第一节 气固分离
气固分离的方法
气固分离的方法气固分离是指将气体和固体颗粒进行有效分离的工艺方法，广泛应用于化工、环保、粉体处理等领域。
气固分离的方法有很多种，包括重力沉降、离心分离、过滤、电除尘等。
下面将逐一介绍这些方法的原理和应用。
首先，重力沉降是一种利用颗粒在气流中受到的重力作用而沉降下来的分离方法。
在重力沉降器中，气体与颗粒混合物进入设备后，颗粒受到重力作用逐渐沉降到设备底部，而清洁的气体则从设备顶部排出。
这种方法适用于颗粒粒径较大、密度较大的固体颗粒，但对于细小颗粒的分离效果较差。
其次，离心分离是一种利用离心力将气体和颗粒进行分离的方法。
在离心分离器中，气固混合物进入设备后，由于高速旋转的离心力作用，颗粒被甩到设备壁面上，而清洁的气体则从设备中心部分排出。
这种方法适用于颗粒粒径较小、密度较小的固体颗粒，对于细小颗粒的分离效果较好。
另外，过滤是一种利用滤料对气固混合物进行过滤分离的方法。
在过滤器中，气固混合物通过滤料层时，固体颗粒被滤料截留下来，而清洁的气体则通过滤料层排出。
这种方法适用于颗粒粒径较小、形状不规则的固体颗粒，对于细小颗粒的分离效果较好。
最后，电除尘是一种利用电场力将气体中的固体颗粒进行分离的方法。
在电除尘器中，气固混合物通过电场区域时，固体颗粒受到电场力作用而被收集到电极上，而清洁的气体则从电场区域排出。
这种方法适用于细小颗粒的分离，对颗粒粒径较小、密度较小的固体颗粒分离效果较好。
综上所述，气固分离的方法有重力沉降、离心分离、过滤、电除尘等多种，每种方法都有其适用的颗粒特性和分离效果。
在实际应用中，需要根据具体的气固混合物特性和分离要求选择合适的分离方法，以实现高效、经济的气固分离过程。
色谱分析法
29
9.分配系数K与分配比k的关系
ms cs Vs Vm K k k cm m m Vs Vm
其中β称为相比率。 相比率是反映色谱柱柱型特点的又一个参数。例如，对 填充柱，其β值一般为6~35，对毛细管柱，其β值一般 为60~600。
11:19
30
10. 分配比与保留时间的关系
11:19
37
• 但由于死时间tM包含在tR中，而tM并不参加柱 内的分配，所以理论塔板数、理论塔板高并不 能真实地反映色谱柱的好坏。为此： • 常用有效塔板数或有效塔板高度作衡量柱效能 的指标。计算式如下：
' ' tR t 2 R 2 n有 效 5.54( ) 16( ) Y1 Y 2
H有效
第六章
色谱分析法
11:19
1
第一节 概述
一、色谱法简介 u 色谱法是由1906年俄国植物学家茨维特最早创立的。
11:19
2
石油醚
植物叶石 油醚溶液
CaCO3
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3
色谱法中: 起分离作用的分离柱称为色谱柱。 固定在柱内的填充物称固定相。 携带试样混合物流过此固定相的流体（气体或 液体），称为流动相。
L n H
n称为理论塔板数。
11:19
35
(2)
以气相色谱为例，载气进入色谱柱不是连续
进行的，而是脉动式，每次进气为一个塔板体积。
(3) 所有组分开始时存在于第0号塔板上，而且试
样沿轴（纵）向扩散可忽略。
(4) 分配系数在所有塔板上是常数，与组分在某
一塔板上的量无关。
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36
塔板理论指出：
i．保留时间tR：指被测组分从进样开始到出现色 谱峰最高点时所需的时间，如图15－6中的O΄B 所示。
污水处理过程中的气固液三相分离技术
污水处理过程中的气固液三相分离技术污水处理是环境保护的重要环节，而在污水处理过程中，气固液三相分离技术扮演着重要的角色。
本文将介绍污水处理过程中的气固液三相分离技术及其应用。
一、气固液三相分离技术的概述气固液三相分离技术是指在污水处理过程中，将气体、固体和液体三相进行有效分离的技术。
该技术可以广泛应用于各类污水处理系统中，包括家庭污水处理、工业废水处理以及城市污水处理厂等。
二、气固液三相分离技术的原理气固液三相分离技术的原理是利用物质的特性差异实现相分离。
通常采用的方法有沉降、过滤和旋流分离等。
具体而言，气体通过重力或压力差的作用，以及固体和液体颗粒之间的作用力差异，使得三相在特定的设备中分离开来。
三、气固液三相分离技术在污水处理中的应用1. 液固分离在污水处理过程中，常常需要将悬浮的固体颗粒从污水中分离出来。
气固液三相分离技术可以通过过滤、离心等方法实现液固分离，有效去除污水中的固体颗粒，净化污水。
2. 气固分离在某些污水处理过程中，会产生大量气体，如污泥脱水等。
通过气固液三相分离技术，可以将污水中的气体与固体分离开来，以便进一步处理。
3. 液气分离在污水处理过程中，也会产生一些液体有机物，如油脂等。
利用气固液三相分离技术，可以将油脂等液体有机物从污水中分离出来，以提高污水的处理效果。
四、气固液三相分离技术的优势1. 提高处理效率气固液三相分离技术能够有效分离气体、固体和液体三相，减少污水处理过程中的杂质，提高处理效率。
2. 减少能耗通过气固液三相分离技术，可以减少能耗，提高能源利用率。
例如，在污泥脱水过程中，通过分离出的气体可以用于其他用途，减少能源浪费。
3. 提高环保水平气固液三相分离技术可以减少污水处理过程中的气体和固体排放，降低对环境的负荷，提高环保水平。
五、结语气固液三相分离技术在污水处理中发挥着重要作用，通过该技术，可以有效分离气体、固体和液体三相，提高处理效率，减少能耗，提高环保水平。
