传质分离过程
传质分离过程原理
传质分离过程原理
传质分离是一种利用不同物质在物理性质或化学性质上的差异而对其
进行分离的工艺。它在化工、制药、食品等领域中得到广泛应用。传质分
离过程主要包括溶剂萃取、吸附、膜分离等方法,以下将详细介绍这几种
方法的原理。
1.溶剂萃取。溶剂萃取是一种通过溶剂对待分离物进行组分分布的过程。它利用不同物质在溶剂中的溶解度差异,通过调整操作条件来实现物
质的分离。溶剂萃取的原理是将混合物溶解在适宜的溶剂中,然后加入萃
取剂与混合物中的组分发生反应,形成混合物中不同组分的溶剂萃取化合物。通过不同的操作条件,如温度、压力、pH值等来实现物质的分离。
溶剂萃取广泛应用于分离提纯金属离子、有机物等。
2.吸附。吸附是一种利用吸附剂对待分离物进行吸附和解吸过程的分
离方法。其原理是根据不同物质在吸附剂表面的吸附性能差异,通过将混
合物通过吸附剂来实现物质的分离。吸附剂常用的有活性炭、分子筛等。
吸附分离的过程通常包括两个阶段,即吸附阶段和解吸阶段。在吸附阶段,混合物通过吸附剂时,各个组分根据其在吸附剂表面的亲和力发生吸附,
并在吸附剂上形成吸附相;在解吸阶段,通过改变操作条件,如温度、压
力等,使被吸附的物质从吸附剂上解吸到溶液中,从而实现物质的分离。
3.膜分离技术。膜分离是利用半透膜对混合物中组分进行分离的方法。半透膜是一种具有选择性传递性能的材料,可以选择性地传递其中一种或
几种组分,而阻止其他组分通过。常用的膜分离技术包括渗透膜、离子交
换膜和渗流膜等。膜分离的原理主要包括渗透压差、电荷排斥和分子筛效应。在渗透压差方面,通过通过半透膜形成的渗透压差来实现物质的传递
传质分离过程
式中yi和xi分别表示组分i在两相中的浓度。对于x和y相的命名,按习惯把吸收、蒸馏中的气相或汽相称为y 相,把萃取中的萃取液作为y相。一般说,相平衡比取决于两相的特性以及物系的温度和压力。i和j两个组分的相 平衡比Ki和Kj之比值称为分离因子αij:
在某种推动力(浓度差、压力差、温度差、电位差等)的作用下,有时在选择性透过膜的配合下,利用各组 分扩散速度的差异实现组分的分离。这类过程所处理的原料和产品通常属于同一相态,仅有组成上的差别。速率 分离方法可分为:①膜分离,如超过滤、反渗透、渗析和电渗析等。②场分离,如电泳、热扩散、超速离心分离 等。
谢谢观看
传质分离过程
均相混合物分离的单元操作
01 产生过程
03 技术展望
目录
02 分类
名词定义:一类以质量传递为主要理论基础、用于各种均相混合物分离的单元操作。
产生过程
早在公元前,人们就知道从矿石中提取金属和从植物中提取药物的方法,这些是传质分离过程最早的应用。 在近代化学工业的发展过程中,传质分离过程起了特别重要的作用。例如:经传质分离制得纯净的氮氢混合气,使 合成氨的工业生产成为可能;将原油分离制得各种燃料油、润滑油和石油化工原料,后者是石油化工的基础;同样, 没有分离提纯制得高纯度的乙烯、丙烯、丁二烯、氯乙烯等单体,就不可能生产出各种合成树脂、合成橡胶和合 成纤维。几乎没有一个化工生产过程是不需要对原料或反应产物进行分离和提纯的。用来作为传质分离装置的高 耸塔群是化工厂最醒目的标志,而且传质分离过程的应用不限于化学工业的范围,例如核Βιβλιοθήκη Baidu业用各种分离方法提 取核燃料,并对其废弃物进行后处理。可以说在现代生活中,从航天飞机到核潜艇、从生物化工到环境保护,都 离不开对混合物的分离。
3.传质分离过程
1 . 恒摩尔流假定
在推导精馏塔操作线方程以前, 为了简化精 馏计算, 通常引入塔内恒摩尔流的假定。恒 摩尔流是指在精馏塔内, 无中间加料或出料 的情况下, 每层塔板的上升蒸气摩尔流相等 ( 恒摩尔气流) , 下降液体的摩尔流量相等 (恒摩尔液流) , 即
2 . 精馏段操作线方程
R 称为回流比reflux ratio, 它是精馏操作的重要参数之 一, 其值一般由设计者选定。R 值的确定和影响将在后面 讨论。 式(3 -35 )称为精馏段操作线方程。该方程的物理意义是表 达在一定的操作条件下, 精馏段内自任意第n 块板下降液 相组成xn 与其相邻的下一块( 即n+ 1)塔板上升蒸气组成 yn + 1 之间的关系。由式(3 -35 )可看出通过精馏段任意横 截面的上升蒸气与回流液组成之间呈直线关系, 决定该直 线方程的是精馏塔的操作条件R, xd 。
