《相分離技術及應用》一書全面總結了氣固、氣液、液固以及其他形式的各物質相態之間的分離理論和技術。從基礎理論出發，到新技術的開發和應用，全面闡釋了“相分離”的概念和過程，全面總結了化工生產和環保領域中所涉及的各物質相態分離的過程，實現了理論與實踐的結合。從傳統分離方法到新型高效的分離方法，論述完整，角度新穎，對工業生產有重要的指導意義。
全書內容充實，學科跨度大，可作為環保、化工及安全等諸多領域一線工程技術人員和相關科研人員的選修讀本。

馮艷峰，1979年9月出生，碩士，工程師。主要從事混凝土結構工程，節能環保，應力場、滲流場作用下的巖石、混凝土等脆性材料損傷斷裂過程基本理論和巖石結構數字識別的研究工作。主持科技廳工業公關重大項目1項，參與國家自然科學基金和省級科研項目12項，主編了2部校內教材，副主編2部著作和3部校內教材，發表學術論文10余篇，申請專利4項。

相，是一種物質聚集態的物理表述，是一般物質在一定的溫度和壓強條件下所處的相對穩定的狀態，通常是指固態（固相）、液態（液相）和氣態（氣相）。除了上述三種物態以外，還有增加了等離子態、超固態和玻色-愛因斯坦凝聚態。當氣體中分子運動更加劇烈，成為離子、電子的混合體時，稱為等離子態；當壓強超過百萬大氣壓時，固體的原子結構被破壞，原子的電子殼層被擠壓到原子核的范圍，這種狀態稱為超固態；有些氣體被冷卻到10－9 K溫度時，其氣體中的原子（玻色子）都進入能量最低的狀態，稱為玻色-愛因斯坦凝聚態。
本書中所討論的相態問題，僅限于氣液固三態。相態分離技術其本質是把氣液固三態混合體系如何分離成單相態的問題。相分離以物理分離為主，分離的對象以兩相或多相混合物為主、同相混合物為輔。對于其他體系的分離技術，如蒸餾、萃取、生物分離、電滲析、重結晶等不在本書的討論范圍。
本書是從宏觀角度闡述氣固、液固、氣液等兩相或多相混合物分離為單相。討論氣固分離技術以空氣凈化除塵器居多，液固分離的過濾器其次，氣液分離技術相對較少。在實際應用領域中，大多數表現在化工領域和環保領域。化工領域中的應用主要是合成產物后的相態分離過程，環保領域主要應用于大氣污染防治以及污水處理等環節。通過對相分離技術的掌握，有助于提高相關行業的經濟效益和社會效益。
在當今技術革新的浪潮中，相態分離技術的優化與創新顯得尤為關鍵。三大體系——氣相、液相、固相的分離問題，不僅彼此關聯，而且在特定條件下能夠實現相互轉化，為尋求更高效、低能耗的處理方法提供了可能。因此，從宏觀視角對相態分離技術進行全面分析，并將其應用于生產實踐，對于推動技術進步和產業升級具有重大意義。
本書致力于探討流體狀態下的氣相和液相，以及離散狀態的固相顆粒和粉塵。其中，固相大多以氣相或液相為載體，從而使得相態運動狀態的研究主要隸屬于流體運動的范疇。對于其他運動形式的相分離過程，則不在本書的討論之列。
內容上，本書從相的基本概念入手，詳細闡述了各相態的形態、力學特征及其運動規律。書中介紹了從傳統到新型的相分離技術設備，構建了從基礎理論到技術應用的知識框架。結合流體力學的基礎知識，本書對氣、液、固三大相態體系的分離技術進行了深入解析，并著重介紹了高效環保的新技術。這些新技術不僅具有獨特的特點，而且實際工作生產和生活應用中展現了巨大的潛力。
本書旨在為讀者提供一部全面、系統的相態分離技術指南，不僅可作為學習和研究的參考，也可作為工程技術人員實際工作中的應用手冊。通過對這些技術的理解和比較，讀者能夠更好地把握相分離技術的最新動態，為技術發展奠定堅實的理論基礎。
由于作者水平有限，書中難免存在缺點和不足，衷心希望廣大讀者給予批評和指正。

