，然后以流体的形式向下流。静压头可忽略，压降只不过是汽流的摩擦力，传热效果较好。由于接触时间短以及两相分离完全，降膜式蒸发适合于热敏性物料。
长管式蒸发器（或是自然循环或是强制循环）用得最广泛。管的直径范围从19～63 mm，长度12～30 ft。排管式蒸发器管长3～5 ft，它的**降压管的面积与该管的横截面积相等。
有时，排管式蒸发器中的循环以推进器来驱动。在某些类型的蒸发器中，固体直到它们达到所需的尺度时才开始循环。
在蒸发器的设计和操作时，热经济是一个主要考虑因素。因为离开的蒸汽的潜热没有被利用而是丢弃，所以单效蒸发器浪费能量。然而，利用多效蒸发器可以**和再次利用大部分潜热。
已经开发了各种各式的蒸发器以用于特殊工业中的特殊应用。蒸发器的设计可分成如下基本类型：
直接加热蒸发器该类型的蒸发器包括盐池和浸泡燃烧装置。浸泡燃烧蒸发器可应用于那些由燃烧产物引起的溶液污染可接受的场所。
长管蒸发器在该类型蒸发器中，液体以薄膜的形式在长的垂直的热的蒸发管中流动，既可用降膜式蒸发器又可用升膜式蒸发器，处理能力大，适合于低粘度的溶液。
强制循环蒸发器在强制循环蒸发器中，液体由泵输送到蒸发管中，适用于那些会污染传热表面的物料，以及适用于蒸发器发生结晶的场所。
搅拌式薄膜蒸发器在这种蒸发器的设计中，利用机械方法（手段）将一薄层溶液撒到加热表面上。刮薄式蒸发器用于高粘度的物料和固体产物。
短管式蒸发器也称排管式蒸发器，用于制糖工业中。
蒸发器的选择。
对于某一特殊应用，最适合的蒸发器类型的选择取决于下列因素：
1）所需的处理量。
2）进料的粘度以及蒸发过程中粘度的增加。
3）所需的产物的本质：固体、淤泥或浓溶液。
4）产物的热敏性。
5）物料是否会产生污染。
6）溶液是否会起泡。
7）是否可用直接加热。
辅助设备对于真空条件下操作的蒸发器，需要冷凝器和真空泵；对于水溶液，则需利用蒸汽喷射器和喷射式冷凝器。喷射式冷凝器是直接冷凝器，在该冷凝器中，蒸汽是利用冷却水喷射直接而冷却。
2．结晶。结晶用于固体的产生、纯化及其**。结晶的产物有着好看的外表，流动性能好，易处理，易包装。
该操作的应用范围广：从特种化学品（如药物）的小规模生产，到产品以吨数生产（如糖、常见盐类和肥料）生产（都可以使用该操作）。
结晶的设备可用于所得到液体过程和现象的方法加以分类，也可用用于悬浮增长晶体的方法加以分类。可以通过冷却或蒸发得到过饱和现象。有四类基本的结晶器：
槽式结晶器、刮膜式结晶器、晶浆循环结晶器、以及母液循环式结晶器。
表3-2 总结了这些主要类型的结晶器的典型应用（译成为主动句较好）
结晶器的类型应用典型的用途。
槽式结晶器间歇操作、规模生产小脂肪酸、植物油、糖。
刮膜式结晶器有机化合物、用于有污染问题。
的场所，粘性的物料。
氯苯、有机酸、烷烃、石蜡油、环烷烃、
尿素。岩浆循环结晶器大颗粒晶体的生产、生产量大铵和其它无机盐、氯化钠和氯化钾。
液体循环结晶器生产均匀的晶体（其尺寸小于岩浆）、生产量大。
石膏、无机盐、硝酸钠和硝酸钾、硝酸银。
3．干燥。干燥是用蒸发方法除去水和其它的挥发性液体。大部分在其生产时需要干燥。
选择干燥设备的最主要的考虑因素是进料的本质及其浓度。干燥是能源密集型的过程，利用热干燥来除去液体的费用较利用机械技术的费用要高得多。
除了几种特殊的应用之外，热的空气在工业干燥器中用作加热和传质介质。空气可直接用所用燃料（石油、天然气和煤）的燃烧产物加热，或者间接加热，通常通过蒸汽加热的翅片管。
管道加热。用于化学过程工业中的干燥器基本类型有：