3 .2 液体的精馏
蒸馏是分离液体混合物的典型单元操作, 在化工生产中得到广 泛的应用, 例如石油的蒸馏可得到汽油、煤油和柴油等, 液态 空气的蒸馏可得到纯态的液氧和液氮等。蒸馏分离的依据是混 合物中各组分的挥发性不同,当它们的气-液两相趋于平衡时, 各组分在两相中的相对含量不同, 其中易挥发组分在气相中的 相对含量较液相中高, 而难挥发组分在液相中的相对含量较气 相中的高。利用混合物中各组分间挥发性差异这种性质, 通过 加入热量或取出热量的方法, 使混合物形成气-液两相系统, 并让它们相互接触进行热量、质 量传递, 致使易挥发组分在气相中增浓, 从而实现混合物的分 离, 这种方法统称为蒸馏。通常, 将挥发度大的即沸点低的组 分称为易挥发组分, 挥发度小的即沸点高的组分称为难挥发组 分。
传质分离过程概述概述化工生产中的传质过程传质
第七章传质分离过程概述
第一节概述
一、化工生产中的传质过程
传质分离过程:利用物系中不同组分的物理性质或化学性质的差异来造成一个两相物系,使其中某一组分或某些组分从一相转移到另一相,达到分离的目的,这一过程称为传质分离过程。
以传质分离过程为特征的基本单元操作在化工生产中很多,如:
(1)气体吸收选择一定的溶剂(外界引入第二相)造成两相,以分离气体混合物。如用水作溶剂来吸收混合在空气中的氨,它是利用氨和空气在水中溶解度的差异,进行分离。
(2)液体蒸馏对于液体混合物,通过改变状态,如加热气化,使混合物造成两相,它是利用不同组分挥发性的差异,进行分离。
(3)固体干燥对含一定湿分(水或其它溶剂)的固体提供一定的热量,使溶剂汽化,利用湿分压差,使湿分从固体表面或内部转移到气相,从而使含湿固体物料得以干燥。
(4)液-液萃取向液体混合物中加入某种溶剂,利用液体中各组分在溶剂中溶解度的差异分离液体混合物,在其分离过程中,溶质由一液相转移到另一液相。
(5)结晶对混合物(蒸汽、溶液或熔融物)采用降温或浓缩的方法使其达到过饱和状态,析出溶质,得到固体产品。
(6)吸附利用多孔固体颗粒选择性地吸附混合物(液体或气体)中的一个组分或几个组分,从而使混合物得以分离。其逆过程为脱附过程。
(7)膜分离利用固体膜对混合物中各组分的选择性渗透从而分离各个组分。
二、相组成表示法
1.质量分率与摩尔分率
质量分率:质量分率是指在混合物中某组分的质量占混合物总质量的分率。
摩尔分率:摩尔分率是指在混合物中某组分的摩尔数n A占混合物总摩尔数n的分率。
传质分离过程第二版教学设计
传质分离过程第二版教学设计
一、教学目标
1.学生了解传质分离过程的基本原理和应用;
2.学生能够掌握传质分离的实验操作方法和分析技术;
3.学生能够运用所学知识解决工程实际问题;
4.学生培养批判性思维和团队合作意识。
二、教学内容
1.传质分离的基本原理和分类;
2.传质分离实验样本的制备和样品选择;
3.传质分离试验方法和实验装置;
4.传质分离分析技术及数据处理;
5.工程实际应用案例;
6.经验分享和互动交流。
三、教学方法
1.课堂讲授,重点讲解传质分离的基本原理和分类;
2.实验操作,学生亲自操作传质分离实验,并进行数据处理和分析;
3.案例分析,让学生了解传质分离在工程实际应用中的具体情况;
4.团队合作,让学生在小组中合作完成项目,并进行经验分享和互动交
流。
四、教学重点
1.传质分离的基本原理和分类;
2.传质分离实验操作方法和数据处理技术;
3.工程实际应用案例的分析。
五、教学难点
1.传质分离实验操作技巧的掌握;
2.对数据处理和分析的理解和应用;
3.工程实际应用案例中的问题分析和解决。
六、教学手段
1.实验室设备,包括传质分离实验装置、样品制备设备和数据处理仪器
等;
2.课件,包括PPT、PDF等教学辅助材料;
3.书籍、期刊、网络资源等。
七、评价方式
1.实验报告,实验数据分析和结果呈现;
2.课堂讨论,对案例分析和经验分享进行讨论交流;
3.个人总结,对学习内容和技能的掌握进行个人总结;
八、参考文献
1.李岩峰,陈桦,赵旭,等. 传质分离工程[M]. 化学工业出版社,
2010.
