化工分离工程分章重点剖析
化工分离工程 重点
精馏是借助多级平衡手段提高产品(液体混合物)纯度的一种蒸馏操作。
精馏操作的原理是利用待分离组分间的相对挥发度的差异,通过逐级平衡实现组分分离。
普通精馏不适合于以下状况的物料:1、相对挥发度接近1的组分;2、待分离组分间形成恒沸物;3、待分离组分是热敏物质;4、待分离组分是难挥发组分,且含量低。
理论板符合以下三条假设:1)进入该板的不平衡物流在其间充分接触传质,使离开该板的汽液两相物流间达到了相平衡;2)在该板上发生接触的汽液两相各自完全均匀,板上各点汽相浓度和液相浓度各自都相同;3)该板上充分接触后的汽液两相实现了完全机械分离,不存在夹带、泄漏。
相平衡常数K组分i 的相平衡常数定义为:Wilson 方程特点:1、仅需用二元参数即能预计多元系的活度系数;2、适用范围广,对极性互溶系统有较高的正确度;3、活度系数方程包括了温度影响。
缺点:不能预计液液平衡时的活度系数。
NRTL 方程特点:1、适用于汽液平衡(VLE ),也适用于液液平衡(LLE );2、需要有关二元系的三个模型参数才能预测多元相平衡;3汽液平衡的预测精度比威尔逊差,含水系统预计精度甚好。
UNIQUAC 方程 特点:具有NRTL 的优点,适用于分子大小相差悬殊的混合物。
关键组分:进料中按分离要求选取的两个组分(大多是挥发度相邻的两个组分),它们对物系的分离起着控制作用,且它们塔顶或塔底产品中的回收率或含量通常是给定的,因而在设计计算中起着决定性作用。
挥发度大的为轻关键组分,挥发度小的称重关键组分。
芬斯克方程:用于计算全回流操作时,达到规定分离要求所需要的最少理论板数Nm 。
恩德吾特方程:用来估计达到规定分离要求所需的最小回流比。
吉利兰关联式:常用的特殊精馏① 萃取精馏:添加萃取剂改变体系中各组分的汽液平衡关系。
② 恒沸精馏:添加物与分离组分形成恒沸物改变汽液平衡关系。
③反应精馏:添加物与体系中的某组分反应生成新物质,从而改变原分离体系的汽液平衡关系。
化工分离工程01[1]
L
MSA
L或V
原料 相态 : L
液体溶剂( MSA)或塔 釜加热(
ESA)
液体共沸剂 (MSA)或 塔釜加热(
改变原溶 液的相对 挥发度
汽、液 或汽液 混合物
L
ESA)
以苯酚作溶 剂由沸点相 近的非芳烃 中分离芳烃 ;以醋酸丁 酯作共沸剂 从稀溶液中 分离醋酸。 19
1.2.2 速率分离过程
膜分离 热扩散
课程简介
化工分离工程是化学工程学科的重要组成部分,是化学工程与 工艺专业的一门专业必修课。本课程的任务是利用相平衡热力 学、动力学的微观机理,传热、传质和动量传递理论来研究化 工及其它相关过程中复杂物质的分离和纯化技术,分析和解决 在化工生产、设计和科研中常用的分离过程的理论和实际问题。 通过本课程的学习,要求我们 1)正确理解化工分离工程的有关基本概念和理论; 2)理解各概念之间的联系和应用; 3)掌握化工分离工程的基本计算方法; 4)能够理论联系实际,灵活分析和解决实际化工生产 和设计中的有关问题; 5) 对新分离技术有一定了解
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■课程类别:专业选修课 ■前期课程: 物理化学、化工原理、化工热力学 ■重点: 1.基本概念的理解 2.讨论各种分离方法的特征 3.对设计、分析能力的训练 4.提高解决问题能力
2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
教材: 陈洪钫,刘家祺.化工分离过程.北京:化学工业出版社, 1995 参考书:
邓修,吴俊生.化工分离工程. 科学出版社,2000.
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平衡分离过程
过程名称 蒸发 原 料 液体 分离剂 热 产 品 液体+蒸汽 分离原理 蒸汽压不同
蒸馏
吸收 萃取
液体
气体 液体
热
不挥发性液体 不互溶液体
化工原理分离工程知识点
化工原理分离工程知识点化工原理分离工程是化学工程中的一个重要分支,涉及到物质的分离、提纯和纯化等工艺。
分离工程的目的是通过物理或化学手段,将混合物中的不同成分分开,以满足产品质量要求,并实现资源的合理利用。
下面将介绍一些关于化工原理分离工程的知识点。
1.分离工程的分类:-相平衡分离工程:利用物理性质(如沸点、溶解度等)不同的物质在相平衡时的差异进行分离,包括蒸馏、萃取、结晶、吸附等。
-膜分离工程:利用半透膜对混合物进行分离,包括逆渗透、超滤、气体渗透等。
-色谱分离工程:利用分子在固定相上的吸附与解吸作用的不同,进行分离,包括气相色谱、液相色谱等。
-离子交换分离工程:利用离子交换剂对混合物中的离子进行选择性吸附和解吸,包括离子交换层析、电渗析等。
-超临界流体分离工程:利用超临界流体对混合物进行溶解和脱溶,包括超临界流体萃取、疏水液相色谱等。
2.蒸馏:-原理:利用混合物中组分的不同沸点差异,将其在不同温度下从液相转变为蒸汽相,再通过冷凝收集纯净的成分。
-分类:常压蒸馏、减压蒸馏、精馏、萃取蒸馏等。
-应用:石油分馏、酒精提纯、药物合成等。
-原理:利用两个不相溶液体相之间的互溶性差异,将所需组分从一个相转移到另一个相中,实现分离和纯化。
-分类:液液萃取、固液萃取、溶剂萃取等。
-应用:食用油提取、天然产物提纯、有机物合成等。
4.结晶:-原理:利用溶液中物质浓度的变化,在适当的条件下使溶质以晶体形式析出,实现分离和纯化。
-分类:汽提结晶、真空结晶、冷结晶等。
-应用:糖类、盐类、有机物的制备和纯化等。
5.吸附:-原理:利用固体表面对一些组分的选择性吸附作用,实现分离和纯化。
-分类:气相吸附、液相吸附、离子交换等。
-应用:含油气分离、环保废气处理、污水处理等。
6.膜分离:-原理:利用半透膜对混合物进行分离,使其中的一些组分通过膜而其他组分被截留。
-分类:逆渗透、超滤、气体渗透等。
-应用:海水淡化、废水处理、气体分离等。
化工分离工程知识点
