化学工程基础第7章新分离方法解析.ppt

* 三、吸附分类 按吸附作用力的不同分 物理吸附 化学吸附 离子交换吸附 吸附力：范德华力 特点：被吸附的分子不是附着在吸附剂表面的特定位置上，而是稍能在介质表面上作自由移动，常常为多层吸附。 吸附力：化学键力 特点：需要在较高温度下进行，选择性较强，为单分子层吸附。 吸附力：静电力。 特点：每吸附一个吸附质的离子， 同时吸附剂放出一个等当量的离子， 离子带电荷越多，它在吸附剂表面吸附力越强。 * 三、吸附分类 按吸附条件的不同分 变温吸附 变压吸附 特点： 低温吸附，高温脱附 特点： 高压吸附，低压脱附 * 四、吸附应用 气体和液体的深度干燥 从废水或废气中除去有害的物质 吸附应用 气体的分离和精制 有机烷烃和芳烃的分离和精制 食品、药品和有机石油产品的脱色、除臭 * 五、吸附过程 吸附过程分为三步： 吸附质扩散至吸附剂颗粒表面----外扩散 经孔隙扩散至内表面----内扩散 吸附质被吸附----这一过程通常很快。 * p 2.超滤 在外压p作用下，当含有高、低分子化合物溶质的溶液通过膜表面时，溶剂和小分子（水、无机盐类）将通过薄膜，作为透过物被收集。膜另一侧的高分子溶液（如有机胶体）被薄膜截留作为浓溶液被收集起来。 通常以溶质分子量高于500 的分离过程为超滤。 基本原理: 超滤是一个筛孔分离过程。在以静压差为推动力的作用下，料液中溶剂和低分子量溶质粒子可从高压的料液一侧透过膜到达低压一侧，而大分子组分则被膜所阻拦，原料液被浓缩。按照这样的分离机理，超滤膜具有选择性的主要原因是表面层具有一定大小和形状的孔，故超滤传递过程可用细孔模型描述聚合物膜的化学性质无关. * 超滤是一个筛孔分离过程 超滤使用非对称膜把溶液中小分子和大分子溶质分开。 * 超滤膜 大多是高分子聚合物制成的多孔膜 工业上多采用非对成膜。微孔排列有序，孔径均匀。 使用中应尽量避免浓差极化 * 超滤膜的应用 食品、医药工业 生物化工 废水处理 * 微滤使用多孔膜把溶液中微粒与液相分离。微粒直径d=0.02~10μm * * 分析： １）超滤 超滤主要是截留大分子物质，由于浓差极化的形成，阻力除了膜通透阻力外，还有膜侧面溶质附着层产生的通透阻力，所以溶剂通过超滤膜的流量与外压成正比，与膜的阻力成反比。 ２）反渗透 在反渗透时，由于溶剂的体积通量取决于净压差，溶质的透过率不取决于压差，因此，增加原液一侧的压力可以提高溶剂的透过量，而溶质的透过率基本不变。 对于高浓度的溶液，可以提高操作压力，防止溶剂的透过量降低，溶质的透过量升高，而溶剂的纯度会降低。 * 3.电渗析 电渗析是在直流电场作用下，利用离子交换膜的选择渗透性，使阴阳离子作定向迁移，来实现溶质与溶液的分离。 * 气体的膜分离 分离机理：多孔型膜；非多孔膜 气体分离膜：要求选择性高，渗透通量大 气膜分离的影响因素：膜材料 、膜的厚度 、 温度、压力 * 气体膜分离的应用 从工业气体中回收氢 从空气中富集氧气 从天然气中提取氦 二氧化碳的分离 * 液膜 分离烃类混合物 含酚废水处理 金属离子的分离 支撑液膜 液滴膜 乳液膜 液膜的型式 * 第二节 超临界流体萃取 超临界流体是指温度和压力处于临界温度及临界压力以上的流体。这种处于临界状态下的流体具有气体和液体之间的性质，对许多物质具有较强的溶解能力，同时还具有与气体相近的扩散系数和渗透能力，其分离速率远比液体溶剂萃取快。而超临界流体萃取技术正是利用这一特性，用超临界流体作为萃取剂，从液体或固体中萃取出待分离的组分。 目前超临界流体萃取已形成了一门新的化工分离技术，应用领域十分广泛，特别适合于萃取某些高沸点和热敏性组分。可分离高附加值的产品，如：炼油、食品、医药、香料的方面有着广阔的应用前景。 * 可以在接近室温(35~40℃)及CO2气体笼罩下进行提取，有效地防止了热敏性物质的氧化和逸散。因此，在萃取物中保持着药用植物的全部成分，而且能把高沸点、低挥发度、易热解的物质在其沸点温度以下萃取出来。 * 使用SFE是最清洁的提取方法，全过程不用有机溶剂。因此，萃取物绝无残留溶媒，同时也防止了提取过程对人体的毒害和对环境的污染，是100%的纯天然。 * 等温变压超临界流体萃取工艺原理图 * 萃取和分离合二为一，当饱含溶解物的CO2-SCF流经分离器时，由于压力下降使得CO2与萃取物迅速成为两相（气液分离）而立即分开，不仅萃取效率高而且能耗较少，节约成本。 CO2是一种不活泼的气体,萃取过程不发生化学反应,且属于不燃性气体,无味、无臭、无毒，故