2.叶诚. 传质分离原理与工艺[M]. 化学工业出版社,2016.
传质分离名词解释
传质分离名词解释
传质分离是一种用于分离混合物组分的过程,其基本原理是通过不同组分的传质速率差异来实现分离。
传质分离的过程可以分为以下几个步骤:
1.吸附:将混合物溶液加入到传质分离器内,混合物中的某些组分会被吸附到固定相表面上。
2.传质:将移动相(溶剂)通过固定相,移动相中的组分因为与固定相的亲和性不同而有不同的传质速率。
3.脱附:移动相带走了部分组分,离开固定相后,这些组分会逐渐被分离出来。如果需要分离多个组分,则需要进行多次传质过程,每次使用不同的移动相。
常见的传质分离方法包括:
1.气相色谱(Gas Chromatography,GC):适用于分离挥发性有机化合物,利用化合物在固定相表面的亲和力不同来实现分离。
2.液相色谱(Liquid Chromatography,LC):适用于分离不挥发性有机化合物和生物大分子等,通过液相将混合物分离成不同的组分。
3.电泳(Electrophoresis):适用于分离大分子,如DNA、RNA和蛋白质等。该方法利用大分子在电场中的运动速度差异实现分离。
传质分离方法的选择取决于需要分离的混合物的性质和要求。传质分离在化学、生物学、制药等领域有广泛的应用。
第七章:传质与分离过程概论详解
(1)气体吸收
选择一定的溶剂(外界
引入第二相)造成两相,处理气体 混合物。 (2)液体蒸馏 对于液体混合物加热,
使混合物内部造成两相,利用不同
组分挥发性的差异,使得液体混合
物得以分离。
(3)萃取与浸取
对于液-液混合物或液-
固混合物进行类似气体吸收的分离方
法,利用溶剂中不同组分溶解度的差 异,对组分进行分离。 (4)固体干燥 对含一定湿分的固体提供 一定的热量,使溶剂汽化,利用湿分 压差,使湿分从固体表面或内部转移 到气相,从而将含湿分的固体物料得
第七章:传质与分离过程概论
主讲人:穆韡
7.1. 概述
7.1.1.传质与分离方法 7.1.2.相组成的表示方法
7.1.1.传质与分离方法
1.传质分离过程:依靠物质从一相到另一 相传递过程,叫传质分离过程。 2.传质分离过程的依据:依据混合物中各 组分在两相间平衡分配不同。
7.1.1.传质与分离方法
kmol/(m2·s) 。
气相:
D dp A NA= J A RT dz
D NA ( p A1 p A2 ) RTz
液相:
化工传质与分离过程
化工传质与分离过程
一、化工传质与分离过程
1. 定义
化工传质与分离过程指的是通过物理、化学或其他方式将原料中的物
质从一种物料中分离出来的过程,而另一种物料就是传质该物质的媒介。
2. 目标
将原料通过不同方式分离,将其形成符合工艺要求的单一物质料或多
种物质料。
3. 方法
(1)蒸馏:即利用不同沸点液体的差别,用蒸汽来将高沸点液体蒸发,得到更高沸点或低沸点液体;
(2)萃取:即利用萃取剂把溶解物从溶液中萃取出来分离;
(3)透析:即利用分子过滤的原理,将分子的大小作为界限,把分子
大的物质离开分子小的物质,得到分离的结果;
(4)聚类:即利用物料聚合的方法,将多种物料按照一定的聚类规则,聚合成一定形态一致的多种物料,进行分离;
(5)沉淀:即利用水溶液的pH值或溶质的活性,把有溶解或悬浮的
物质分离为比较纯净的物质。
4. 作用
(1)物料的分解:将原料中的物质按照一定的分离过程,分解成多种
物质;
(2)物料的提纯:将原料中的物质通过分离过程,可以提纯成单种物料,使之更加纯净;
(3)物料的精制:将原料中中的物质通过传质分离,可以使溶液中的物质增添成分,以达到高精度处理;
