化工原理chap13_1.ppt

第十三章 其他分离过程 * 幻灯片1目录 §13.1 吸附 化工生产过程与分离过程是分不开的，除前面介绍的机械分离、蒸发、吸收、精馏、萃取、干燥等分离过程外，还有许许多多其他分离过程。 这些分离过程都是在分离装置中，对原料施加能量或分离剂（在利用化学能时使用），对混合物各组分所持有的性质差产生作用，使分离得以进行，产生两个以上的产品。 分离装置 原料物流 （一个或数个） 能量或分离剂 两个以上的产品物流（浓度不同） 第十三章 其它分离过程 可被利用于分离的性质 物理 化学 生物学 力学性质 密度、摩擦因数、表面张力、尺寸、质量等 热力学性质 熔点、沸点、临界点、转变点、蒸汽压、溶解度、分配系数、吸附等 电、磁性质 电导率、介电常数、迁移率、电荷、淌度、磁化率等 输送性质 扩散系数、分子飞行速度 反应速度性质 反应速度常数 热力学性质 反应平衡常数、化学吸附平衡常数、离解常数、电离电位 生物学亲和力、生物学吸附平衡、生物学反应速度常数 分离方法 输入能量或分离剂，使原混合物系形成新的相界面的方法：平衡分离过程 输入能量或分离剂，强化特殊梯度场的方法：速度差分离过程 输入能量或分离剂，促进反应的方法：反应分离过程 平衡分离过程 ? 结晶 吸附 SCF吸附 吸附 凝华 固相 浸取 带域熔融 萃取 SCF吸收 吸收 蒸馏 液相 SCF萃取 SCF萃取 ? ? SCF相 干燥 蒸馏 升华 蒸发 脱吸 气 提 ? ? 气相 固相 液相 SCF相 气相 第1相 第2相 ----以从第1相移向第2相为主的平衡分离操作示例 速度差分离过程 热扩散 气相 液相 透析 渗透汽化 电泳 电渗析 气体透过 反渗透 膜 多 孔 滤 材 真空 压力、重力、离心力梯度 气体扩散 过滤集尘 过滤（重力过滤 离心过滤） （包括超滤、微滤） 非均匀空间 质谱 电集尘 电泳 磁力分离 沉降 浮选 分离扩散 分子蒸馏 均匀空间 电能 机械能 化学能 （浓度差） 热能 能量类别 场 超速离心 旋风分离 旋液分离 气相 液相 凝胶相 固相 无反应体 反应体 电化学反应 湿式精炼 再生型 一次型 生物体 可逆的或平衡交换反应 不可逆反应分离 ---------离子交换、螯合交换反应、 反应萃取、反应吸收 --------反应吸收、反应晶析、中和 沉淀、氧化、还原（化学解吸） 活性污泥 反应分离过程 13.1 吸 附 一、 概 述 多孔性固体表面的分子或原子因受力不均而具有剩余的表面能，当流体中的某些物质碰撞固体表面时，受到这些不平衡力的作用就会停留在固体表面上，这种现象称为吸附。 什么是吸附？ 吸附剂--------有吸附作用的物质 活性炭 磺化煤 焦炭 木炭 白土 炉渣 吸附质------被吸附的物质 大孔径吸附树脂 13.1 吸 附 吸附剂和吸附质： 离子交换树脂 按照吸附作用力性质的不同分 物理吸附 化学吸附 离子交换吸附 13.1 吸 附 吸附的分类： 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。 按照吸附条件的不同分 变温吸附 变压吸附 变浓度吸附 13.1 吸 附 吸附的分类： 13.1 吸 附 13.1 吸 附 二、吸附平衡 1、单组分气相在固体上的吸附平衡 2、液相在固体上的吸附： T为常数 （低浓吸附） -----吸附等温线 3、等温吸附方程（半经验方程） 3、等温吸附方程（半经验方程） 三、吸附设备 接触式吸附 固定床吸附 移动床吸附 流化床吸附 …... 接触式吸附 吸附槽 过滤机 属于分级接触式间歇操作 适用于处理液态溶液 单级吸附 多级错流吸附 多级逆流吸附 计算方法类似于萃取 接触式吸附 固定床吸附 移动床吸附 流化床吸附