气固分离装置(1)
气固分离装置气力输送是气固两相流体，输送到尾端时固体散料落进接收设备而气体则排空或者回收再利用，这就需要气固分离设备将固体散料与气体分离开来。
1，正压输送系统所用气固分离装置：是指低中压稀相正压输送和高压密相正压输送，气固分离装置包括布袋除尘器、旋风分离器、沉降式大型料仓（惯性除尘器）、湿法洗涤除尘设备，以上这些设备都是除尘系统的专用设备，气力输送系统中所使用的气固分离设备则借用了这些除尘系统的专用设备，也就是说气力输送中所使用的气固分离设备就是使用了没有经过任何改动的布袋除尘器、旋风分离器、惯性除尘器和湿法洗涤除尘设备。
1.1气固分离装置工作原理：A，布袋除尘器：以针刺毡布袋过滤粉尘，通常采用脉冲反吹进行清灰，详见附录，布袋属于深层过滤，也就是类似“棉被”，粉尘进入“棉被”内部达到一定数量后，“棉被”就会形成依靠粉尘过滤的过滤层将粉尘阻挡在布袋的外面，气体则穿过布袋而排空，以此达到气固分离之目的。
布袋除尘器的处理风量能力正比于其布袋总过滤面积，一般每平方米过滤面积所对应的能够处理输送风量为15~60 Nm3/h，如果粉尘浓度高应该适当加大过滤面积。
如果超细粉尘含量多则应该选择覆膜布袋或加厚布袋。
B, 旋风分离器：含物料的气固两相流体切向进入旋风分离器的圆形筒体，由于离心力的作用密度大的物料流会沿着圆形筒体的内壁旋转并一边旋转一边逐渐下落并由筒体的底部排出，而密度小的气体则被挤压到中部，气体一边旋转一边逐渐上升并由上口排空，以此达到气固分离之目的。
风量不变时增大旋风分离器的直径则离心力减小旋风分离效果变差。
旋风分离器的直径减小则处理量变小且大量物料短路从排空口排出跑灰。
因此使用旋风分离器时其尺寸必须适合所需处理的风量。
具体尺寸应该参考“除尘设备”书籍有关旋风分离器章节选取。
旋风分离器的进口风速一般在10-15米每秒，风速太高则出现混乱的扰流失去依靠离心力进行气固分离的作用，风速太低则离心力减小旋风分离效果变差。
气固分离的方法
气固分离的方法气固分离是指在工业生产和环境保护中，将气体和固体颗粒物进行有效分离的一种技术方法。
气固分离的方法有很多种，常见的包括重力沉降、离心分离、过滤和电除尘等。
下面将逐一介绍这些方法的原理和应用。
重力沉降是利用颗粒物在气流中的惯性和重力作用而发生的分离过程。
当气流中的颗粒物受到阻力时，会逐渐减速并沉降下来。
这种方法适用于颗粒物粒径较大、密度较大的情况，例如在矿山和建筑工地的粉尘处理中常常采用重力沉降来进行气固分离。
离心分离是利用离心力将气体中的颗粒物分离出来的一种方法。
通过高速旋转的离心机，气体中的颗粒物会受到离心力的作用而被甩出，从而实现气固分离。
这种方法适用于颗粒物粒径较小、密度较小的情况，例如在化工生产中常常采用离心分离来进行气固分离。
过滤是利用过滤介质将气体中的颗粒物截留下来的一种方法。
通过设置过滤介质，气体中的颗粒物会被截留在介质表面，从而实现气固分离。
过滤方法适用于颗粒物粒径较小、浓度较低的情况，例如在空气净化和粉尘处理中常常采用过滤来进行气固分离。
电除尘是利用电场力将气体中的颗粒物分离出来的一种方法。
通过设置电极和高压电场，气体中的颗粒物会受到电场力的作用而被收集下来，从而实现气固分离。
电除尘方法适用于颗粒物粒径较小、浓度较高的情况，例如在烟气净化和粉尘处理中常常采用电除尘来进行气固分离。
总的来说，气固分离的方法有很多种，每种方法都有其适用的颗粒物特性和应用场景。
在实际工程中，需要根据具体情况选择合适的气固分离方法，以实现高效、经济、环保的气固分离效果。
同时，随着技术的不断发展，气固分离的方法也在不断创新和完善，为工业生产和环境保护提供了更多选择和可能性。
气相色谱分析法N
选用何种载气(N2、H2) ？
第三节 色谱法基本理论
一、塔板理论 K、k，理论塔(有效)板数
二、速率理论 H A B / u Cu 1. 涡流扩散项A A 2dp 填料颗粒小，填充均匀 2. 分子扩散项B/u B 2Dg 填料填充均匀，载气分子量小
0.01k (1 k)2
d
2 p
Dg
2 3
k (1 k)2
d
2 f
Dl
]u
a. 减小固定相颗粒直径； c. 减小固定相液膜厚度；
b. 色谱柱填充均匀； d. 采用合适旳载气及载气流速。
第四节 色谱分离操作条件旳选择
一、基本色谱分离方程 R与色谱条件间旳关系式
R
tr2 tr1
2(tr2 tr1 )
0
cmax
W1/2 h/2
t1 tr t2 时间 t
第三节 色谱法基本理论
一、塔板理论 用热力学措施分析色谱分离过程
1. 塔板理论旳分析过程 分配系数、分配比(容量因子)
2. 塔板理论旳主要结论
阐明色谱流出过程 评估柱效
tr=t0(1+k)
W1/ 2 2
2 ln n
2
tr
理论塔板数和理论塔板高度
2. 塔板理论旳主要结论
阐明色谱流出过程 评估柱效
tr=t0(1+k)
W1/ 2 2
2 ln n
2
tr
n
2
2 ln 2 W1/ 2
tr
2
5.54
tr W1/
2
2
16 tr W
2
HL n
neff
5.54
tr' W1/
17 沉降分离设备
①在分离器内气流形成两个主旋涡，即气体切线进入分离器后以螺旋形旋转向下 的外旋涡和由锥底螺旋形上升至排气管的内旋涡．两旋涡的旋转方向相同。此外， 表面粗糙的器壁及圆柱形顶部靠近排气管处也会产生一些局部的旋涡。
②内、外主旋涡中的气流速度均可以分解为切向线速uθ、径向速度ur和轴向速度 uz三个分量，它们在内、外旋涡中的方向和规律大致如下
（一）气-固分离设备
1 旋风分离器