化工分离工程知识点化工分离工程是化工工程中的一个重要领域,其主要任务是将混合物中的不同物质按照一定的条件和方法进行分离,以得到纯净的物质。
分离工程在化工生产中起着至关重要的作用,可以帮助提高产品的纯度、品质和收率,同时也可以实现资源的高效利用。
在化工分离工程中,有许多重要的知识点,下面将对其中的一些重要知识点进行详细介绍。
1.分离原理在化工分离工程中,常用的分离原理包括蒸馏、结晶、吸附、萃取、膜分离、离子交换等。
其中,蒸馏是最常用的一种分离方法,它利用不同物质的沸点差异将混合物中的成分进行分离。
结晶则是通过溶解度的差异将混合物中的成分分离出来。
吸附是利用吸附剂对混合物中的组分进行吸附而实现分离。
萃取是利用两种不相溶的溶剂将混合物中的成分进行分离。
膜分离是利用半透膜将混合物中的成分进行分离。
离子交换则是通过离子交换树脂将混合物中的离子进行分离。
2.蒸馏工程蒸馏是常用的分离方法之一,其主要原理是根据物质的沸点差异将混合物中的成分进行分离。
在蒸馏工程中,常见的设备包括塔式蒸馏塔、板式蒸馏塔、换热器、冷凝器等。
蒸馏工程的优点是操作简单、技术成熟、分离效果好,适用于对物质纯度要求较高的情况。
3.结晶工程结晶是将溶液中的溶质通过结晶过程沉淀出来的分离方法,其主要原理是通过温度变化或添加结晶剂来控制溶质的溶解度,从而实现溶质的分离。
在结晶工程中,通常使用的设备包括结晶槽、结晶釜、过滤机等。
结晶工程的优点是生产操作简单、设备投资较小、适用于对纯度和晶体形态要求较高的情况。
4.吸附工程吸附是利用吸附剂对混合物中的组分进行吸附而实现分离的方法,其主要原理是通过吸附剂表面的吸附作用将目标成分从混合物中吸附出来。
在吸附工程中,常用的设备包括吸附塔、吸附柱、吸附剂等。
吸附工程的优点是操作简单、分离效果好、适用于对成分含量要求较高的情况。
5.膜分离工程膜分离是利用半透膜将混合物中的成分进行分离的方法,其主要原理是根据分子大小、形状、电荷等特性使得不同的成分通过膜的选择性渗透从而实现分离。
化工分离工程
根据分子间作用力不同,汽相可分为以下三类 (1) 理想气体的混合物 此时,P-V-T关系服从理想气体定律
ˆV p fi i
ˆV 1 fi
(2-24)
pi Pyi
二、汽液平衡的分类与计算
⑴ 汽液平衡的分类
2.2 相 平 衡 关 系 的 计 算
(2) 实际气体的理想溶液(实际气体的理想 混合物)
x g x ( 2 11) gi i i i
二、相平衡常数和分离因子 yi 定义:K i xi
精馏、吸收:称汽液相平衡常数
液液萃取:液液相平衡常数(或分配系数)
Ki xi ij — i对j的相对挥发度 K j yj xj (或分离因子)
yi
三、用 Ki ,ij 表示平衡关系
ˆV f V fi i
ˆ V f V y f V Py fi i i i i
(3) 实际气体
(2-25)
Hale Waihona Puke 二、汽液平衡的分类与计算⑴汽液平衡的分类 与此类似,液相也可分为理想溶液和实际 溶液(与实际气体对应)两类,但不存在理 想气体那样的溶液。 对理想溶液 g i 1 则: ˆ L f 0 x p 0f 0 x (2-26) fi i i i i i 三类不同汽相和两类不同液相可以组合成 以下五类汽-液平衡系统,它们的平衡常数计 算如下:
fiL
fiV
Vi L ( P pi0 ) g i pi0fi0 化简得: K i exp V fi P RT
即
Ki g i fi
L
f (T , P , xi )
V i
二、汽液平衡的分类与计算
化工分离工程要点
化工分离工程要点1、纯液体的逸度等于该物质的饱和蒸汽压。
2、由亨利定律*A P Ex =可知,在一定的气相平衡分压下,E 值小,液相中溶质的摩尔分数大,即溶质的溶解度大。
故易溶气体的E 值小,难溶气体的E 值大。
亨利定律不适用化学吸收的相平衡。
3、1,2|3,4,5,6其中1、4、5、6只在塔釜或塔顶出现的组分,称非分布组分,其中1为轻组分,4、5、6为重组分;2、3在塔釜和塔顶均出现的组分,称分布组分,其中2为轻关键组分,3为重关键组分。
4、化学吸收增强因子的定义:在推动力相同时,化学吸收速率比纯物理吸收速率所增加的倍数用符号β表示:'1DD DE β=>斜率斜率。
5、吸收精馏萃取的原理:①吸收是利用液体处理气体混合物,根据气体混合物中各组分在液体中溶解度的不同,而达到分离目的传质过程。
②精馏操作的原理是利用待分离组分间的相对挥发度的差异,通过逐级平衡实现组分分离。
③萃取是利用组分在两个互不相溶的液相中的溶解度差而将其从一个液相转移到另一个液相的分离过程。
6、如果水在膜表面水化层的厚度为d ,那么它的反渗透膜的临界孔径为2d 。
7、电渗析中,阳膜带负电荷,阴膜带正电荷。
与膜所带电荷相反的离子穿过膜的现象称反粒子迁移。
8、pH>等电点,蛋白质带负电,需要加入阳离子表面活性剂。
9、理论板的特点:进入该板的不平衡物流在其间充分接触传质,离开该板的气液两相物流间达到相平衡;在该板上发生接触的汽液两相各自完全均匀,板上各点的气相浓度和液相浓度各自相同;该板上充分接触后的气液两相实现完全机械分离,不存在夹带、泄漏。
10、普通精馏不适用于以下状况的物料:①待分离组分间的相对挥发度接近1。
②待分离组分形成恒沸物。
③待分离组分是热敏物质。
④待回收的物质是难挥发组分且含量低。
11、威尔逊方程的缺点:只适用于气液两相平衡,不能预计液液平衡时的活度系数。
12、维里方程只适用于中低压范围,原因是略去了维里方程中第3、4、5等高次项。
化工分离工程重点
化工分离工程复习题第一章1、求解分子传质问题的基本方法是什么?1)分子运动理论2)速率表示方法(绝对、平均)3)通量2、漂流因子与主体流动有何关系?p/p BM反映了主体流动对传质速率的影响,定义为“漂流因子”。
因p>p BM,所以漂流因数p/p BM>1,这表明由于有主体流动而使物质A的传递速率较之单纯的分子扩散要大一些。
3、气体扩散系数与哪些因素有关?一般来说,扩散系数与系统的温度、压力、浓度以及物质的性质有关。