(4)物料的控制:通过传质分离,可以控制几种物料中比例、浓度和均匀性,以达到高效率工艺。
5. 应用
化工传质分离过程用于各种化工行业中,如原油加工,把原油分成石油气体、石油液体和各类残渣,并可获得更多的油产品;在电解废水处理中,能有效分离废水中的铁离子和阴离子,使铁离子含量尽可能降低;在食品饮料行业中,能有效把原料中的活性成分分离出来,以符合食品饮料行业的要求。
传质分离过程名词解释
传质分离过程名词解释
传质分离是指通过在物质间传质的过程来实现分离的一种方法。传质分离过程中,通常使用一种称为传质剂的物质来提高物质间的传质速率。这些传质剂可以是液体或者气体,常见的传质剂包括溶剂、吸附剂、萃取剂、膜等。
传质分离过程包括以下几个重要的名词解释:
1. 传质速率:指物质在分离过程中由一处传到另一处的速度。传质速率受到多种因素的影响,包括传质剂的性质、物质的性质以及温度等。
2. 溶剂萃取:是一种通过在溶剂中将物质溶解来实现分离的方法。在溶剂萃取过程中,理论上可以通过适当选择溶剂来实现目标物质的选择性分离。
3. 吸附剂:是指用于吸附物质的固体或液体材料,通常以颗粒状或多孔状存在。物质会与吸附剂之间通过吸附作用产生作用,从而实现物质的分离。
4. 萃取剂:是指用于将物质从一个相转移至另一个相的化学物质。常见的萃取剂包括有机溶剂、离子液体等。通过选择性地与目标物质反应或溶解,可以实现目标物质的提取和分离。
5. 膜分离:是一种利用特殊的薄膜将混合物分离成两个或多个组分的方法。膜可以是多孔膜、纳滤膜、渗透膜等,根据不同物质的渗透性差异,可以实现物质的选择性分离。
这些名词解释涉及了传质分离过程中的一些基本概念和方法,用于描述不同的传质分离方法和过程。
传质与分离过程
传质与分离过程
传质与分离过程是化学和物理学中的两个重要概念。它们在许多领域中都有着广泛的应用,包括生物学、环境科学、工程学等等。传质是指物质在不同相之间的传递过程,而分离过程则是将混合物中的组分分开的过程。
传质过程是物质从高浓度区域向低浓度区域的传递。在自然界中,许多物质通过传质过程进行扩散。例如,当我们在一间屋子里点燃一支香烟时,香烟中的微小分子会通过空气中的传质过程扩散到整个屋子里,使得整个屋子充满了香烟的味道。传质过程的速度与浓度梯度有关,浓度梯度越大,传质速度越快。
分离过程是将混合物中的组分分开的过程。我们在日常生活中经常用到分离过程。例如,水可以通过蒸发和凝结的分离过程从盐水中分离出来。另一个例子是用筛子将沙子和石子分离开来。分离过程可以根据不同组分的性质和分离方法的原理来选择最适合的分离方法。
在化学工程中,传质与分离过程被广泛应用于各种工业过程。例如,化工厂中的蒸馏塔就是利用不同组分的沸点差异通过蒸发和冷凝的分离过程从混合物中分离出纯净的组分。另一个例子是在制药工业中,通过传质过程将溶液中的药物从溶剂中提取出来。
在环境科学中,传质与分离过程也起着重要作用。例如,土壤中的污染物可以通过传质过程迁移到地下水中,导致地下水污染。因此,了解传质过程可以帮助我们更好地管理和修复环境。
总之,传质与分离过程在许多领域中都有重要的应用。它们是化学和物理学中的基本概念,对于我们理解和应用科学知识具有重要意义。通过研究传质与分离过程,我们可以更好地了解物质的传递与分离规律,并运用这些知识解决实际问题。
第三章传质分离过程
qxnd,D qxnw,W
恒摩尔流假设
恒摩尔汽化:
精馏段内每层塔板上升蒸汽的摩尔流率相等,
即qn,V 1= qn,V 2=…= qn,V n =qn,V
同理,在提留段内,