2012-8-2
沉降分离设备
10/24
2012-8-2
沉降分离设备
11/24
（1）旋风分离器的分割直径与分离效率 临界直径 dc与分割直径 dpc ①入口气体严格按螺旋线作等速运动，其切向速度uθ等于入口气速ui；
②颗粒必须穿过厚度为B的气层才能达到壁面被分离；
滤的方法。或者放弃过滤，采用离心沉降的方法，如碟式分离机。对于更小的颗 粒，需要采用管式高速离心机。但是，这些方法的处理量都不能很大。反之，较 大的颗粒，例如大于50um，可以采用最简单的重力沉降方法．稍小些，可以采 用旋流分离器。
2012-8-2 沉降分离设备 23/24
2 气固分离 最常规的方法是旋风分离。旋风分离器的分离能力很大程度上决定于 其设计。一般能分离5～10um的颗粒，设计良好的旋风分离器可以 分离2um的颗粒。 更小的颗粒就属于较难分离的颗粒。需要采用袋滤器。袋滤器能捕集0.1～1um 的颗粒，但袋滤器的滤速不能大，在0.06～0.1m/s以下。因此，如果处理气量 很大，设备将很庞大。 更细的颗粒，需要采用电除尘器。它除尘效果好，但造价高。 如果生产上允许进行湿法除尘，那么，气固分离问题就变得容易得多。因为气固 分离的困难在于已分离出来的固体颗粒会被气流重新卷起，颗粒愈细，这个问题 愈严重。允许采用湿法，就从根本上消除了这个问题。 由上可见，颗粒直径是关键因素，1～2um是难易的分界线。如果细颗粒是产品 本身的特性，那只能面对。如果不是，应当设法控制这些颗粒的生成条件，避免 形成细颗粒。例如，结晶过程中晶粒的大小与结晶条件密切相关。 作业：3-4，3-5，3-6
气固相催化反应的七个步骤
气固相催化反应的七个步骤一、反应物准备在进行气固相催化反应之前，首先需要准备好反应物。
反应物可以是气体和固体之间的反应，也可以是气体与固体催化剂之间的反应。
无论是哪种情况，反应物的准备都是必不可少的。
通常情况下，反应物会经过一系列的处理步骤，以确保其纯度和活性。
二、反应器选择选择合适的反应器对于气固相催化反应来说非常重要。
反应器的选择应该考虑到反应物的性质、反应条件、反应速率等因素。
常见的反应器包括管式反应器、固定床反应器、流化床反应器等。
不同的反应器有不同的优缺点，需要根据具体情况进行选择。
三、催化剂的选择催化剂是气固相催化反应中起关键作用的物质。
催化剂可以提高反应的速率和选择性，降低反应的温度和能量消耗。
选择合适的催化剂对于反应的成功进行非常重要。
催化剂的选择应考虑到反应物的性质、反应条件、催化剂的活性和稳定性等因素。
四、反应条件控制反应条件的控制对于气固相催化反应来说至关重要。
反应条件包括温度、压力、气体流速等。
不同的反应对于反应条件有不同的要求。
在确定反应条件时，需要考虑到催化剂的活性、反应物的稳定性和选择性等因素。
五、反应过程监控在进行气固相催化反应时，需要对反应过程进行监控。
监控反应过程可以了解反应的进行情况，及时调整反应条件，以达到预期的反应效果。
常用的监测手段包括温度、压力、气体流速等参数的监测，以及反应物和产物的分析等。
六、反应产物分离在气固相催化反应完成后，需要进行反应产物的分离。
反应产物的分离可以通过不同的物理和化学方法实现，如蒸馏、吸附、结晶等。
分离产物的纯度和收率对于反应的成功与否有着重要的影响。
七、反应废物处理气固相催化反应过程中会产生一些废物，这些废物可能对环境和人体健康造成潜在的危害。
因此，在进行气固相催化反应时，需要合理处理反应废物，以减少对环境的污染。
常见的处理方法包括回收利用和安全处置等。
通过以上七个步骤，可以完成气固相催化反应的整个过程。
每个步骤都有其重要性和特殊性，需要仔细考虑和操作。
第三章 气相色谱法
分离室：准确控制分离需要的温度。当试样复杂时， 分离室温度需要按一定程序控制温度变化，各组分 在最佳温度下分离。
5）检测系统
色谱仪的眼睛，通常由检测器、放大器、记录仪三部 分组成；
被色谱柱分离后的组分依次进入检测器，按其浓度 或质量随时间的变化，转化成相应电信号，经放大 后记录和显示，给出色谱图； 检测器：广谱型—对所有物质均有响应； 专属型—对特定物质有高灵敏响应；
毛细管柱结构流程
具有分流和尾吹装置
二、气相色谱的特点
① ② ③ ④ ⑤
分离效率高 灵敏度高 选择性好 分析速度快 应用范围广
第二节 气相色谱固定相
1. 固体固定相 2. 液体固定相 3. 合成固定相
一、固体固定相
一般采用固体吸附剂，主要用于分离和分 析永久性气体及气态烃类物质。 1. 强极性的硅胶 2. 弱极性的氧化铝 3. 非极性的活性炭 4. 特殊吸附作用的分子筛：碱及碱土金属的 硅铝酸盐（沸石），多孔性。
当试样由载气携带进入色谱 柱与固定相接触时，被固定 相溶解或吸附。 随着载气的不断通入，被溶 解或吸附的组分又从固定相 中挥发或脱附， 挥发或脱附下的组分随着载 气向前移动时又再次被固定 相溶解或吸附。 随着载气的流动，溶解、挥 发，或吸附、脱附的过程反 复地进行。
2、气相色谱流程
1-载气钢瓶；2-减压阀； 3-净化干燥管；4-针形 阀；5-流量计;6-压力表； 4-针形阀；5-流量计;6压力表；9-热导检测器； 10-放大器；11-温度控制 器；12-记录仪；
固定液一般为高沸点有机物，均匀涂在担体 表面，呈液膜状态。
1）对固定液的要求 选择性好：填充柱：r2,1>1.15，毛细管柱r2,1>1.08 热稳定性好 化学稳定性好 对试样各组分有适当的溶解能力 黏度低、凝固点低
气相色谱流程图的名称及作用
用气体作为流动相的色谱法称为气相色谱法。