对于双组分气体混合物,组分的扩散系数在低压下与浓度无关,只是温度及压力的函数。
4、如何获得气体扩散系数与液体扩散系数?测定二元气体扩散系数的方法有许多种,常用的方法有蒸发管法,双容积法,液滴蒸发法等。
液体中的扩散系数亦可通过实验测定或采用公式估算。
5、描述分子扩散规律的定律是费克第一定律。
6、对流传质与对流传热有何异同?同:传质机理类似;传递的数学模型类似;数学模型的求解方法和求解结果类似。
异:系数差异:传质:分子运动;传热:能量过去7、提出对流传质模型的意义是:对流传质模型的建立,不仅使对流传质系数的确定得以简化,还可以据此对传质过程及设备进行分析,确定适宜的操作条件,并对设备的强化、新型高效设备的开发等作出指导。
8、停滞膜模型、溶质渗透模型和表面更新模型的要点是什么?各模型求得的传质系数与扩散系数有何关系,其模型参数是什么?停滞膜模型要点:①当气液两相相互接触时,在气液两相间存在着稳定的相界面,界面两侧各有一个很薄的停滞膜,溶质A经过两膜层的传质方式为分子扩散。
②在气液相界面处,气液两相出于平衡状态。
③在两个停滞膜以外的气液两相主体中,由于流体的强烈湍动,各处浓度均匀一致。
关系:液膜对流传质系数k°G=D/(RTz G),气膜对流传质系数k°=D/z L对流传质系数可通过分子扩散系数D和气膜厚度z G或液膜厚度z L来计算。
模型参数:L组分A通过气膜扩散时气膜厚度为模型参数,组分A通过液膜扩散时液膜厚度为模型参数。
化工原理分离工程知识点
说明分离过程与分离工程的区别?答:分离过程:是生产过程中将混合物转变组成不同的两种或多种相对纯净的物质的操作;分离工程:是研究化工及其它相关过程中物质的分离和纯化方法的一门技术科学,研究分离过程中分离设备的共性规律,是化学工程学科的重要组成部分。
实际分离因子与固有分离因子的主要不同点是什么?答:前者是根据实际产品组成而计算,后者是根据平衡组成而计算。
两者之间的差别用级效率来表示。
错误:固有分离因子与分离操作过程无关怎样用分离因子判断分离过程进行的难易程度?答:分离因子的大小与1相差越远,越容易分离;反之越难分离。
按所依据的物理化学原理不同,传质分离过程可分为哪两类?答:平衡分离过程:采用平衡级(理论板)作为处理手段,利用两相平衡组成不相等的原理,即达到相平衡时,原料中各组分在两个相中的不同分配,并将其它影响参数均归纳于级效率之中,如蒸发、结晶、精馏和萃取过程等。
大多数扩散分离过程是不互溶的两相趋于平衡的过程。
速率分离过程:通过某种介质,在压力、温度、组成、电势或其它梯度所造成的强制力的推动下,依靠传递速率的差别来操作,而把其它影响参数都归纳于阻力之中。
如超滤、反渗透和电渗析等。
通常,速率控制过程所得到的产品,如果令其互相混合,就会完全互溶。
分离过程常借助分离剂将均相混合物变成两相系统,举例说明分离剂的类型。
答:分离过程的原料可以是一股或几股物料,至少必须有两股不同组成的产品,这是由分离过程的基本性质决定的。
分离作用是由于加入(媒介)而引起的,分离剂可以是能量(ESA)或物质(MSA),分离剂有时也可两种同时应用。
例如,要把糖水分为纯净的糖和水需要供给热量,使水分蒸发,水蒸气冷凝为纯水,糖在变浓的溶液中结晶成纯糖。
或供给?令量,使纯水凝固出来,然后在较高剃温度下使其隔出化;这里所加入的分离剂为ESA。
也可将糖水加压,通过特殊的固体膜将水与糖分离。
这里所加入的分NEW口e录制小视频离剂为MSA。
此外,ESA还可以是输入或输出的功,以驱动泵、压缩机;在吸收、萃取、吸附、离子交换、液膜固膜分离中,均须加入相应的MSA。
讲义-化工分离工程-第二章
第二章精馏Chapter 2 Distillation主要内容及要求:1.相平衡常数计算:状态方程法,活度系数法2.泡点、露点计算(1)泡点计算:在一定P(或T)下,已知x i,确定T b(或P b)和y i(2)露点计算: 在一定P(或T)下,已知y i,确定T b(或P b)和x i3.等温闪蒸计算:给定物料的量与组成,计算在一定P和T下闪蒸得到的汽相量与组成,以及剩余的液相量与组成。
4.掌握多组分精馏过程的基本原理、流程以及简捷计算方法;5.掌握萃取精馏和共沸精馏的原理、流程及其简捷计算法。
授课主要内容:2.1 概述2.2 汽液相平衡2.3 精馏计算2.4 特殊精馏2.5 板效率2.1 概述精馏原理:精馏是分离液体混合物的单元操作,是利用混合物中各组分挥发度的差异及回流的工程手段,实现组分的分离。
不适宜用普通精馏进行分离的物系:1. 1→AB α2.1=AB α3. 热敏性物料4. 难挥发组分的稀溶液2.1.1 理论板、板效率以及填料的理论板当量高度(HETP )1. 理论板理论板= f(相平衡,分离要求,操作参数)⏹ 所谓理论塔板,如右图所示,即气、液两相在塔板上充分接触,混合进行传质、传热后,两相组成均匀且离开塔板的气、液两相呈相平衡关系。
显然,在相同条件下,理论板具有最大的分离能力,是塔分离的极限能力。
该状态可由热力学方法求解确定,离开塔板的气、液两相存在的相平衡关系由以下关系式表达: ⏹ 相平衡关系:y i =k i ·x i相平衡关系是传质过程趋向的目标,或所达到的热力学极限状态。
理论板是一个理想化了的两相间接触传质场所,也称为平衡级。
理论板符合以下三条假设:1)进入该板的不平衡物流在其间充分接触传质,使离开该板的汽液两相物流间达到了相平衡;2)在该板上发生接触的汽液两相各自完全均匀,板上各点汽相浓度和液相浓度各自都相同;3)该板上充分接触后的汽液两相实现了完全机械分离,不存在夹带、泄漏。
化工分离工程知识点
化工分离工程知识点化工分离工程是指利用物质在不同条件下的物理或化学特性差异,将混合物中所需组分转移到其他相或纯化的工艺过程。
在化工生产中,分离工程广泛应用于原料提纯、混合物分离、产物纯化等过程中。
以下是化工分离工程的一些重要知识点:1.操作变量和过程控制:分离过程中的操作变量包括温度、压力、流速、液位等,这些变量的调节对分离效果有重要影响。
合理地控制这些变量可以提高分离效率和产品质量。
