浙江大学本科生课程：《化工原理》第十三章（13-1）其它分离过程概述

幻灯片1目录 他分离 §13.1概述 §13.,2吸附 浙江大学本科生课程 化工原理 第十三章其他分离过程 1/20

浙江大学本科生课程 化工原理 第十三章 其他分离过程 1/20 幻灯片1目录 §13.1 概述 §13.2 吸附

第十三章其它分离过程 §13.1概述 常规分离技术:机械分离、蒸发、吸收、精馏、萃取、干燥、吸附、结晶等 新型分离技术:超临界萃取、液膜萃取、双水相萃取、色谱分离技术, 反渗透、超过滤、气体分离, 膜分离、膜蒸馏、泡沫分离等。 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。 能量或分离剂 原料物流 分离装置 两个以上的产品物流(浓 (一个或数个) 度不同) 浙江大学本科生课程 化工原理 第十三章其他分离过程

浙江大学本科生课程 化工原理 第十三章 其他分离过程 2/20 常规分离技术：机械分离、蒸发、吸收、精馏、萃取、干燥、吸附、结晶等 新型分离技术：超临界萃取、液膜萃取、双水相萃取、色谱分离技术， 反渗透、超过滤、气体分离， 膜分离、膜蒸馏、泡沫分离等。 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 §13.1 概述

力学性质密度、摩擦因数、表面张力、尺寸、质量等 如重力沉降、过滤 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 物理 如蒸发、蒸馏、吸收、萃取、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 可被 如电除尘、电解、电渗析 利用 输送性质扩散系数、分子飞行速度 如渗析 于分 离的(化学 反应速度性质)反应速度常数 性质 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 生物学生物学亲和力、生物学吸附平衡、生物学反应速度常数 浙江大学本科生课程 化工原理 第十三章其他分离过程 3/20

浙江大学本科生课程 化工原理 第十三章 其他分离过程 3/20 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 如重力沉降、过滤 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 如蒸发、蒸馏、吸收、萃取、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 如电除尘、电解、电渗析 输送性质 扩散系数、分子飞行速度 如渗析  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

分离过程分类 输入能量或分离剂 输入能量或分离剂 使原混合物系形成 强化特殊梯度场的 新的相界面的方法 方法 平衡分离过程 速率控制分离过程 分离方法 输入能量或分离 剂,促进反应的 方法:应分离 浙江大学本科生课程 化工原理 分离过程 420

浙江大学本科生课程 化工原理 第十三章 其他分离过程 4/20 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： 速率控制分离过程 输入能量或分离 剂，促进反应的 方法：反应分离 过程 分离过程分类

平衡分离过程 以从第1相移向第2相为主的平衡分离操作示例 第1相 SCF相 第2相 气相 (超临界流体液相 固相 气提 脱吸 气相 蒸发 升华 蒸馏 干燥 ScF相 SCF萃取SCF萃取 浸取 液相 吸收 蒸馏 SCF吸收萃取 带域熔融 固相 吸附 结晶 凝华 SCF吸附 吸附 浙江大学本科生课程 化工原理 第十三章其他分离过程 5/20

浙江大学本科生课程 化工原理 第十三章 其他分离过程 5/20 平衡分离过程 第1相 第2相 气相 SCF相 （超临界流体） 液相 固相 气相   气 提 脱吸 蒸发 升华 蒸馏 干燥 SCF相   SCF萃取 SCF萃取 液相 吸收 蒸馏 SCF吸收 萃取 浸取 带域熔融 固相 吸附 凝华 SCF吸附 结晶 吸附  ----以从第1相移向第2相为主的平衡分离操作示例

速率控制分离过程 能量类别 化学能 机械能 场 热能 电能 (浓度差)压力、重力、离心力梯度 均真空分子蒸馏 超速离心|质谱 匀 分离扩散 沉降旋风分离电集尘 空气相 浮选旋液分离电泳 间 液相 热扩散 磁力分离 多 气体扩散 孔∫气相 过滤集尘 非滤(液相 过滤(重力过滤离心过滤) 均材 (包括超滤、微滤) 匀 间凝胶相 气体透过 电泳 固相渗透汽化透析 反渗透 电渗析 化工原理 第十三章其他分离过程 6/20

浙江大学本科生课程 化工原理 第十三章 其他分离过程 6/20 速率控制分离过程 能量类别 场 热能 化学能 （浓度差） 机械能 电能 压力、重力、离心力梯度 均 匀 空 间 真空 分子蒸馏 分离扩散 沉降 浮选 质谱 电集尘 电泳 磁力分离 气相 液相 热扩散 非 均 匀 空 间 多 孔 滤 材 气体扩散 过滤集尘 过滤（重力过滤 离心过滤） （包括超滤、微滤） 膜 渗透汽化 透析 气体透过 反渗透 电泳 电渗析 超速离心 旋风分离 旋液分离  气相 液相  凝胶相 固相

反应分离过程 无反应体电化学反应湿式精炼 再生型可逆的或平 离子交换、螯合交换反应、 衡交换反应 反应萃取、反应吸收 反应体一次型不可逆反 反应吸收、反应晶析、中和 应分离 沉淀、氧化、还原(化学解吸) 生物体活性污泥 浙江大学本科生课程 化工原理 第十三章其他分离过程 7120

浙江大学本科生课程 化工原理 第十三章 其他分离过程 7/20  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

分离方法的选择 由混合物组分间的性质差、产品规模、产品纯度和 回收率、环保等条件决定。 例如对空气的分离,可以采用深冷蒸馏、吸附法、 膜分离法等多种分离方法。 大规模生产用深冷蒸馏法,中等规模可用膜分离 法,小规模可用吸附法。 浙江大学本科生课程 化工原理 第十三章其他分离过程 8/20

浙江大学本科生课程 化工原理 第十三章 其他分离过程 8/20 分离方法的选择 由混合物组分间的性质差、产品规模、产品纯度和 回收率、环保等条件决定。 例如对空气的分离，可以采用深冷蒸馏、吸附法、 膜分离法等多种分离方法。 大规模生产用深冷蒸馏法，中等规模可用膜分离 法，小规模可用吸附法

§13.2吸附 概述 什么是吸附? 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。 浙江大学本科生课程 化工原理 第 其他分离过程 9/20

浙江大学本科生课程 化工原理 第十三章 其他分离过程 9/20 § 13.2 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？

§13.2吸附 吸附剂和吸附质: 活性炭)(焦炭 大孔径 木炭 吸附树 吸附剂 脂 有吸 吸附质 附作用的 被吸附 物质 的物质 白土 炉渣 离子交换树脂 磺化煤 浙江大学本科生课程 化工原理 第十三章其他分离过程 10/20

浙江大学本科生课程 化工原理 第十三章 其他分离过程 10/20 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 吸附剂和吸附质： 离子交换树脂 § 13.2 吸 附