分离过程知识点整理.docVIP

分离过程可分为机械分离和传质分离两大类。机械分离过程的分离对象是由两相以上所组成的混合物。其目的只是简单地将各相加以分离。 传质分离过程用于各种均相混合物的分离 平衡分离过程是借助分离媒介使均相混合物系统变成两相系统，分离媒介可以是能量媒介（ESA）或物质媒介(MSA)有时也可两种同时使用 速率分离过程是在某种推动力的作用下，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。 设计者只能规定其中若干个变量的数值，这些变量称为设计变量。 设计的第一步还不是选择变量的具体数值，而是要知道设计者所需要给定数值的变量数目。如果Nv是描述系统的独立变量数，Nc是这些变量之间的约束关系数那么设计变量数Ni应为Ni=Nv – Nc 约束关系式包括：物料平衡式、能量平衡式、相平衡关系式、化学平衡关系式、内在关系式。 引入逸度概念后，相平衡条件演变为“各相的温度、压力相同，各项组分的逸度也相等 工程计算中常用相平衡常数来表示相平衡关系，相平衡常数Ki定义为Ki=yi/xi 闪蒸是连续单机蒸馏过程 有设计者指定浓度或提出要求的那两个组分，实际上也就决定了其他组分的浓度。故通常把指定的这两个组分成为关键组分。并将这两个中相对易挥发的那一个称为请关键组分（LK）不易挥发的那一个称为重关键组分（HK） 若馏出液中除了重关键组分外没有其他组分，而釜液中除了轻关键组分外没有其他组分，这种情况称为清晰分割。 在化工生产过程中常常会遇到欲分离组分之间的相对挥发度接近于1或形成共沸物的系统。如向这种溶液中加入一个新的组分，通过它对原溶液中各组分的不同作用，改变它们之间的相对挥发度，系统变得易于分离，这种既加入能量分离剂又加入质量分离剂的特殊精馏也称为增强精馏。 如果所加入的新组分和被分离系统中的一个或几个组分形成最低共沸物从塔顶蒸出，这种特殊精馏被称为共沸精馏，加入的新组分叫做共沸剂。如果加入的新组分不与原系统中的任一组分形成共沸物，而其沸点又较原有的任一组分高，从釜液离开精馏塔，这类特殊精馏被称为萃取精馏。 为了使塔内维持较高的溶剂浓度，溶剂加入口一定要位于进料板之上但需要与塔顶保持有若干块塔板，其回收溶剂的作用，这一段称溶剂回收段。 选择性是衡量溶剂效果的一个重要标志。 当被分离物系的非理想性较大，且在一定浓度范围内难以分离时，溶剂主要起了稀释作用 也就是说，溶剂存在下塔内的液气比大于脱溶剂情况下的液气比。 大量溶剂温升导致塔内气相流率越往上走愈小，液相流率越往下流越大。 故可用E作为定性估算能否形成共沸物的指标。组分蒸汽压相差越小，相互溶解度越小，则形成共沸物之可能性越大。 若压力变化明显影响共沸组成，则采用两个不同压力操作的双塔流程，可实现二元混合物的完全分离 气体吸收是气体混合物一种或多种组分从气相转移到液相的过程。而吸收的逆过程，即溶质从液相中分离出来转移到气相的过程，称为解吸。 吸收过程按溶质数的多少可分为单组分吸收和多组分吸收；按溶质与液体溶剂之间的作用性质可分为物理吸收和化学吸收；按吸收温度状况可分为等温吸收和非等温吸收。 多组分吸收和解吸像多组分精馏一样，不能对所有组分规定分离要求，只能对吸收和解吸操作起关键作用的组分即关键组分规定分离要求。但由Na=1可知，多组分吸收和解吸中只能有一个关键组分。 一般的精馏塔是一处进料，塔顶和塔釜出料。而吸收塔或解吸塔是两处进料、两处出料，相当于复杂塔。 精馏操作中，汽液两相接触时气相中的较重组分冷凝进入液相，而液相中的较轻组分被汽化转入气相。因此，传质过程是在两个方向上进行的。 吸收剂由于吸收了气体中的溶质而流量不断增加，气体的流量则相应的减小，因此，液相流量和气相流量在塔内都不能视为恒定的，这就增加了计算的复杂性。 平均吸收因子法假定各板上的吸收因子是相同的，即采用全塔平均地吸收因子来代替各板上的吸收因子。 气体或液体分子有吸着于固体物质表面的趋势，通常形成单分子层，有时形成多分子层，这种现象称为吸附。被吸着的物质为吸附质，具有多孔表面的固体为吸附剂。 工业上常用的吸附剂可分为四大类：活性炭、沸石分子筛、硅胶和活性氧化铝。 活性炭具有非极性表面，为疏水和亲有机物的吸附剂。它具有性能稳定、抗腐蚀、吸附容量大和解吸容易等优点。活性炭用于回收气体中的有机物质，脱除废水中的有机物，脱除水溶液中的色素等。 对极性分子如水、二氧化碳、硫化氢和其他类似物质有很强的亲和力，而与有机物的亲和力较弱。 根据分子筛微孔尺寸大小一致的特点，当微孔尺寸比某些物质的分子大而比其他物质分子小时，分子筛的筛分性能即起作用。 吸附平衡关系通常用等温下吸附剂中吸附质的含量与流体相中吸附质的浓度或分压间的关系表示，称为吸附等温线。 常用的吸附分离设备有：吸附搅拌槽、固定床吸附器、移动床和流化床吸收塔。 37. 38.