2.物理分离过程:物理分离过程是利用物质的物理性质差异进行的分离,常见的物理分离方法包括蒸馏、萃取、吸附、膜分离等。
蒸馏是将混合物中易汽化的组分在恒定温度下蒸发和冷凝的过程,常用于液体混合物的分离。
萃取是将混合物中的其中一种组分用溶剂提取分离出来的过程,常用于有机物的提取纯化。
吸附是利用吸附剂对混合物中的其中一种组分吸附分离的过程,常用于气体混合物的分离。
膜分离是通过半透膜对混合物进行分离的过程,常用于液体和气体的分离。
3.化学分离过程:化学分离过程是利用物质的化学性质差异进行的分离,常见的化学分离方法包括晶体化、结晶、萃取等。
晶体化是将溶液中其中一种组分结晶出来的过程,常用于溶液中固体颗粒的分离。
结晶是将溶液中其中一种溶质通过结晶再溶解的过程,常用于固体的纯化。
萃取是利用溶剂间的亲溶性差异将混合物中的其中一种组分从液相转移到溶剂相的过程,常用于有机物的提取分离。
4.质量传递与传质机理:分离过程中的质量传递包括传质、传热和传质传热等。
在气液分离过程中,气体的质量传递主要由气体的扩散控制;在液液分离过程中,液滴的分离与质量传递过程密切相关。
在传质的过程中,传质机理包括对流传质、扩散传质、吸附分离等。
5.设备与操作方式:常用的分离设备包括蒸馏塔、萃取塔、吸附塔、结晶器等。
不同的操作方式也会影响分离效率和产品质量,例如间歇操作、连续操作和半连续操作等。
6.分离流程优化与节能减排:分离工程的目标是实现高效、低能耗的分离过程。
化工分离
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二、多组分精馏过程
在精馏中起关键作用的组分,称关键组分。 多组分精馏过程的特点:清晰分割法;非清晰分割法 多组分精馏过程的简捷计算
➢最小回流比——Underwood法 ➢最少理论板数——Fenske 方程 ➢理论板数——Gilliand图和关联式 ➢适宜进料位置的确定 简捷计算方法困难的问题是估算非关键组分的分配
Wmin,T ( nk Hk nj H j ) T[ nk Sk nj S j ]
调整 T N
计算 yi
是否第一 次迭代
N yi 有无
变化 N
ln yi ≤ε Y
输出T,y
圆整
yi,计算
ˆ
V i
Y
Y
结束
状态方程+活度系数法计算泡点温度的框图
几点说明:
(1) 内、外循环的安排:
当压力不大时(2MPa以下), Ki 对 yi 不敏感,而对温度 较为敏感,因此将 yi 放在 内层循环。
萃取流程 逆流萃取计算的集团法
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第四章 多组分多级分离的严格计算
重点:
了解平衡级的基本假定,掌握多级平衡分离过程的物理 模型和数学模型
掌握逐板计算法原理、计算起点和步骤 掌握三对角线矩阵法(泡点法)的计算原理和解法,该
法的优缺点和改进方法 了解流率加和法(SR法)的计算原理
26
一、平衡级的理论模型
36
2.影响效率的因素 (1) 传质速率 (2) 流型和混合效应 (3) 雾沫夹带 (4) 物性的影响
三 、气液传质设备效率的估计法
1. 经验法 2. 机理模型
37
四 、萃取设备的处理能力和塔径
1.设备的特性速度
喷洒塔
ut
ud
生化分离工程知识点总结归纳
生化分离工程知识点归纳第一章绪论1、生物物质分离工程:在工业规模上,通过适当的分离纯化技术与装备并消耗一定的能量和分离介质来实现生物物质(产品)制备的过程,是生物产业的一个重要组成部分。
2、生物工程下游加工过程的特点:(1)成分复杂:固体成分、液体成分(2)悬液中的目标产物浓度低(3)稳定性差:化学(温度和pH值)或微生物引起的降解(4)生物产品质量要求高:纯度、卫生、生物活性3、下游加工过程的一般流程(4个阶段):发酵液的预处理与固液分离、初步纯化(提取)、高度纯化(精制)、成品加工。
4、某一具体产品的分离提取工艺设计中应考虑的问题:①产物本身的性质;②是胞内产物还是胞外产物;③原料中产物和主要杂质浓度;④产物和主要杂质的理化特性及差异;⑤产品用途和质量标准;⑥产品的市场价格;⑦不同分离方法的技术经济比较及废液的处理方法等。
第二章发酵液的预处理与过滤1、发酵液的预处理发酵液的预处理的方法:(1)加热:最简单、最经济的预处理方法是加热,降低料液黏度,也可以对其进行灭菌。
但加热变性的方法只适合于对热稳定性的产物。
(2)调节料液的pH值:促进全细胞聚集。
(3)凝聚和絮凝:凝聚是指通过加入简单电解质降低了胶体粒子间的排斥电位,从而使得范德华引力起主导作用,聚合成较大的胶粒,粒子的密度越大,越易分离。
常用凝聚剂多为阳离子型如明矾、三氯化铁。
絮凝是指预处理时加入絮凝剂(通常指天然或合成的生物大分子聚电解质)既能降低排斥电位,又吸附了周围的微粒,形成桥架作用,促使胶粒形成粗大,密度低的絮凝团。
这些絮凝团很容易被过滤得到。
主要絮凝剂:聚丙烯酰胺、聚苯乙烯、多聚胺衍生物。
(4)使用惰性助滤剂:硅藻土、珍珠岩。
2、真空过滤器的优点:连续自动操作,节省人力,生产能力大。
真空过滤器的缺点:附属设备多,投资费用高,推动力小适用于量大易过滤的料液。
3、压滤器的优点:过滤推动力大,过滤面积大。
压滤器的:缺点:板框压滤机劳动强度大,投资、维护费用高。
化工分离工程知识汇总
化工分离工程知识汇总化工分离工程是化学工程领域中的一个重要分支,其主要目的是通过物理或化学方法将混合物中的组成分离出来,从而获得纯净的产品或者将有害物质去除。
本文将从分离方法、设备、操作技术等方面对化工分离工程的知识进行汇总。
一、分离方法常见的化工分离方法包括蒸馏、萃取、吸附、结晶、离子交换等。
蒸馏是利用不同物质的沸点差异将混合物中的不同组分分离出来的方法。
它分为常压蒸馏、减压蒸馏和气体液体平衡蒸馏等。
萃取是利用溶剂选择亲和性不同的物质将其从混合物中提取出来的方法。
吸附是利用固体吸附材料选择性吸附混合物中的一些成份的方法。
结晶是通过溶解、结晶和分离过程将溶液中的物质从混合物中分离出来的方法。