根据固定相的状态不同，又可将其分为气固色谱和气液色谱。
气固色谱是用多孔性固体为固定相，分离的主要对象是一些永久性的气体和低沸点的化合物。
但由于气固色谱可供选择的固定相种类甚少，分离的对象不多，且色谱峰容易产生拖尾，因此实际应用较少。
气相色谱多用高沸点的有机化合物涂渍在惰性载体上作为固定相，一般只要在450℃以下有1.5KPa-10KPa的蒸汽压且热稳定性好的有机及无机化合物都可用气液色谱分离。
由于在气液色谱中可供选择的固定液种类很多，容易得到好的选择性，所以气液色谱有广泛的实用价值。
第一节气相色谱仪(一）气相色谱流程气相色谱法用于分离分析样品的基本过程如下图：气相色谱过程示意图由高压钢瓶1供给的流动相载气。
经减压阀2、净化器3、流量调节器4和转子流速计5后，以稳定的压力恒定的流速连续流过气化室6、色谱柱7、检测器8，最后放空。
气化室与进样口相接，它的作用是把从进样口注入的液体试样瞬间气化为蒸汽，以便随载气带入色谱柱中进行分离，分离后的样品随载气依次带入检测器，检测器将组分的浓度（或质量）变化转化为电信号，电信号经放大后，由记录仪记录下来，即得色谱图。
（二）气相色谱仪的结构气相色谱仪由五大系统组成：气路系统、进样系统、分离系统、控温系统以及检测和记录系统。
1.气路系统气相色谱仪具有一个让载气连续运行、管路密闭的气路系统。
通过该系统，可以获得纯净的、流速稳定的载气。
它的气密性、载气流速的稳定性以及测量流量的准确性，对色谱结果均有很大的影响，因此必须注意控制。
常用的载气有氮气和氢气，也有用氦气、氩气和空气。
载气的净化，需经过装有活性炭或分子筛的净化器，以除去载气中的水、氧等不利的杂质。
流速的调节和稳定是通过减压阀、稳压阀和针形阀串联使用后达到。
一般载气的变化程度。
2.进样系统进样系统包括进样器和气化室两部分。
进样系统的作用是将液体或固体试样，在进入色谱柱之前瞬间气化，然后快速定量地转入到色谱柱中。
气固相催化反应的步骤
气固相催化反应的步骤
1. 催化剂预处理：将催化剂进行预处理，以去除表面的杂质和活性物种，并提高催化剂的活性和选择性。
常用的预处理方法包括煅烧、还原和氧化等。
2. 催化剂加载：将经过预处理的催化剂加载到固体底物上，形成催化剂-底物体系。
加载方法可以采用浸渍、沉积或物理吸附等。
3. 底物进料：将气体底物通过气体供给系统导入反应器。
底物可以是单一气体或混合气体，取决于具体反应的要求。
4. 反应发生：底物分子在催化剂表面发生吸附和解析反应。
此过程中，催化剂促进了底物分子之间的化学反应，并降低了反应的活化能，从而提高了反应速率和选择性。
5. 产物分离：反应产物经过催化剂表面的解析，从催化剂表面脱附，并通过分离系统进行分离和收集。
常用的分离方法包括凝固、吸附和脱附等。
6. 催化剂再生：催化剂在反应过程中可能会受到中毒或失活，需要进行再生以恢复催化剂活性。
催化剂再生方法根据具体反应的特点而不同，常用的再生方法包括煅烧、洗涤和修复等。
以上是气固相催化反应的一般步骤，具体情况会因反应种类不同而有所差异。
旋风分离器工作原理
旋风分离器工作原理旋风分离器是一种常用的气固分离设备，主要用于将气体中的固体颗粒分离出来。
它通过利用气体流动的力学原理，将固体颗粒从气体中分离出来，从而实现气固分离的目的。
下面将详细介绍旋风分离器的工作原理。
1. 气体进入旋风分离器气体进入旋风分离器的入口处，通常是通过管道或者风机将气体带入。
进入旋风分离器的气体流速较高，形成强烈的旋转气流。
这种旋转气流是旋风分离器工作的基础。
2. 旋转气流的形成当气体进入旋风分离器后，由于管道的设计温和体流速的控制，气体开始在旋风分离器内部形成旋转气流。
旋转气流的形成是通过旋风分离器内部的特殊结构来实现的。
通常，旋风分离器内部设有一个圆锥形的筒体，气体从筒体的上部进入，然后在筒体内部形成旋转气流。
3. 气固分离在旋转气流的作用下，固体颗粒被分离出来。
由于固体颗粒的质量较大，它们在旋转气流中受到离心力的作用，被迫向旋风分离器的外壁挪移。
而气体则在旋转气流中保持在中心位置，形成一个空心的气体柱。
这样，固体颗粒被分离到旋风分离器的外部，而纯净的气体则通过旋风分离器的出口处排出。
4. 固体颗粒的采集分离出的固体颗粒会沿着旋风分离器的外壁下滑，并最终落入分离器的底部。
在底部设有一个采集装置，用于采集固体颗粒。
采集装置通常是一个容器，可以定期清理和处理固体颗粒。
5. 旋风分离器的优势旋风分离器具有以下几个优势：5.1 高效分离：旋风分离器通过旋转气流的作用，能够高效地将气体中的固体颗粒分离出来，达到较高的分离效率。
5.2 结构简单：旋风分离器的结构相对简单，主要由一个圆锥形的筒体和入口、出口等组成，易于安装和维护。
5.3 适合范围广：旋风分离器适合于各种颗粒大小和密度的固体颗粒的分离，具有较强的适应性。
5.4 无需能源消耗：旋风分离器的工作不需要额外的能源消耗，仅依靠气体流动的动能即可实现分离。
5.5 可与其他设备配合使用：旋风分离器可以与其他设备配合使用，例如除尘器、气体净化设备等，实现更高效的气固分离。
气固、液固传质分离过程
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污水处理
01
02
03
去除有害物质
污水处理过程中，传质分 离技术可以用于去除废水 中的有害物质，如重金属 离子、油类物质等。
回收有价值资源
通过传质分离过程，可以 回收废水中的有价值资源， 如氮、磷等营养元素，实 现资源的循环利用。
提高水质