q'n,V 1 = q'n,V 2 =…= q'n,V n =q'n,V 一般情况下, qn,V ≠ q'n,V
恒摩尔溢流:
精馏段内每层塔板溢流液体的摩尔流率相等,
x, y
苯 — 甲苯物系的 t-x-y 相图(1 atm)
t /oc
t /oc
相图组成:两条曲线:
下方:t-x 线,液相曲线,泡点线 上方:t-y 线,气相曲线,露点线 两线交汇于左右 t 轴上两点:
左点:纯组分B(难挥发组分)的沸点。
x = 0, y = 0
右点:纯组分A(易挥发组分)的沸点。
x = 1, y = 1
两条曲线将相图分成五个区域,对应精馏
时的五种进料状态。
t-x线下方:过冷液体 t-x线上: 饱和液体 两线之间: 气液共存 t-y线上: 饱和蒸汽 t-y线上方:过热蒸汽
过热蒸气区 气液饱共和存蒸区气区 饱和液体区 过冷液体区
x, y
物系组成、相态随温度的变化。 以加热过程为例
点F(0.4,90)、G(0.4,95)、H(0.4,100)
名词解释传质分离过程
名词解释传质分离过程
传质分离过程是一种通过物质传递来分离混合物的技术。在传质分离过程中,混合物中的不同组分会通过直接接触或化学反应的方式被传递到另一侧,从而实现混合物的分离。
传质分离过程可以应用于多种领域,例如化学、生物、石油和化工等。在化学和生物领域中,传质分离过程通常用于分离样品中的不同分子或细胞。在石油和化工领域中,传质分离过程则被用于分离液态混合物,例如石油馏分和化工原料。
传质分离过程的主要优点是高效、快速和分离度高。与其他分离技术相比,传质分离过程不需要使用化学剂或加热/冷却等措施,因此具有更高的分离效率。此外,传质分离过程还可以在常温和常压下进行,因此不需要大量的能量和设备成本。
不过,传质分离过程也存在一些缺点,例如需要较长的处理时间、对设备材料有较高的要求、容易受到外界环境的影响等。因此,在选择传质分离过程时,需要根据具体情况综合考虑。
气固、液固传质分离过程
过滤分离
总结词
通过过滤介质将气体中的固体颗粒物截留下来实现分离。
详细描述
过滤分离是利用过滤介质(如滤布、滤纸、陶瓷等)将气体中的固体颗粒物截 留下来实现分离的过程。过滤介质的选择直接影响分离效果,需要根据颗粒物 的大小、形状、密度等因素进行选择。
静电分离
总结词
利用高压电场使气体电离,通过电场力作用实现气体中固体颗粒物的分离。
环保问题
要点一
总结词
传质分离过程会产生废气、废水和固体废弃物等污染物, 对环境造成影响。
要点二
详细描述
为了解决环保问题,可以采用环保技术和设备,如废气处 理装置、废水处理设施等。同时,加强废弃物的回收和利 用也是解决环保问题的有效途径。此外,还需要加强环境 监管和标准制定,促进企业自觉履行环保责任。
矿石加工
矿物提取
矿石加工过程中,传质分 离技术可以用于提取有价 值的矿物,如铜、铁、金 等。
杂质去除
在矿物提取过程中,传质 分离技术可以去除杂质, 提高矿物的纯度。
提高资源利用率
通过传质分离技术,可以 实现对低品位矿石的利用, 提高资源的利用率。
04
传质分离过程的挑战与解决方案
效率问题
总结词
传质分离过程的效率低下是常见的问题,它 会影响生产效率和产品质量。
详细描述
静电分离是利用高压电场使气体电离,气体中的固体颗粒物在电场力作用下被分 离出来的过程。静电分离具有分离效率高、处理量大等优点,但设备投资和维护 成本较高。
第4章液液传质分离过程ppt课件
解: 设萃取塔中传质速率为N。 则 N = E (y0-y1) = 5.67×10-6 (0.0115-0.00397)=4.269×10-8 kmol/s 塔顶和塔底的萃取相平衡浓度为:
y0*=0.0247×0.688=0.01699 kmol/m3 y1*=0.0247×0.683=0.01687 kmol/m3 塔顶、塔底的传质推动力为: y0*-y0 = 0.01699- 0.0115= 0.00549 kmol/m3 y1*-y1 = -.01687- 0.00397= 0.01290 kmol/m3
芳烃、烯烃、环芳烃
无活性氢的多环烷烃、单环烷
烃
11 + + + 0 + 0 0 — 0 + 0 0
非氢键合
石蜡烃、二硫化碳
12 + + + + + 0 + + + + 0 0
案例
苯中分离链烃。苯在罗宾斯表中属于第11组,而所选的链烃—庚烷属 于第12组。由罗宾斯表可见,第8组(伯胺、氨、无取代基的氨基化 合物)与芳烃形成的物系对拉乌尔定律产生负偏差,与链烃形成的物 系产生正偏差。
一、萃取剂的选择
一个合用的萃取剂应与原溶液形成不互溶的两液相,萃取 剂还应具备以下性质: ①两液相容易分开,不形成乳化液; ②萃取剂与任何进料组分之间不形成共沸物; ③萃取剂对关键组分的选择性尽可能地高; ④萃取剂在萃余相中的溶解度应尽可能地低。 ⑤萃取剂要易于回收
传质分离过程
6.1.2 吸附分离工艺
Eluxyl与UOP的Parex技术相比,概念相似,只是设备
设计不同。其吸附分离技术是由八面沸石为基质的吸附
剂和特别选定的有机化合物为解吸剂,配合模拟移动床连 续逆流分离工艺构成的。
6.1.2 吸附分离工艺
一、模拟移动床
模拟移动床吸附分离技术是60年代由美国UOP公司首 先提出并开发出的一项新的分离技术,在操作过程中,
6.1.1 吸附过程基础
四、吸附机理
吸附质在吸附剂多孔表面上被吸附的过程分为 下列四步: 1)吸附质从流体主体通过分子与对流扩散穿过 薄膜或边界层传递到吸附剂的外表面,称之为外 扩散过程。 2)吸附质通过孔扩散从吸附剂的外表面传递到 微孔结构的内表面,称为内扩散过程。 3)吸附质沿孔表面的表面扩散。 4)吸附质被吸附在孔表面上。
6.1.1 吸附过程基础
由于吸附质和吸附剂的物理化学性质不同,吸附剂对 不同吸附质的吸附能力也不同,因此当流体与吸附剂接触
时,吸附剂对流体中的某个或某些组分相对其他组分具有
较高的吸附选择性,从而实现物质的分离。
吸附质
吸附剂
6.1.1 吸附过程基础
一定条件下,流体(气体或液体)与吸附剂接触,流 体中的吸附质被吸附剂吸附,经足够长时间后,吸附质在两
6.1.2 吸附分离工艺
第三代脱附剂—对二乙苯加正构烷烃。用对二乙苯作脱 附剂并加入30%的C11~ C13正构烷烃,可以冲洗掉吸附剂非选 择空隙中的对二乙苯和对二甲苯,而且脱附剂的循环量比 用混合二乙苯时明显减少。 第四代脱附剂—对二乙苯。据报道,一般工艺都采用对 二乙苯作脱附剂,一般情况用100%的对二乙苯作脱附剂比 用含70%的对二乙苯脱附剂在解析对二甲苯时解析速率快、 时空收率高。
传质分离过程
本课程是高等学校化学工程及工艺专业(本科)的一门专业基础课,是学生在具备了物理化学、化工原理、化工热力学等技术基础知识后的一门专业主干课。
本课程主要讲授化工生产实际中复杂物系的分级、分离、浓缩、提纯等技术。通过该课程的学习,使学生掌握各种常用分离过程的基本理论,操作特点,简捷和严格计算方法以及强化改进操作的途径,并对一些新型分离技术有一定的了解,能够根据具体的分离任务和分离要求,选择适宜的分离方法,设计合理的分离序贯。