离子交换是利用固体材料上的活性基团与混合液中的离子发生交换反应,实现离子的分离的方法。
二、分离设备常见的化工分离设备包括蒸馏塔、吸附塔、萃取塔、结晶器等。
蒸馏塔是进行蒸馏过程的关键设备,其结构和工作原理根据分离目标的不同而异。
吸附塔是用于吸附分离的设备,通常包括填料塔和板塔两种类型。
萃取塔主要用于液液萃取过程,其中常用的设备有萃取塔、倾斜板塔和浮球塔等。
结晶器是用于结晶分离的设备,常见的有搅拌式结晶器和冷却结晶器。
三、操作技术化工分离工程中的操作技术包括物料平衡、热平衡、动力学分析和能耗分析等。
物料平衡是指在分离过程中对物料流量、物料浓度等的平衡计算和控制。
热平衡是指在蒸馏、萃取等过程中对热量的平衡计算和控制。
动力学分析是指对分离过程中反应速率和平衡的研究和分析。
能耗分析是对分离过程中能量转化和损失情况进行评估和分析,以寻找能耗较低的操作条件和改进措施。
四、应用领域化工分离工程在许多化学工业中都有广泛的应用。
例如,在石油化工行业中,蒸馏塔和吸附塔常被用于石油精制和气体分离过程中;在化学制药行业中,结晶器常被用于药物的提纯和分离;在环保领域中,离子交换器常被用于水处理和污水处理过程中的离子去除和分离等。
总结起来,化工分离工程是化学工程中的重要分支,通过不同的分离方法和设备,实现将混合物中的组成分离出来的目的。
分离工程各章知识点总结
分离工程各章知识点总结分离工程是指对混合物中不同组分进行分离和提纯的工艺过程。
在化工生产中,分离工程是非常重要的一部分,它涉及到原料的提取、产品的纯化、废物的处理等诸多方面。
分离工程的核心是通过不同的分离方法,将混合物中的各种组分分离出来,以获得纯度较高的单一物质。
分离工程主要包括以下几个方面:1、分离原理:分离工程的基础是分离原理,它包括各种分离方法的基本原理,如溶剂抽提、蒸馏、结晶、萃取、吸附、色谱等。
2、分离设备:分离工程中常用的设备包括离心机、蒸馏塔、萃取塔、结晶器、过滤器、冷凝器等。
3、分离过程:分离过程包括前处理、分离操作、后处理等环节,其中前处理包括混合物的预处理和预分离,分离操作包括各种分离方法的应用,后处理包括得到的产品的进一步提纯和废物的处理。
在分离工程中,要充分考虑原料的性质、产品的要求、成本的限制等因素,综合考虑各种因素,选择合适的分离方法和设备,设计出合理的分离工艺流程。
第二章:溶剂抽提溶剂抽提是一种常用的分离方法,它适用于多种情况下,如萃取有机物质、提取植物精华、分离金属离子等。
溶剂抽提的基本原理是通过合适的溶剂,溶解目标组分,并将其与底物分离。
在实际操作中,通常是将混合物和溶剂加热混合,再通过过滤或离心等操作将底物和溶液分离开来,接着通过蒸馏等方法将溶剂去除,得到目标组分。
溶剂抽提的优点包括操作简单、效率高、选择的溶剂可以回收利用等。
但也有其缺点,如溶剂的选择和回收比较麻烦,产生的有机废物处理也相对复杂。
第三章:蒸馏蒸馏是一种基本的分离方法,适用于分离挥发性组分的情况。
它的基本原理是利用不同组分的沸点差异,通过加热混合物,使其中某些组分蒸发,再通过冷凝,将蒸气凝结收集下来,从而实现不同组分的分离。
蒸馏可以分为简单蒸馏、分馏、连续蒸馏等多种类型,根据实际需要选择合适的蒸馏方法。
蒸馏的优点包括分离效果好、操作相对简单、适用范围广等。
但它也有缺点,如耗能大、设备成本高、不适用于非挥发性组分的分离等。
分离工程期末知识总结
分配比
多组分精馏
对于多组分精馏,通常,把由设计者指定分离要求的这2 个组分称为关键组分。 其中 相对易挥发的组分称为轻关键组分(LK)
相对不易挥发的组分称为重关键组分(HK)
设αih为非关键组分i对HK的相对挥发度。
若:i h l h :
— i为轻组分,表示: LNK
i h hh :
— i为重组分,表示: HNK
最小回流比概念
e y
xW x xD
Rm
xD ye
ye xe
最小回流是精馏操作的另一极限,操作回流比一定要大于最小 回流比。
最小回流比的计算公式-恩德伍德公式
Rm
i (xiD )m 1 i
i xiF 1 q
i
最小回流比
计算最小回流比的Underwood(恩德伍德)公式:
假设: 1、各组分相对挥发度是常数; 2、塔内汽液相流率为恒摩尔流。
的位置(按清晰分割处理,分只有轻非关键组分的 物系、只有重非关键组分的物系两种情况论述) 5、怎样用简捷法计算精馏过程的理论板板数。
特殊精馏
当待分离组分之间形成共沸物或相对挥发度接近1时,用普 通精馏是无法实现分离或是经济上不合理的。 此时,向体系中加入一种适当的新组分,通过与原体系中各 组分的不同作用,改变组分之间的相对挥发度,使系统变得 易于分离。 这类既加入能量分离剂又加入质量分离剂的精馏称为特殊精 馏或增强精馏。
特点:★F=D=W=0
★ L=V;L/V=1
★操作线方程: yn1 ,i xn,i
★板效率 最高
由于全回流,用 N m表示N,省去“均”:
Nm
lg([
x x
A B
)D
(
x x
化工分离过程重点
化工分离过程重点1、相平衡:指混合物或溶液形成若干相,这些相保持着物理平衡而共存的状态,从热力学上看,整个物系的自由焓处于最小的状态;从动力学看,相间表观传递速率为零。
2、区域熔炼:是根据液体混合物在冷凝结晶过程中组分重新分布的原理,通过多次熔融和凝固,制备高纯度的金属、半导体材料和有机化合物的一种提纯方法。
3、独立变量数:一个量改变不会引起除因变量以外的其他量改变的量。
4、反渗透:是利用反渗透膜选择性地只透过溶剂(通常是水)的性质,对溶液施加压力克服溶液的渗透压,使溶剂从溶液中透过反渗透膜而分离出来的过程。
5、相对挥发度:溶液中的易挥发组分的挥发度与难挥发组分的挥发度之比。
6、理论板:是一个气、液两相皆充分混合而且传质与传热过程的阻力皆为零的理想化塔板。
7、清晰分割:若馏出液中除了重关键组分外没有其他的重组分,而釜液中除了轻关键组分外没有其他轻组分,这种情况为清晰分割。
8、全塔效率:完成给定任务所需要的的理论塔板数与实际塔板数之比。
默弗里板效率:实际板上的浓度变化与平衡时应达到的浓度变化之比。
9、泡点:在一定压力下,混合液体开始沸腾,即开始有气泡产生时的温度。