对于需要处理后直接排放 或回用的废水，传质分离 技术可以降低废水中的污 染物浓度，提高水质。
气固、液固传质分离过程
• 气固传质分离过程 • 液固传质分离过程 • 传质分离过程的应用 • 传质分离过程的挑战与解决方案 • 传质分离过程的发展趋势
01
气固传质分离过程
吸附分离
总结词
利用固体吸附剂对气体中不同组分的吸附性能差异实现分离 。
详细描述
吸附分离是利用固体吸附剂对气体中不同组分的吸附性能差 异实现分离的过程。在吸附过程中，吸附剂对不同组分的吸 附能力不同，从而实现选择性吸附。常用的吸附剂包括活性 炭、分子筛、硅胶等。
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。
02
液固传质分离过程
沉降分离
总结词
利用颗粒在液体中的重力作用进行分离。
详细描述
沉降分离是利用颗粒在液体中的重力作用进行分离的方法。颗粒在液体中受到重力作用而逐渐下沉， 最终实现固液分离。根据颗粒的密度和粒径差异，可以采用不同的沉降方式，如自然沉降和离心沉降 。
过滤分离
总结词
通过多孔介质拦截颗粒实现分离。
详细描述
过滤分离是利用多孔介质拦截颗粒实现分离的方法。多孔介质可以是滤布、滤纸、砂滤器等。当含有颗粒的液体 通过多孔介质时，颗粒被拦截下来，从而实现固液分离。过滤分离广泛应用于工业废水处理、饮用水处理等领域。
旋风分离器工作原理
旋风分离器工作原理旋风分离器是一种常用的气固分离设备，广泛应用于化工、环保、食品、冶金等行业。
它通过利用气体流动的力学原理，将气体中的固体颗粒分离出来，从而实现对气体和固体的分离。
旋风分离器的工作原理如下：1. 气体进入旋风分离器：气体通过进气口进入旋风分离器，进入后会形成一个旋转的气流。
进气口的位置和形状会影响气流的旋转速度和方向。
2. 气固分离：在旋风分离器内部，气流会形成一个旋转的涡流，这个涡流会产生一个离心力。
由于固体颗粒的质量较大，受到离心力的作用，会向外部壁面移动，最终沉积在壁面上形成一个固体颗粒层。
而气体则在涡流的中心部分继续向上流动。
3. 固体颗粒收集：固体颗粒在壁面上形成的固体颗粒层会不断增厚，当达到一定的厚度时，可以通过旋风分离器上的排料口进行排出。
排料口的位置和形状会影响固体颗粒的排出效果。
4. 清洁气体排出：经过固体颗粒的分离，清洁的气体会从旋风分离器的顶部中心部分排出。
气体的流速和压力会影响气体的排出效果。
旋风分离器的工作原理可以通过以下几个关键参数来控制和调整：1. 进气速度：进气速度会影响气体流动的速度和旋转的强度，从而影响分离效果。
一般来说，进气速度越大，分离效果越好，但也会增加能耗。
2. 旋风分离器的尺寸和结构：旋风分离器的尺寸和结构会影响气流旋转的速度和方向，进而影响分离效果。
合理的尺寸和结构设计可以提高分离效率。
3. 固体颗粒的粒径和密度：固体颗粒的粒径和密度会影响固体颗粒在旋风分离器中的运动轨迹和分离效果。
一般来说，粒径较大、密度较大的固体颗粒分离效果较好。
4. 排料口的位置和形状：排料口的位置和形状会影响固体颗粒的排出效果。
合理的位置和形状设计可以提高排料效率。
旋风分离器的优点包括结构简单、操作方便、分离效果好、能耗低等。
但也存在一些局限性，比如对固体颗粒的分离效果受到颗粒粒径和密度的限制，对气体流量和压力的适应范围有一定限制。
总之，旋风分离器是一种通过气流力学原理实现气固分离的设备，其工作原理简单明了。
气相色谱法
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4．其他条件的选择
• 气化室温度——一般稍高于样品沸点，不要 超过500C以上；高于柱温30~500C
• 检测室温度——应高于柱温 • 进样量——检测器灵敏度足够→进样量尽量
小，否则造成拖尾峰，最大允许进样量为使 理论塔板数降低10%的进样量
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第五节 毛细管气相色谱法
✓ 选用分子量较大、线速度较小的载气——N2气， ✓ 控制较低的柱温
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1．载气流速和种类
选择流速和载气应同时考虑对柱效和分析时间的影响
在低流速时(0~u最佳)，B/u项起主导作用
u
u
最佳
选N
气
2
B
u
在高流速时(u>u最佳)，Cu项起主导作用
u
u最佳
选H
气
2
C
u
分离是主要矛盾 u u最佳 分析时间是主要矛盾 u u最佳
《分析化学》系列课件
气相色谱法 (gas chromatography)
泰山医学院化工学院 分析化学教研室
第十九章 气相色谱法 (6学时)
第一节 气相色谱法的分类和一般流程
一、气相色谱法的分类和特点
1. 按固定相分 2. 按分离原理分 3. 按柱子粗细分
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气-固色谱 气-液色谱 吸附色谱 分配色谱 填充柱色谱 毛细管柱色谱
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第六节 定性与定量分析
• 一、定性分析方法 • 二、定量分析方法
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一、定性分析方法
1．利用保留值定性 ⑴已知对照物定性：定性专属性差 ⑵相对保留值定性 ⑶利用保留指数定性：唯一可靠、准确、重复