板式干燥器间歇板式干燥器用于干燥少量的固体，所适用的物料范围广。欲干燥的物料位于固体底板上，在固体底板上吹入热空气，欲干燥的物料位于穿了孔的底板上，热空气流经该底板。间歇干燥器劳动力要求高，但在干燥条件和产物存货可以得到很好的控制。
板式干燥器适合于干燥有价值的产物（品）。
带式干燥器（连续循环带式干燥器） 该类型的干燥器，固体产物在一个很长的穿孔的传送带上，热空气强制地流过该传送带。传送带被罩在一长的矩形箱内，该箱分成几个区域，以致能控制干燥气体的流型和温度。固体干燥器和干燥空气的相对运动可以是并流的，或者更多的是对流。
该类型的干燥器只适合于那些形成带式结晶的床层的物料，可实现较高的干燥速率，质量控制容易，热效率高，以蒸汽加热，干燥每1 kg 蒸发水需要用蒸汽低于1.5 kg。该类型的干燥器的缺点为，由于机械传送带、维护费用高，所以首次（最初的）费用高。
旋转式干燥器在旋转式干燥器中，固体物质沿着一旋转的倾斜的圆柱的内部进行输送，通过直接与流经圆柱的热空气而加热、干燥。有时，圆柱间接加热。
旋转干燥器适合于干燥自由流动的粒状的物质，适合用于产量高的连续操作；热效率高，投资费用和劳力费用相对较低。该类型干燥器的一些缺点为：停留时间不统一，产生灰尘，噪声程度较大。
流化床干燥器在该类型的干燥器中，干燥气以足够的速率通过固体床层，以使床层保持在流化状态，该流化状态可提高很大传热和干燥速率。流化床干燥器适合于粒状大小范围，为1～3ｍｍ的粒状和晶体状物质。该干燥器可设计为连续操作和间歇操作。
流化床干燥器的主要优点：热传递快且均匀、干燥时间短、干燥条件能很好控制、占地面积的要求低。与其它类型的干燥器相比，需要的动力高。
气流干燥器也称flash 干燥器它们的操作原理与喷雾式干燥器相似。欲干燥的产品由。
一个合适的进料器分散于向上流动的加热气的蒸汽中。该设备起着气流传送设备和干燥器的作用。接触时间短，（该因素）限制了要干燥的物料颗粒的大小。
气流干燥器适合于那些颗粒太小而不能在流化床干燥器中干燥的物料。该类型的干燥剂的热效率一般较低。
喷雾式干燥器喷雾式干燥器一般适合用于液体和稀的淤泥进料，但是可通过设计以处理任何能用泵输送的物料。放置于垂直的圆柱形容器的要干燥的物料，在一喷嘴中或在一圆盘状的原子化器中原子化。热的空气在容器中向上流（在有些设计中向下流）、输送以及干燥液滴。
液体从液滴的表面上快速汽化，同时形成有空隙的多孔的颗粒。干燥过的颗粒在旋风。
cyclone）分离器中或在袋状过滤器中加以除去。
喷雾式干燥器的主要优点是：接触时间短，这使它适合于干燥热敏性物质；能很好地控制产物颗粒尺度、体相密度。因为进料中固体浓度低，所以加热的要求高。
旋转鼓式干燥器鼓式干燥器适合用于液体和稀淤泥进料。当欲干燥的物料会的加热表面形成一薄膜，不是热敏性物料时，鼓式干燥器可以替代喷雾式干燥器（另一种选择）。
unit 17 chemical reaction engineering
第十七单元化学反应工程。
每一种工业化的化工过程的目的都是通过一系列的处理步骤从各种原料经济性地生成所需的产品。图3－5 表示一种典型的过程。为了使原料处于能发生化学反应的形式，原料要经过许多物理处理步骤，然后，通过反应器。
为了得到最终的所需的产品，反应的产物必须经过进一步的物理处理，如分离、纯化等。
用于物理处理步骤的设备的设计在单元操作中研究，这里我们关心的是过程的化学处理步骤。经济上，化学处理步骤是不重要的装置，如一简单的混合槽。然而，化学处理步骤通常是整个过程的核心，在经济方面可使过程发生或停止的因素。