露点:在一定压力下,混合气体开始冷凝,即开始出现第一个液滴时的温度。
10、设计变量:设计分离装置中需要确定的各个物理量的数值,如进料流率,浓度、压力、温度、热负荷、机械工的输入(或输出)量、传热面大小以及理论塔板数等。
这些物理量都是互相关联、互相制约的,因此,设计者只能规定其中若干个变量的数值,这些变量称设计变量。
简答题:1、分离操作的重要意义答:分离操作一方面为化学反应提供符合质量要求的原料,清除对反应或者催化剂有害的杂质,减少副反应和提高收率;另一方面对反应产物起着分离提纯的作用,已得到合格的产品,并使未反应的反应物得以循环利用。
此外,分离操作在环境保护和充分利用资源方面起着特别重要的作用。
2、精馏塔的分离顺序答:确定分离顺序的经验法:1)按相对挥发度递减的顺序逐个从塔顶分离出各组分;2)最困难的分离应放在塔序的最后;3)应使各个塔的溜出液的摩尔数与釜液的摩尔数尽量接近;4)分离很高回收率的组分的塔应放在塔序的最后;5)进料中含量高的组分尽量提前分出。
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6、对流传质与对流传热有何异同? 同:传质机理类似;传递的数学模型类似;数学模型的求解方法和求解结果类似。 异:系数差异:传质:分子运动;传热:能量过去 7、提出对流传质模型的意义是:对流传质模型的建立,不仅使对流传质系数的确定得以简 化,还可以据此对传质过程及设备进行分析,确定适宜的操作条件,并对设备的强化、新型 高效设备的开发等作出指导。 8、停滞膜模型、溶质渗透模型和表面更新模型的要点是什么?各模型求得的传质系数与扩 散系数有何关系,其模型参数是什么?
溶质渗透模型 要点:①液面是由无数微笑的流体单元所构成,当气液两相出于湍流状 态相互接触时,液相主体中的某些流体单元运动至界面便停滞下来。在气液未接触前,液体 单元中溶质的浓度和液相主体的浓度相等,接触开始后,相界面处立即达到与气相平衡状态。 ②随着接触时间的延长,溶质 A 通过不稳态扩散方式不断地向液体单元中渗透。液体单元 在界面处暴露的时间是有限的,经过时间θc 后,旧的液体单元即被新的液体单元所置换而 回到液相主体中去。在液体单元深处,仍保持原来的主体浓度不变。④液体单元不断进行交 换,每批液体单元在界面暴露的时间θc 都是一样的。关系:kcm=2[D/(πθc)]1/2 对流传质 系数可通过分子扩散系数 D 和暴露时间 θc 计算。模型参数:暴露时间。
答:无论是逆流操作还是并流操作的吸收塔,其操作线方程及操作线都是由物料衡算求
得的,与吸收系统的平衡关系、操作条件以及设备的结构型式等均无任何牵连。 12.传质单元高度和传质单元数有何物理意义? 答:传质单元高度反映了传质阻力的大小、填料性能的优劣以及润湿情况的好坏。吸收过程 的传质阻力越大,填料层有效比面积越小,则每个传质单元所相当的填料层高度就越大。
化工分离工程分章重点
化工分离工程第一章 化工分离工程概述分离过程的分类:机械分离、传质分离传质分离过程用于各种均相混合物的分离,其特点是有质量传递现象发生,按所依据的物理化学原理不同,工业上常用的传质分离过程又可分为两大类,即平衡分离过程和速率分离过程。
平衡分离过程是借助分离媒介(如热量、溶剂或吸附剂)使均相混合物系统变成两相系统,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为依据而实现分离。
分离媒介可以是能量媒介(ESA )或物质媒介(MSA ),有时也可两种同时应用。
蒸发、蒸馏、吸收、萃取、结晶、离子交换、吸附、干燥、浸取、泡沫吸附速率分离过程是在某种推动力(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,利用各组分扩散速率的差异实现组分的分离。
气体扩散、热扩散、电渗析、电泳、反渗透、超过滤 分离因子表示任一分离过程所达到的分离程度,其定义为2211//j i j i s ijx x x x =α分离方法的选择可行性、分离过程类别的选择、产品的价格、产品的热敏性、物质与分子的性质、经济性、安全与环保、经验分离过程类别的选择▪ 分子特性:分子重量、V an der Waals 体积、Van der Waals 面积、 偶极矩、极化度、双电常数、电荷、旋转半径▪ 热力学与传递性质:蒸气压、溶解度、吸附活性、扩散特性第二章 精馏蒸馏(Distillation ):借助液体混合物中各组分挥发性的差异而进行分离的一种操作方法。
简单蒸馏(simple distillation):混合液受热部分汽化,产生的蒸汽进入冷凝器种冷凝,分批收集不同组成的馏出液产品。
平衡蒸馏(equilibrium distillation):釜内液体混合物被部分汽化,使气相与液相处于平衡状态,然后将气相与液相分开,是一种单级蒸馏操作。
精馏 (rectification):液体混合物多次进行部分冷凝或部分汽化后,最终可以在气相中得到较纯的易挥发组分,而在液相中得到较纯的难挥发组分。
《化工分离工程》教案
@@@@大学《化工分离工程》教案~ 学年第学期课程学时65学院化学工程课程名称化工分离工程专业化工工艺主讲教师课时安排:5学时教学课型:理论课√实验课□习题课□实践课□其它□题目(教学章、节或主题):第一章绪论教学目的要求(分掌握、熟悉、了解三个层次):了解分离工程在工业生产中的重要性,分离过程的分类以及常用的化工分离操作过程。
了解工业上常用的分离单元操作的基本原理,了解一些典型应用实例。
理解分离操作理论的形成和特性,分离过程的开发方法和发展趋势。
掌握分离因子的定义和应用,了解传质分离过程的分类和特征。
识记分离剂的类型及分离过程的选择方法。
教学目的要求:识记:分离剂的类型,分离因子概念,分离过程的选择方法。
领会:分离过程的特征与分类。
应用:分离过程的研究内容与研究方法。
本章重点:掌握分离过程的特征与分类,分离因子与固有分离因子的区别,平衡分离和速率分离的原理。