气固分离的方法
气固分离的方法
气固分离是指将气体和固体物质进行有效分离的工艺过程，广泛应用于化工、
环保、矿业等领域。
在气固分离过程中，常用的方法包括重力沉降、离心分离、过滤等，下面将分别介绍这些方法的原理和应用。
首先，重力沉降是一种利用颗粒物质在重力作用下沉降的方法。
当气体中含有
固体颗粒时，可以通过设置沉降池或沉降器，让颗粒物质在重力作用下沉降到底部，从而实现气固分离。
这种方法简单易行，适用于颗粒物质较大、密度较大的情况，但对颗粒物质的分离效率较低。
其次，离心分离是一种利用离心力将气体和固体颗粒分离的方法。
通过旋转设备，使气体和固体颗粒在离心力的作用下产生分离，固体颗粒沉积在离心机的壁面或底部，而纯净的气体则从离心机的顶部排出。
离心分离方法适用于颗粒物质较小、密度较小的情况，分离效率高，但设备成本较高。
最后，过滤是一种利用过滤介质将气体中的固体颗粒截留下来的方法。
常用的
过滤介质包括滤纸、滤布、滤网等，通过设置过滤设备，将气体通过过滤介质，固体颗粒被截留在过滤介质上，从而实现气固分离。
过滤方法适用于颗粒物质较小、分离要求较高的情况，但需要定期更换过滤介质，并且会产生固体废物。
综上所述，气固分离的方法包括重力沉降、离心分离、过滤等，每种方法都有
其适用的场景和特点。
在实际应用中，需要根据气体中固体颗粒的性质、浓度和分离要求选择合适的分离方法，以达到经济、高效、环保的分离效果。
7 固液固气分离技术
选 昆 矿 鼎 设 重 备 型 砂 机器 石 厂 生 产 线
第一节 浓缩的基本原理
・ &% %・ 0871-8103666 8103888
昆明市昆鼎重型机器厂
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第七篇
选矿产品浓缩过程， 根据矿浆中固体颗粒所受的主要作用力的性质， 分为以下几种： （!） 重力沉降浓缩。料浆受重力场作用而沉降；
（"） 离心沉降浓缩。料浆受离心力场作用而沉降； 水分。
（#） 磁力浓缩。由磁性物料组成的料浆， 在磁场作用下聚集成团并脱出其中的部分
一、 重力沉降的基本原理及沉降速度计算
颗粒的单体 （自由） 沉降或集合 （干扰） 沉降不仅受其本身的特性， 例如颗粒形状、 密 度、 粒度组成以及成分等因素所支配， 还受到温度、 磁团聚、 胶体效应、 异重流、 横向脉动 流速、 水力挟带、 机械搅拌、 药剂含量等诸因素的影响。许多试验研究都证实了沉降浓缩 过程包含着复杂的物理与化学的综合作用。目前， 对于浓缩理论的研究仅限于重力沉降 作用的范围， 即以液体中悬浮的固体颗粒的沉降作用为基础。 ! $ 重力沉降原理和沉降速度计算 最初， 人们研究了在不同浓度的悬浮液中球形颗粒自由沉降的行为。颗粒在浆体中 下沉所受到的作用力主要有三种， 即重力、 浮力和阻力。对于一定的颗粒与一定的浆体，
固液、 固气分离技术
般情况下， 总会有细粒固体物料残留在液体中， 同时也会有一部分液体留在固体中。湿 精矿中水分存在的形式可分为结晶水、 蓄积水、 表膜水、 毛细水及重力水。结晶水在矿物 晶格内， 只在焙烧时方可除去； 蓄积水是在矿物表面借吸附力而积存的水分， 通常水量不 大； 表膜水因矿粒与水之间的分子引力作用而存在， 并以蓄积水形式呈较厚的水膜包围 着矿粒； 毛细水是由毛细管吸力作用而存在， 矿粒大小影响水分呈局部或全部充满其孔 隙， 并因毛细管引力作用而发生移动； 重力水充满所有矿粒间隙， 并在重力作用下使矿粒 发生移动。因此， 脱水方法的选择与脱水物料的粒度关系密切。粗、 中粒精矿的脱水常 采用自然脱水法或机械脱水法， 其设备简单， 脱水效率较高， 能将大部分重力水脱除。脱 水后精矿含水约为 ! " #$% ； 细粒精矿 （如浮选产品） 脱水， 一般采用浓缩和过滤两步作 业。通过浓缩可除去大部分重力水， 浓缩产物含水约为 &$ " ’$% ； 经过滤可除去剩余的 重力水及大部分毛细水， 滤饼含水一般为 ( " #!% 。在寒冷地区当精矿运输距离很远或 对精矿含水量有特殊要求时， 一般应进行干燥， 使其中的水分降低到百分之几或千分之 几， 以防冻结并节省运费。
气固分离的方法
气固分离的方法气固分离是指将气体和固体混合物中的固体颗粒物与气体分离开来的过程。
在工业生产和环境保护中，气固分离是非常重要的一环，因为气体中的固体颗粒物对设备和环境都会造成严重的污染和损害。
因此，研究和应用高效的气固分离方法对于保护环境、改善空气质量和提高工业生产效率都具有重要意义。
气固分离的方法主要包括物理方法和化学方法两大类。
物理方法是指利用物理原理进行气固分离，如重力分离、离心分离、过滤分离、电场分离等；而化学方法则是指利用化学反应进行气固分离，如吸附分离、化学沉淀分离等。
重力分离是最常见的气固分离方法之一，它利用颗粒物在气流中的惯性和重力作用来实现分离。
在重力分离器中，气体和颗粒物混合物通过导流装置进入分离器内，由于颗粒物的惯性作用，颗粒物会沉积到分离器的底部，而清洁的气体则从分离器的顶部排出。
重力分离器结构简单、操作方便，但对颗粒物的分离效果受重力和颗粒物大小的影响较大。
离心分离是利用离心力来实现气固分离的方法，它通过高速旋转的分离器将气固混合物中的颗粒物分离出来。
离心分离器可以根据颗粒物的密度和大小来调整旋转速度和分离时间，从而实现对颗粒物的高效分离。
离心分离器分离效率高、适用范围广，但设备成本和能耗较高。
过滤分离是利用过滤介质对气固混合物进行过滤，将颗粒物截留在过滤介质上，从而实现气固分离的方法。