編者
2024年3月

第一章 緒論001
一、相002
二、相分離技術003
三、研究相分離技術的目的及意義003
四、相分離技術存在的問題004
五、相分離技術的設計與應用005

第二章 相和相流006
一、相律007
二、相平衡008
三、兩相流和多相流008
四、表觀密度010

第三章 氣相、液相和固相顆粒011
一、氣體的物理性質012
二、液體的物理性質016
三、氣體的擴散與吸收022
四、粉塵的物理性質028

第四章 流體力學基礎037
一、流體038
二、流體靜力學基礎038
三、流場的基本概念039
四、流體運動的基本方程042
五、流體阻力與能量損失050

第五章 過濾分離055
一、多孔介質內流體的流動056
二、滲透率056
三、濾餅過濾057
四、固體顆粒濃度058
五、過濾介質059
六、滲濾技術066
七、上排污真空滲濾技術071

第六章 袋式分離技術074
一、袋式氣固分離器的基本原理075
二、濾料結構和特點075
三、幾種典型傳統袋式氣固分離器077
四、勢能旋袋式氣固分離器081
五、高效除塵脫硫技術083

第七章 旋風式分離技術086
一、旋風氣固分離器087
二、旋風分離器的工作原理087
三、旋風分離器的結構型式088
四、常用旋風分離器的結構和性能089
五、旋風分離器內部流場分析090
六、旋風分離器內部流場分析新觀點096
七、傳統旋風分離器存在的問題103
八、新型旋風分離器的設計104
九、新型旋風分離器的應用實例優點與應用前景109

第八章 濕法分離技術111
一、洗滌器的分類112
二、洗滌器的性能和凈化效率112
三、洗滌器的凈化機制113
四、洗滌器的選擇113
五、重力噴霧洗滌器114
六、文丘里洗滌器116
七、板式塔的結構和特點125
八、填料塔與塔填料130

第九章 氣液分離技術136
一、重力沉降分離137
二、慣性分離137
三、介質過濾分離138
四、離心分離138
五、孔板式分離139
六、劉氏環技術140

第十章 同相態分離過程及技術142
一、氣氣分離技術143
二、氣氣分離方法143
三、氣相分離設備的選擇143
四、吸附法凈化流程144
五、固定床吸附器145
六、移動床吸附器145
七、沸騰床吸附器146
八、吸附裝置的設計與選擇146
九、液液分離技術149
十、固固分離技術149
十一、浮選法150
十二、跳汰法153

第十一章 洗氣機分離技術及應用155
一、徑混式風機的基本構造156
二、風機的立式與臥式受力分析161
三、風機進風口與出風口壓力狀態分析163
四、徑混式通風機蝸殼的蝸舌作用與性能的研究163
五、變頻技術在風機降噪中的作用166
六、強力傳質洗氣機169
七、洗氣機的分類170
八、強力傳質洗氣機結構及工作原理170
九、洗氣機內部流體動力學分析174
十、參數確定180
十一、洗氣機相態分離機理187
十二、洗氣機的性能特征194
十三、強力傳質洗氣機的配套設備195
十四、洗氣機傳質系統197

第十二章 超重力分離技術及應用200
一、超重力場及其設備201
二、超重力因子202
三、超重力場的實現203
四、超重力場多相分離原理204
五、超重力場氣-固分離過程206
六、超重力場氣-液分離過程210
七、超重力技術的特點214
八、超重力裝置的結構與類型215
九、超重力技術的發展與應用219

第十三章 新型相分離技術應用222
一、勢能旋袋式除塵器的應用223
二、新型旋風除塵器的應用229
三、吸收法和吸附法凈化VOCs 廢氣231
四、超重力場中凈化硝煙235
五、超重力法脫除二氧化碳體系中的硫化氫238
六、離心式洗氣機的應用245
七、旋流式洗氣機的應用247
八、中氣回用與零排技術249

結語256

參考文獻257