化工分离工程07PPT.ppt

A：阴膜 C：阳膜 AX+BY AY+BX 7.1.5 其它膜分离1.气膜分离 利用气体混合物中各组分在致密膜中渗透速率的不同使各组分分离的过程。 基本原理： 溶解——扩散模型 (1) 在膜高压侧，气体混合物中的渗透组分溶解 在膜的表面上； (2) 从膜的高压侧通过分子扩散传递到膜低压侧； (3) 在低压侧解吸到气相。 2. 液膜分离 将第三种液体展成膜状分隔两个液相，由三液相所形成的两个相界面上的传质分离过程。 传质机理： 二步萃取过程： 从原料液到膜液； 再从膜液到接受液。 一、问题的引出 精馏过程为多次部分气化、部分冷凝过程，塔顶有冷凝器，塔釜有再沸器，大量的能量损失于塔顶冷凝器中。 如何寻找节能方法？ 1.吸着分离过程（吸附、离子交换、色谱分离）； 2.超临界萃取； 3.膜分离。 第二节 吸附分离 二、吸附操作 利用某些固体能从流体中有选择地凝聚一定组分在其表面上的能力，来实现流体混合物的分离。 固体：吸附剂 流体：被分离物，气体或液体中的分子、原子或离子。 解吸：吸附的逆过程 第二节 吸附分离 7.2.1 吸附原理和吸附剂 7.2.2 吸附平衡 7.2.3 吸附速率 7.2.4 吸附分离工艺介绍 7.2.1吸附原理和吸附剂 一、吸附原理 由吸附质单个原子、离子和分子与固体表面之间存在有相互作用力，气体和液体有着吸着于固体的趋势，通常形成单分子层，有时也形成多分子层。 ——吸附现象 选择性吸附继而再生是分离气体或液体混合物的基础。大多数情况下，吸附剂对吸附质的亲和力比原子之间的共价键要弱，所以吸附是可逆的。随温度的升高或被吸附质分压的降低，吸附质被解吸。 由吸附质与吸附剂分子间化学键的作用所引起的吸附称化学吸附。 吸附的键能 吸附剂/ 吸附质之间的亲和力可用于选择性分离（如右图），吸附过程需要一个适合的键能范围。如果键强度太弱，则几乎没有物质被吸附，如果键能太强，则解吸困难。 化学吸附： 由吸附剂与吸附质分子间化学键的作用所引起的吸附称为化学吸附，该过程的特点是吸附过程放出的热量与化学反应热相当；过程往往不可逆。化学吸附多涉及一些表面催化反应（加氢催化剂中镍催化剂对氢的吸附）。 二、吸附剂 活性碳 沸石分子筛 吸附剂 硅胶 活性氧化铝 吸附剂的主要特征： 1. 多孔结构 ； 2. 较大的比表面积 选择性吸附是吸附剂的关键性质。根据吸附剂表面的选择性，吸附剂又分为： 1. 疏水吸附剂； 2. 亲水吸附剂 影响吸附剂性能的主要因素： 1. 化学组成； 2. 制造方法 1.硅胶－极性吸附剂 硅胶的化学通式为：SiO2·nH2O。用硅酸钠与无机酸反应生成硅酸，其聚合物在适宜的条件下聚合、缩合而成为硅氧四面体的多聚物，经聚集、洗盐、脱水而成为硅胶。在制造过程中通过控制胶团的尺寸和堆积的配位数，可以控制硅胶的孔容、孔径和比表面积。 硅胶处于高亲水和高疏水的中间状态，常用于各种气体脱水，也用于烃类分离。 4.活性氧化铝——极性吸附剂 活性氧化率的化学通式为：Al2O3·nH2O 用无机酸的铝盐与碱反应生成氢氧化铝的溶胶，然后转变为凝胶，经过灼烧脱水而得。 活性氧化铝的表面活性中心是羟基和路易斯酸中心，极性强，对水具有很高的亲和作用，广泛用于脱除气体中的水分。 3.活性碳——非极性吸附剂 活性碳是碳质吸附剂的总称。各种含碳有机物均可以制造活性碳，活性碳的制造主要有两步： 1碳化；2 活化。 活性炭具有非极性表面。为疏水亲有机物的吸附剂；它具有性能稳定、抗腐蚀、吸附容量大、解吸容易及再生性能好的优点。 广泛用于：脱除水中有机物；水溶液中的色素等。 2.微滤过程(微孔过滤) 膜: 微孔,均质的多孔膜,孔径0.02-10μm微孔, 能截留直