过滤分离器可以根据颗粒物的大小和形状选择不同的过滤介质，从而实现对不同颗粒物的高效分离。
过滤分离器操作简单、分离效果稳定，但需要定期更换过滤介质，维护成本较高。
电场分离是利用电场力对带电颗粒物进行分离的方法，它通过在气体流动通道中设置电场装置，使带电颗粒物受到电场力的作用而被分离出来。
电场分离器对颗粒物的分离效果不受颗粒物的密度和大小影响，适用范围广，但设备成本和能耗较高。
吸附分离是利用吸附剂对气固混合物进行吸附，将颗粒物吸附在吸附剂表面从而实现气固分离的方法。
吸附分离器可以根据颗粒物的性质选择不同的吸附剂，从而实现对不同颗粒物的高效分离。
气固色谱法分离原理
气固色谱法分离原理
气固相色谱法（Gas-solid chromatography, GSC）是一种基于
分离物质在气相和固定相之间的分配系数差异来实现分离的方法。
它利用定量测定气相和固定相之间的相互作用，对混合物进行分离和定性分析。
在气固相色谱法中，固定相通常是一种高表面积的固体吸附剂，如活性炭或硅胶。
这些固定相的高表面积提供了大量的吸附位点，能够有效地与气相成分发生相互作用。
样品混合物被注入气相色谱柱的入口，然后由一个气体载气（mobile phase）将
样品组分推动通过色谱柱。
在色谱柱中，气相混合物与固相发生相互作用。
一般来说，吸附剂具有较强的亲附性能，根据不同组分的亲附性差异，样品组分会以不同的速率被吸附和脱附。
亲附性较强的组分会在固相上停留更长的时间，而亲附性较弱的组分会移动得更快。
为了检测样品组分的含量和分离程度，需要使用一个检测器来监测在特定时间点通过的组分。
最常用的检测器是火焰离子化检测器（Flame Ionization Detector, FID）。
FID通过气相中的
组分燃烧产生的离子来检测样品中的化合物。
其他常用的检测器包括热导率检测器（Thermal Conductivity Detector, TCD）
和电子捕获检测器（Electron Capture Detector, ECD）。
通过气固相色谱法，可以对样品中的有机化合物、挥发性物质和气体成分进行高效的分离和定性分析。
通过调节载气流速、
柱温和固相特性，可以实现对不同化合物的分离优化。
这种方法在食品、环境、药物分析等领域得到了广泛的应用。
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3-3.其他除尘器 1.袋滤器 • 袋滤器是利用滤布过滤气体 中粉尘的净化设备。右图为 脉冲袋滤器的结构示意图。 含尘气体由下部进气管进入， 分散通过滤袋时，粉尘被截 面留在袋的外侧，通过滤袋 净化的气体，从上部出口排 出。
• 滤袋外的粉尘，一部分借重力落至灰斗内， 剩在滤袋上的粉尘隔一段时间用压缩空气 吹一次，使粉尘落入灰斗，经排灰阀排出。 一般袋滤器有几十个滤袋，并分成3~4组， 在操作中其中一组处于吹落卸灰状态，其 余各组进行正常除尘。每组是处于除尘还 是卸尘，均由自控阀按规定顺序进行。
二、结构型式 • 旋风分离器是一种较为常见的通用设备， 己定型生产，可以从有关手册中查到其主 要结构尺寸及性能。 • 中国生产的旋风分离器型号有CLT、 CLT/A、CLT/A、CLP/B及扩散式等。 CLT是最原始的旋风分离器，目前己被沟 汰。上述代号中，C表示除尘器，L表示离 心式，A、B表示产品的类别。
1 3 FC m r d p p r 2 6
2
忽略颗粒的重力沉降，则可看到有离心力沿旋转 半径向外作用于颗粒。式中r为颗粒到旋转轴中心 的距离。由此式可知，为了增大Fc可以提高也可 以增大r。提高比增大r更有效。同时，从转筒的 机械强度考虑，r不宜太大。 2-3 离心分离因数 • 同一颗粒所受的离心力与重力之比， 为 r 2
二、分离原理
• 沉降(settling)：在某种力(重力、离心力) 作用下，利用连续相与分散相的密度差异， 使之发生相对运动而分离的操作。 • 重力沉降：由地球引力(重力)作用而发生 的沉降过程。
• 离心沉降：依靠离心力的作用而实现的 沉降过程。
（一）影响沉降速度的主要因素
• 影响沉降速度的主要因素为：颗粒与流体 相对运动时所受的阻力 • 颗粒在流体中作重力沉降或离心沉降时， 要受到流体的阻力作用,通常称为曳力 （drag force）或阻力。Fd
mg 图3－1 颗粒受力图
（二）、影响沉降速度的其它因素
• 颗粒形状 ：测定非球形粒的沉降速度，用沉降速度 公式计算出粒径。这样求出来的非球形颗粒的直径， 称为当量球径。即用球形颗粒直径来表示沉降速度 与其相同的非球形颗粒的直径。 • 壁面效应：当颗粒靠近器壁沉降时，由于器壁的影 响，其沉降速度较自由沉降速度小，这种影响称为 壁效应。(容器很大，100倍以上可忽略) • 干扰沉降：当非均相物系中的颗粒较多，颗粒之间 相互距离较近时，颗粒沉降会受到其它颗粒的影响， 这种沉降称为干扰沉降。干扰沉降速度比自由沉降 小。(颗粒浓度＜0.2%,可近似为自由沉降)
• 降尘室中气速不宜过大，以防止气流湍动 卷起己沉降的尘粒，一般气速应控制在 1.5~3m/s以下。 • 降尘室结构简单，气流阻力小，但体积庞 大，分离效率低
3-2 旋风分离器
一、构造与操作 • 含尘气体从圆筒上都的长方形切 线进口进入旋风分离器里。进口 的气速约为15～20m/s。含尘气 体在器内沿圆筒内壁旋转向下流 动。到了圆锥部分，由于旋转半 径缩小而切向速度增大，并继续 旋转向下流动。到了圆锥的底部 附近，转变为上升气流，最后由 上部出口管排出。在气体旋转流 动过程中，颗粒由于离心力作用 向外沉降到内壁后，沿内壁落入 灰斗。