反应器的设计不是例行公事，对于某一过程可以提出许多其它的设计。为了寻求最佳的设计，必须减少的费用不仅仅是反应器费用。一种设计可以是反应器费用低，但离开该装置的物料可以是该情况：
物料的处理费用比其它设计费用高得多。所以全过程的经济性必须要考虑。
反应器的设计要运用各种领域（热力学、化学动力学、流体力学、传质、传热以及经济学）的信息、知识和经验。化学反应工程是这些所有的因素的综合，其目的是精确地设计化学反应器。
化学反应器的设计可能是化学工程师的独特（unique）的一种活动，这可能较其它方面更能证明化学工程作为工程学科的独特的分支的存在。
在化学反应器设计时，必须要回答两个问题：
1） 我们期望发生什么变化？
2） 变化发生有多快？。
第一个问题关于热力学，而第二个问题是关于各种速率过程— —化学动力学、传热，等等。
把这些过程综合起来以及要确定这些过程是如何关联的，是相当难的问题（事情）。因此我们必须从简单的情况开始，利用考虑其它的因素来增长（帮助）我们的分析，直到我们能处理更困难的问题。
1、热力学。
热力学给出了设计所需的两条重要的信息：反应释放（或吸收）的热量以及反应的最大的可能程度。
化学反应总是伴随着热量的释放或吸收，对于一合适的设计，热量的大小必须要知道，如。
反应：正，吸热反应。
aa→ rr＋ss △hr
负，放热反应。
在反应前后，对体系在同一温度、压力下进行测量，当a 摩尔的a 消失生成r 摩尔的r和s 摩尔的s 时，在t 温度下的反应热为环境传给该反应体系的热量。若知道反应热或是通热化学数据对反应热进行估计，那么可以计算反应过程的热效应。
热力学中，也可以从反应物料的标准自由能来计算平衡常数k。如果知道了平衡常数，那么可以估计反应物的最大的可得的收率。
2、化学动力学。
在合适的条件下，进料可以转变为新的不同的物质，这些物质可构成不同的化学种类。如果该过程只是通过组成的原子的重排和重新分配的发生来形成新的分子，那么我们说发生了化学反应。化学是与这些反应的研究有关，研究反应的形式和机理，研究所涉及到的物理和能量变化以及产品的生成速率。
最后提起的感兴趣的领域是化学动力学，化学动力学是我们首先所关注的。化学动力学研究的是影响反应速率的因素，测定反应速率以及对得到的数值的提出解释。对于化学工程师来说，如果他要满意地设计影响工业规模的反应的设备，那么他必须知道一个反应的动力学。
当然，如果该反应如此快以致该体系基本上处于平衡，那么可大大简化设备的设计。不需要动力学信息，热力学信息就足够了。
化工专业英语翻译
化学工业。1 化学工业的起源。尽管化学品的使用可以追溯到古代文明时代，我们所谓的现代化学工业的发展却是非常近代 才开始的 可以认为它起源于工业革命其间，大约在1800年，并发展成为为其它工业部门提供化学原料的产业。比如制肥皂所用的碱，棉布生产所用的漂白粉，玻璃制造业所用的硅及na2co3.我们会注意...
化工专业英语翻译
unit 1 chemical industry 化学工业。1 化学工业的起源。1940年以来，化学工业一直以引人注目的速度飞速发展。尽管这种发展的速度近年来已大大减慢。化学工业的发展由于1950年以来石油化学领域的研究和开发大部分在有机化学方面取得。石油化工在60年代和70年代的迅猛发展主要是由于...
化工专业英语翻译参考
15材料科学是研究固体材料性质，组成和结构之间的关系。这项研究包括了所有属性，机械 热 化工 电 磁 光的行为。它源于汞合金的固态物理 冶金和化学，因为丰富多样的材料属性不能被理解的上下文内任何单个古典学科。可选的使用的材料在应用，如包装 建筑 磁铁 电池 发动机 汽车的身体 绝缘 催化裂化 电气系...