围绕本课程的实验教学、仿真实习、工程案例教学环节使分离理论与实践有机结合,显著增强了课程的工程实践特色,符合工科创新性人才的培养目标。
(1)课程的重点、难点
化工分离过程属于理论性较强的课程,综合运用化工原理、物理化学、化工热力学、传递过程等课程的理论知识,针对化工生产中经常遇到的多组分非理想性物系,从分离过程的共性出发,讨论各种分离方法的特征。本课程着重基本概念的理解,为分离过程的选择、特性分析和计算奠定基础。在以基础知识、基本理论为重点的基础上,强调将工程与工艺相结合的观点,以及设计和分析能力的训练;强调理论联系实际,以提高解决实际问题的能力。另外,在讲授传统分离技术的同时,还不断引进新型分离技术的有关内容,并逐渐加强其重要性,以拓宽学生在分离工程领域的知识面,从而适应多种专业化方向的要求。
难点在于本课程中应用到很多化工热力学和传递过程理论,内容较为深奥和抽象。
(2)解决办法
1)采用多媒体课件与传统教学方式相结合的方法授课
2)注重启发式教学,课堂上与学生互动,开展讨论式教学,培养学生的思维能力。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
传质分离过程
1.分离过程可以定义为借助于物理、化学、电学推动力实现从混合物中选择性的分离某
些成分的过程。
2.分离过程可分为机械分离和传质分离两大类。机械分离的对象是两相以上的混合物。
传质分离过程用于各种均相混合物的分离。特点是有能量传递现象发生。
3.传质分离过程分为平衡分离过程和速率分离过程。
4.相平衡的准则为各相的温度、压力相同,各组分的逸度也相等。
5.相平衡的表示方法有相图、相平衡常数、分离因子。
6.维里方程用来计算气相逸度系数。
7.闪蒸是连续单级蒸馏过程。
8.指定浓度的组分成为关键组分,其中易挥发的成为轻关键组分,难挥发的成为重关键
组分。
9.若溜出液中除了重关键组分外没有其他重组分,而釜液重除了轻关键组分外没有其他
轻组分,这种情况称为清晰分割。
10.多组分精馏与二组分精馏在浓度分布上的区别可以归纳为:在多组分精馏中,关键组
分的浓度分布有极大值;非关键组分通常是非分配的,即重组分通常仅出现在釜液中,轻组分仅出现在溜出液中;重、轻非关键组分分别在进料板下、上形成接近恒浓的区域;全部组分均存在于进料板上,但进料板浓度不等于进料浓度。塔内各组分的浓度分布曲线在进料板处是不连续的。
11.最小回流比是在无穷多塔板数的条件下达到关键组分预期分离所需要的回流比。
12.特殊精馏分为萃取精馏(加入的组分称为溶剂)、共沸精馏、加盐精馏。
13.气体吸收是气体混合物一种或多种溶质组分从气相转移到液相的过程。解吸为吸收的
逆过程,即溶质从液相中分离出来转移到气相的过程。
14.吸收过程按溶质数可以分为单组分吸收和多组分吸收;按溶质与液体之间的作用性质
可以分为物理吸收和化学吸收;按吸收温度状况可以分为等温吸收和非等温吸收。
15.吸收的推动力是气相中溶质的实际分压与溶液中溶质的平衡蒸气压力之差。
16.难溶组分即轻组分一般只在靠近塔顶的几级被吸收,而在其余级上变化很小。易溶组
分即重组分主要在塔底附近的若干级上被吸收,而关键组分才在全塔范围内被吸收。
17.吸收塔的操作压力、操作温度和液气比是影响吸收过程的主要参数。操作压力越大吸
收率越大,操作温度越低吸收率越大。液气比越大吸收率越大。
18.超临界流体萃取是一种以超临界流体作为萃取剂,从固体或液体中提取出待分离的高
沸点或热敏性物质的新型萃取技术。超临界流体是状态处于高于临界温度、压力条件下的流体,它具有低粘度、高密度、扩散系数大、超强的溶解能力等特性。与传统的溶液萃取的优势:超临界流体具有极强的溶解能力,能实现从固体中提取有效成分;