图3－3 降尘室的计算
•
含尘气体进入降尘室后，因流道截面积 扩大而流速u降低。只要气体从降尘室进口 流到出口所需要的停留时间等于或大于尘 粒从降尘室的项部沉降到底部所需的沉降 时间，则尘粒就可以分离出来。 • 为提高降尘室的生产能力，可在降尘室内 设置水平隔板构成多层降尘室，每层高度 为25~100mm，颗粒沉降到各层隔板表面， 使出灰不太方便。
• 袋滤器可捕集非黏性、非纤维性的工业粉 尘，除尘效率高，允许风速大，但需要较 高压力的压缩空气。当气体中含有水汽或 处理吸水性粉尘时易堵塞，故使用范围受 到一定限制。
2.湿法除尘 湿法除尘主要依靠亲水的尘粒与水、 水滴或其他液体相互接触或碰撞，使尘 料黏附或凝聚，从而与气体分离。只有 含尘气体允许被增湿或冷却，且粉尘分 离出来是无价值的，同时又不污染环境 时，采用湿法除尘是有效的。下图为常 用的几种除尘型式。
3.静电除尘器 静电除尘是利用强电场中气体发生的电离 作用，使尘粒带电荷而被电极所吸引，尘粒便 从气体中被除去。 通常阴极为金属丝，其直径为1.5~2mm， 阳极为管状或平板状，电极之间的距离是 100~200mm。在管状电除尘中，单管处理量小， 往往排列成多管。
作业
• 1.什么是分散物质？什么是分散介质？ • 2.什么叫非均相物系？分离的目的是什么？ • 3.气固分离应用在哪些方面？有哪些分离方 法和设备？ • 4.说明旋风分离器的操作原理。
第二章 非均相物系的分离与设备
第一节 气固分离
一 概 述
非均相物系的分离 • 混合物：均相混合物(物系)：物系内部各处物料 性质均匀，无相界面。例：混合气体、 溶液。 • 非均相混合物(物系)：物系内部有隔开的相界面 存在，而在相界面两侧的物料性质截然不同的物 系。例：含尘气体、悬浮液、乳浊液、泡沫液。 许多化工生产过程中，要求分离非均相物系。 含尘和含雾的气体，属于气态非均相物系。悬浮 液、乳浊液及泡沫液等属于液态非均相物系。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
KC
g
称为离心分离因数是表示离心力大小的指标。
2-4离心沉降速度 • 颗粒在离心力场中沉降时，在径向沉降方向上所 受的作用力有 1 3 FC d P P r 2 • 离心力
6
• 浮力（向中心） • 阻力（向中心）
F向
6
d p r 2
3
2
dr 2 2 d u d p F阻 A 2 4 2
三、分离设备
• 3-1降尘室(重力沉降设备) • 利用重力沉降从含尘气体中分离出尘粒的设备。 预分离器，粒径大于50μm。 • 重力沉降分离器，依流体流动方式可分为水平流 动型与上升流动型。本节介绍最典型的水平流动 型降尘室的操作原理。降尘室的示意图，如图3 －2所示。
L u W ut H
图3－2 降尘室
若这三个力达到平衡，则有
6
d p r p
3 2
4
dp
2
u
2
2
0
此时，颗粒在径向上相对于流体的速度，就是它在 这个位置上的离心沉降速度
ur
4d p p 3
r
2
颗粒的离心沉降速度与重力沉降速度具有相 似的关系式，只是重力加速度换为离心加 速度而已。但在一定的条件下，重力沉降 速度是一定的，而离心沉降速度随着颗粒 在半径方向上的位置不同而变化。 在沉降分离中，沉降速度较小的颗粒才考虑 用离心沉降。所以离心沉降设计计算的对 象为小颗粒。
• 旋风分离器是利用离心力作用净制气体的 设备，其结构简单，制造方便，分离效率 高，并可用于高温含尘气体的分离，所以 在生产中得到广泛应用。 • 通常旋风分离器宜分离5~200μm的粒子， 过小的粒子其分离效率较低，对于大于 200μm的粒子最好使用隆法室先予除去。 旋风分离器不适用于分离黏性大、含湿量 高、腐蚀性强的物质，否则影响分离效率， 甚至堵塞分离器。
2-2 离心沉降 离心沉降：依靠离心力的作用而实现的沉降过程。图3 －4 转筒内颗粒在流体中的运动 图3－4所示的以一定角 速度旋转的圆筒，筒内装 F阻 F离 有密度为ρ 、粘度为μ 的 F向 液体。液体中悬浮有密度 为ρ p、直径为dp、质量 为m的球形颗粒。假设筒 内液体与圆筒有相同的转 图3－4 转筒内颗粒在流体 数。当站在旋转轴上观测颗 中的运动 粒的运动，
1）.喷淋式除尘器 一般要求气速不超过1~2m/s，因气速较低，故 阻力小，可作为初步净化用。缺点是设备庞大， 效率低。 2）.鼓泡式除尘器 气体经筛板上的筛孔鼓泡上升，产生很多泡沫， 气液两相接触充分，扰动激烈，除尘效率高。 3）.填料式除尘器 一般气速为2~3m/s，不超过4m/s。填料的密度 和厚度越大，除尘效率越高，但阻力损失也相应 增加。还可以用φ（10~40）mm的聚氯乙烯空 心小球代替填料，形成湍球塔，提高除尘效率。
• 非均相物系
◆分散相(分散物质)：处于分散 状态的物质。气体中尘粒、悬浮液 中的颗粒、乳浊液中的液滴。 ◆连续相(分散介质)：包围着分 散相，处于连续状态的物质。含尘 气体中的气体、悬浮液中的液体。 均相混合物：吸收、蒸馏。 非均相混合物：分散相、连续相物理性质不同 (ρ 不同)→机械方法：沉降、过滤。 • 非均相物系分离的目的：（1）回收分散物质（2） 净制分散介质 (3)环境保护和综合利用
2-1.重力沉降 分析颗粒受力情况：
F mg F浮 Fd
2 u 1 1 1 3 3 2 d P P g d P g d P 6 6 4 2 ma F浮 du Fd dt
ζ：阻力系数，无量纲，实验测定 由此可推导出恒速时 固体颗粒的沉降速度