本章难点:用分离因子判断分离过程的难易程度,分离因子与级效率之间的关系。
教学内容(注明:* 重点# 难点?疑点):分离操作在化工生产中的重要性;传质分离过程的分类和特征;本课程的任务和内容。
第一节分离操作在化工生产中的重要性第二节传质分离过程的分类和特征1.2.1平衡分离过程1.2.2速率分离过程第三节本课程的任务和内容教学方式、手段、媒介:以多媒体为主黑板设计:左边幻灯,右边板书讨论、思考题、作业:课时安排:15学时教学课型:理论课√实验课□习题课□实践课□其它□题目(教学章、节或主题):第二章多组分分离基础教学目的要求(分掌握、熟悉、了解三个层次):教学目的要求:1. 掌握相平衡各种关系式及计算;2. 掌握多组分物系的泡点和露点温度和压力的计算;3. 掌握等温闪蒸和部分冷凝过程的计算。
本章主要讨论:设计变量;相平衡关系;泡点和露点的计算;闪蒸过程计算。
本章重点:多组分物系的相平衡条件;平衡常数;分离因子;泡点方程和露点方程法;等温闪蒸过程和部分冷凝过程;闪蒸方程。
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化工分离工程第一章 化工分离工程概述分离过程的分类:机械分离、传质分离传质分离过程用于各种均相混合物的分离,其特点是有质量传递现象发生,按所依据的物理化学原理不同,工业上常用的传质分离过程又可分为两大类,即平衡分离过程和速率分离过程。
平衡分离过程是借助分离媒介(如热量、溶剂或吸附剂)使均相混合物系统变成两相系统,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为依据而实现分离。
分离媒介可以是能量媒介(ESA )或物质媒介(MSA ),有时也可两种同时应用。
蒸发、蒸馏、吸收、萃取、结晶、离子交换、吸附、干燥、浸取、泡沫吸附速率分离过程是在某种推动力(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,利用各组分扩散速率的差异实现组分的分离。
气体扩散、热扩散、电渗析、电泳、反渗透、超过滤 分离因子表示任一分离过程所达到的分离程度,其定义为2211//j i j i s ijx x x x =α分离方法的选择可行性、分离过程类别的选择、产品的价格、产品的热敏性、物质与分子的性质、经济性、安全与环保、经验分离过程类别的选择▪ 分子特性:分子重量、V an der Waals 体积、Van der Waals 面积、 偶极矩、极化度、双电常数、电荷、旋转半径▪ 热力学与传递性质:蒸气压、溶解度、吸附活性、扩散特性第二章 精馏蒸馏(Distillation ):借助液体混合物中各组分挥发性的差异而进行分离的一种操作方法。
简单蒸馏(simple distillation):混合液受热部分汽化,产生的蒸汽进入冷凝器种冷凝,分批收集不同组成的馏出液产品。
平衡蒸馏(equilibrium distillation):釜内液体混合物被部分汽化,使气相与液相处于平衡状态,然后将气相与液相分开,是一种单级蒸馏操作。
精馏 (rectification):液体混合物多次进行部分冷凝或部分汽化后,最终可以在气相中得到较纯的易挥发组分,而在液相中得到较纯的难挥发组分。
精馏计算:物料衡算,热量衡算,相平衡关系计算方法:双组份常用图解法;多组分常用简捷法、严格计算法 普通精馏不适用下列物料的分离:(1)待分离组分间的相对挥发度很接近于1。
此时,它们的分离需要很多理论板数和很大的回流比,因此设备投资和操作费用很大,不经济。
一般认为,当分离所需的理论板数大于100时,精馏已不适用。
(2)待分离组分形成恒沸物,此时相对挥发度等于1,平衡的汽液两相组成一样,普通精馏无法实现分离。
(3)待分离物料是热敏性的,或是在高温下易发生聚合、结垢、分解等不良反应的。
(4)待回收的组分是难挥发组分,且在料液中含量很低。
此时能量消耗太大,不经济。
理论板、板效率和填料的理论板当量高度理论板:进入该板的不平衡的物流发生了充分的接触传质,离开了两相的物流间达到了平衡;在该板上发生传质接触的汽液两相各自完全混合,板上各点的汽相和液相浓度各自一样;该板上充分接触后的汽液两相实现了机械上的完全分离,离开该板的汽流中不夹带雾滴,液流中不夹带气泡,也不存在漏液。
板效率: 1*1++--=j j j j MV y y y y E式中,分子为汽相经实际板接触传质后的增浓值;分母则为经理论板后的增浓值;效率为两者之比值。
点效率、莫夫里板效率(干板效率)、湿板效率、总板效率理论板数只与相平衡关系、规定的分离要求和精馏操作参数(进料热状况、回流比和液气比)有关,表征物料达到规定分离要求的难易。
系统物性对板效率的影响液相粘度:粘度高产生的气泡大,两相接触差,液相扩散系数小,效率低; 相对挥发度:相对挥发度大则气相溶解度低,液相阻力大,板效率低; 表面张力:表面张力对板效率影响相当小。
二元精馏计算图解法:在x -y 图上作出平衡线和操作线、对角线和曲,精馏段在 精馏段操作线与平衡线之间画得的梯级即为精馏段的理论板数,在提馏段操作线与平衡线画出的梯级数为提馏段的理论板数。
汽液平衡关系;相邻两板之间汽液两相组成的操作关系;原料液的组成;进料热状况;操作回流比;分离程度 精馏段各组分的摩尔汽化焓相等; 气液接触时因温度不同而交换的的显热可以忽略不计;塔的热损失可以忽略不计 操作线方程 D x R x R R y )11()1(+++= 提馏段操作线方程 B BB B x V x V V y )1()1(-+= Feed stage considerations冷液进料、饱和液体、气液混合进料、饱和蒸汽进料、过热蒸汽进料 进料热状态参数q :和液体的摩尔焓饱和蒸汽的摩尔焓-饱料的摩尔焓饱和蒸汽的摩尔焓-原=qq 线方程:)1()1(---=q zx q q y F 平衡级与进料板位置的确定精馏的简捷计算(多组分精馏)关键组分:进料中按要求选取的两个组分(大多是挥发度相邻的两个组分它们对物料的分离起控制作用。