可通过温度、压力的调节改变超临界流体的溶解能力的大小,因而超临界流体萃取具有较好的选择性;超临界流体传质系数大,可大大缩短分离时间;萃取剂的分离回收容易。
19.二氧化碳是最理想的超临界流体。
20.超临界流体的典型萃取流程:等温法、等压法、吸附法。
21.反胶团萃取有效的解决了溶剂萃取过程中蛋白质不溶于有机溶剂和易变性、失活的问
题。
22.吸附是指流体与固体多孔物质接触时,流体中的一种或多种组分传递并附着在固体
内、外表面形成单分子层或多分子层的过程。
23.物理吸附与化学吸附的判断方法:物理吸附热与冷凝热的数量级相同,而化学吸附热
与其反应热的数量级相同;适宜温度和压力条件下,所有气体——固体体系中都将发生物理吸附,而化学吸附只有当气体分子与吸附剂表面能形成化学键时才发生;物理吸附的吸附质分子可通过降低压力的方法解吸,而化学吸附的吸附质分子的解吸要困难得多,往往是不可逆的;物理吸附可以是单分子层吸附也可以是多分子层吸附,而化学吸附通常只是单分子层吸附,某些情况下,化学吸附单分子层还可能发生物理吸附;物理吸附瞬时发生,而化学吸附一般需要达到一定的活化能才发生。
24.常用的有机吸附剂有活性炭,常用的无机吸附剂有硅胶、氧化铝、硅藻土。
25.膜分离是以天然或合成薄膜为质量分离剂,以压力差、化学位差等为推动力,根据液
体或气体混合物的不同组分通过膜的渗透率的差异实现组分的分离、分级、提纯或富集的过程。
26.膜的分离性能主要用选择性和透过性来表示。
27.膜分离按分离体系的状态可以分为气体膜分离过程、液体膜分离过程等。
28.反渗透,纳滤,超滤,微滤。
29.分离过程的最小功表示了分离过程耗能的最低限。最小分离功的大小标志着物质分离
的难易程度。
2012年下学期传质分离背诵纲要整理
分离过程:机械分离(分离对象是有两项以上所组成的混合物)过滤,沉降,离心分离,旋风分离,静电除尘
传质分离(用于各种均相混合物的分离,有质量传递形象),平衡分离过程和速率分离过程
平衡分离过程借助分离媒介(热能,溶剂或吸附剂),是均相混合物系统变成两相混合物系统。再以混合物中各组分在处于相平衡的两相中不等同的分配性质为依据而实现。(闪蒸,部分冷凝,普通精馏,萃取精馏,共沸精馏,吸收,解吸,结晶,凝聚,浸取,吸附,离子交换,泡沫分离等)
速率分离过程在某种推动力(浓度差,温度差,压力差,电位差等的作用下,又是在学则透过性膜的作用下,利用各组分扩散速度的差异实现组分的分离。(微滤,超滤,反渗透,渗析和电渗析等)
相平衡是指混合物所形成的若干相保持物理平衡而共存的状态。
相平衡的准则:各相的温度,压力相同,各组分的逸度也相等。
相平衡的判断依据:相图,相平衡常数,分离因子(相对挥发度)
普瓦廷因子是校正压力偏离饱和蒸汽压的影响。
溶剂在萃取精馏中的作用是使原有组分的相对挥发度按所希望的方向改变,并有尽可能大的相对挥发度。
气体吸收:气体混合物一种或多种溶剂组分从气相转移到液相的过程
解吸:溶质从液相中分离出来转移到气相中。
吸收过程:单组分吸收和多组分吸收,物理吸收和化学吸收,等温吸收和分等温吸收
吸收的推动力:气相中溶质的实际分压与溶液中溶质的平衡蒸汽压力之差。
吸收塔操作压力大利于吸收,温度高不利于吸收,液气比大利于吸收,塔板数多利于吸收。超临界流体的特点:低粘度,高密度,扩散系数大,超强的溶解能力等
二氧化碳是最理想的超临界流体
经典的萃取流程:等温法,等压法,吸附法。
反胶团萃取是生物技术领域中分离和纯化生物大分子的一项重要技术。