化工原理 第十二章

化工原理

第十二章其它传质分离方法

问题1．结晶有哪几种基本方法？溶液结晶操作的基本原理是什么？

答1．溶液结晶，熔融结晶，升华结晶，反应沉淀。

溶液的过饱和。

问题2．溶液结晶操作有哪几种方法造成过饱和度？

答2．冷却，蒸发浓缩。

问题3．与精馏操作相比，结晶操作有哪些特点？

答3．分离纯度高，温度低，相变热小。

问题4．什么是晶格、晶系、晶习？

答4．晶体微观粒子几何排列的最小单元。按晶格结构分类。形成不同晶体外形的习性。问题5．超溶解度曲线与溶解度曲线有什么关系？溶液有哪几种状态？什么是稳定区、介稳区、不稳区？

答5．在一定温度下，开始析出结晶的溶液浓度大于溶解度，所以，超溶解度曲线在溶解度曲线上面。

饱和，不饱和，过饱和状态。

当溶液浓度处于不饱和状态，属于稳定区。当溶液浓度介于超溶解度曲线和溶解度曲线之间，属于介稳区。当溶液浓度大于超溶解度曲线浓度时，属于不稳区。

问题6．溶液结晶要经历哪两个阶段？

答6．晶核生成，晶体成长。

问题7．晶核的生成有哪几种方式？

答7．初级均相成核，初级非均相成核，二次成核。

问题8．什么是再结晶现象？

答8．小晶体溶解与大晶体成长同时发生的现象。

问题9．过饱和度对晶核生成速率与晶体成长速率各自有何影响？

答9．过饱和度ΔC大，有利于成核；过饱和度ΔC小，有利于晶体成长。

问题10．选择结晶设备时要考虑哪些因素？

答10．选择时要考虑溶解度曲线的斜率，能耗，物性，产品粒度，处理量等。

问题11．什么是吸附现象？吸附分离的基本原理是什么？

答11．流体中的吸附质借助于范德华力而富集于吸附剂固体表面的现象。

吸附剂对流体中各组分选择性的吸附。

问题12．有哪几种常用的吸附解吸循环操作？

答12．变温，变压，变浓度，置换。

问题13．有哪几种常用的吸附剂？各有什么特点？什么是分子筛？

答13．活性炭，硅胶，活性氧化铝，活性土，沸石分子筛，吸附树脂等。

活性炭亲有机物，硅胶极性、亲水，活性氧化铝极性、亲水，活性土极性，沸石分子筛极性可改变、筛选分子、选择性强，吸附树脂可引入不同的官能团。

分子筛是晶格结构一定，微孔大小均一，能起筛选分子作用的吸附剂。

问题14．工业吸附对吸附剂有哪些基本要求？

答14．内表面大，活性高，选择性高，有一定的机械强度、粒度，化学稳定性好。

问题15．有利的吸附等温线有什么特点？

答15．随着流体相浓度的增加，吸附等温线斜率降低。

问题16．如何用实验确定朗格缪尔模型参数？

答16．先将朗格缪尔模型线性化m L m x p k x x 111

1

+⨯=，然后实测p 、x ，确定参数x m 、k L 。

问题17．吸附床中的传质扩散可分为哪几种方式？

答17．分子扩散，努森扩散，表面扩散，固体(晶体)扩散。

问题18．吸附过程有哪几个传质步骤？

答18．外扩散，内扩散，吸附。

问题19．何谓负荷曲线、透过曲线？什么是透过点、饱和点？

答19．固定床吸附器中，固体相浓度随距离的变化曲线称为负荷曲线。出口浓度随时间的变化称为透过曲线。

透过曲线中，出口浓度达到5%进口浓度时，对应的点称为透过点；出口浓度达到95%进口浓度时，对应的点称为饱和点。

问题20．固定床吸附塔中吸附剂利用率与哪些因素有关？

答20．传质速率，流体流速，相平衡。

问题21．常用的吸附分离设备有哪几种类型？

答21．固定床，搅拌釜，流化床。

问题22．什么是膜分离？有哪几种常用的膜分离过程？

答22．利用固体膜对流体混合物各组分的选择性渗透，实现分离。

反渗透，超滤，电渗析，气体渗透分离。

问题23．膜分离有哪些特点？分离过程对膜有哪些基本要求？

答23．不发生相变化，能耗低，常温操作，适用范围广，装置简单。

截留率，透过速率，截留分子量。

问题24．常用的膜分离器有哪些类型？

答24．平板式，管式，螺旋卷式，中空纤维式。

问题25．反渗透的基本原理是什么？

答25．施加的压差大于溶液的渗透压差。

问题26．什么是浓差极化？

答26．溶质在膜表面被截留，形成高浓度区的现象。

问题27．超滤的分离机理是什么？

答27．膜孔的筛分作用，或各组分通过的速率不同。

问题28．电渗析的分离机理是什么？阴膜、阳膜各有什么特点？

答28．离子交换膜使电解质离子选择性透过。

阴膜带正电，只让阴离子通过；阳膜带负电，只让阳离子通过；

问题29．气体混合物膜分离的机理是什么？

答29．努森流的分离作用；均质膜的溶解、扩散、解吸。