挥发度大的称为轻关键组分(LK ),它在塔釜中的浓度必须加以控制,不能大于某个规定值;两组分中挥发度大的称为重关键组分(HK ),为达到分离要求,它在塔顶产品中的含量必须加以控制。
料液中比轻关键组分更易挥发的组分为轻非关键组分(LNK ),简称为轻组分;比重关键组分更难挥发的组分称为重非关键组分(HNK ),简称为重组分。
在多组分精馏中,只在塔顶或塔釜出现的组分为非分配组分;而在塔顶和塔釜均出现的组分则为分配组分。
LK 和HK 肯定同时在塔顶和塔釜出现,是当然的分配组分。
多组分精馏过程特性:对二组分精馏,设计变量值被确定后,很容易用物料衡算式,汽液平衡式和热量衡算式从塔的任何一端出发作逐板计算,无需进行试差。
但在多组分精馏中,由于不能指定馏出液和釜液的全部组成,要进行逐板计算,必须先假设一端的组成,然后通过反复试差求解。
精馏塔的分离要求通常有两个,它们可以是产品的纯度和流量(或回收率),但至少有一个应是纯度。
多组分精馏与二组分精馏在含量分布上的区别:在多组分精馏中,关键组分的含量分布有极大值;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,轻组分仅出现在馏出液中;重、轻非关键组分分别在进料板下、上形成几乎恒浓的区域;全部组分均存在于进料板上,但进料板含量不等于进料含量,塔内各组分的含量分布曲线在进料板处是不连续的。
在精馏塔中,温度分布主要反映物流的组成,而总的级间流量分布则主要反映了热量衡算的限制。
最小理论板数N min :精馏塔在操作过程中,将塔顶蒸气全部冷凝,其凝液全部返回塔顶作为回流,称此操作为全回流 (total reflux),回流比R 为无穷大 (R=∞)。
此时通常不进料,塔顶、塔底不采出。
故精馏塔内气、液两相流量相等,L = V ,两操作线斜率均为1,并与对角线重合。
由于全回流操作时,使每块理论板分离能力达到最大,完成相同的分离要求,所需理论板数最少,并称其为最小理论板数N min 。
芬斯克方程ABW BA DB A x x x x N αlg ])/()lg[(min =最小回流比Rmin :ee eD x y y x R --=m in恩特伍德方程(估算最小回流比):11--=-=-∑∑i iB Di iB m i iB FiiB xR q x θααθαα适宜回流比吉利兰关联式:⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=+-5668.0min min1175.01R R R N N N多组分精馏的FUG 简捷计算方法①首先用芬斯克方程计算最少理论板数;②计算给定条件下的最小回流比;③应用吉利兰经验关联式估算所需理论板数。
FUG 法适合于新塔的设计计算,习惯需要指定以下三个变量:实际回流流率与最小回流流率之比;参考组分(通常是重关键组分)的切割程度;另一组分(通常为轻关键组分)的切割程度。
精馏的简捷计算例题-见课件严格的多组分精馏计算 精馏的定态数学模型MESH 方程:组分物料衡算(M ),相平衡关联(E ),摩尔分率加和归一(S ),热量衡算(H ) 组分物料衡算(M )方程: uij+wij+lij+vij-vi,j+1-li,j-1-fij=0 (i=1,…,c; j=1,…,N ) 相平衡关联(E 方程): (i=1,…,c; j=1,…,N )摩尔分率加和归一(S )方程: (j=1,…,N )热量衡算(H )方程: (j=1,…,N ) 为进行精馏的严格计算,除MESH 模型方程组外,K ij ,h j 和H j 的关联式必须知道。
,,,,minlg[](1)(1)lg LK D HK WLK D HK W LK HKN ϕϕϕϕα*---=ij jij ij jK V v l L =1ij ij iji i i j j jl v f L V F ===∑∑∑1111()()0j j j j j j j j j j j Fj j U L h W V H V H L h F h Q ++--+++----=基于上述定态数学模型的操作型算法可归并为两大类:1)分块求解;2)联列解。
王-亨克(Wang-Henke)的三对角矩阵法属于分块解法。
王-亨克算法的计算框图泡点法(BP法)ASPEN PLUS大型流程模拟软件流程模拟的优越性第三章吸收与解吸吸收与解吸的定义吸收与解吸分离过程的用途:获得产品、分离气体混合物、气体的净化、回收有用组分吸收剂不需要解吸再生的吸收装置:如硫酸吸收SO3制H2SO4、水吸收HCl制盐酸、吸收甲醛制福尔马林、碱液吸收CO2或SO2制碳酸氢盐或硫酸盐等。
(流程图)吸收剂进行解吸的吸收装置:1.吸收剂价廉,但必须解吸后再弃去的吸收装置(液化废气中提取氯);2.减压冷再生流程(合成氨中CO2的解吸)3.气提冷再生流程(氧化法吸收H2S)4.间接蒸汽再生流程吸收过程的分类:物理吸收: 吸收剂与溶质之间没有化学反应发生;化学吸收: 液相中发生化学反应。
塔设备:填料塔:结构简单,造价低廉,制造方便,体积大,重量大,传质效率不高,操作稳定性差,容易发生沟流现象板式塔:单位处理量大,重量小,清理检修方便,制造麻烦,投资费用大(泡罩塔、筛板塔、浮伐塔)板式塔特性的比较填料塔(本章重点)填料的要求⏹比表面积要大;⏹能够提供大的流体通量;⏹液体的再分布性能要好;⏹填料装填后,床层结构均匀⏹堆放的形状有利于液体向四周均匀分布⏹既能垂直上下传递,而且能够横向传递⏹要有足够的机械强度。
填料塔中的传质速率 双膜理论在气液接触界面的两侧,存在着一层稳定的滞留膜;膜两侧的主体流动区内由于湍流的激烈程度已使主体内物质的浓度趋于一致,滞流膜内传质方式将以分子扩散来实现,传质阻力集中在界面两侧的液膜和气膜; 对于界面,气液两相立即达到平衡,界面无阻力。
渗透论传质开始时,气液两相各自内部的浓度是一致的,两者一开始接触就开始传质,气相溶质不断溶解到液相中,接触时间愈长,累积在液膜内的溶质越多,传质速率趋于稳定;液相主体中任一元素都有可能被主体内的流动带到气液接触界面上,进行不稳定的传质,直到另一个漩涡把它拉回到液相主体。