宁夏大学化学化工学院 化工原理电子教案 第三章颗粒与流体之间的相对运动 前言:(本章:本质上讲:属于流体流动过程,从方法或手段上讲:属于非均相分离过程,下册讲的 蒸馏、吸收、萃取等单元操作都是均相分离过程)。 1、相:体系中具有相同组成,相同物理性质和相同化学性质的均匀物质。相与相之间有明确的 界面。 例如:气、液、固称为三态,每一态又称为一相。再例如:空气(或溶液)虽是混合物,但 由于内部完全均匀,所以是一个相。水和冰共存时,其组成虽同是H,O,但因有不同的 物理性质,所以是两个相:水、冰和蒸汽共存时是三个相。两块晶体相同的硫磺是一个 相,两块晶体不同的硫磺(如斜方硫和单斜硫)是两个相。 2、均相:凡物系内部各处物理料质均匀而不存在相界面者,称为均相混合物或均相物系。溶 液及混合气都是均相混合物。 3、非均相:凡物系内部有隔开两相的界面存在,而界面两侧的物料性质截然不同者,称为非 均相混合物或非均相物系 液体与固体离子组成悬浮液,(如碎木屑放在水面上)。 液态非均相,(含有气泡的液体即泡沫液) 非均相 气体与固体微粒组成含尘气体,(如:合成氨厂造气车 间煤气中夹杂煤渣子),属于气体非均相。 非均相物系里,处于分散状态的物质称为分散物质(或分散相),包围着分散物质而处于 连续状态的流体,称为分散介质(或连续相)。如:浮悬液中的固体颗粒,称为分散物质,液 体是分散介质。 4、非均相物系的分高:通过机械方法分离非均相物系的单元操作。具体点讲机械方法:沉降和 过滤。 二、工业上非均相物系分离的目的 1、收取分散物质:如从催化反应器出来的气体中,往往带有催化剂颗粒,必须把这些有 价值的颗粒回收利用。 2、净化分散介质:合成氨生产,半水煤气中含有CO,、HS灰尘等杂质,为了防止合 成触媒中毒,必须将这些杂质一一去除,以保证触媒的活性。 3、环境保护:对三废:废气、废液、废渣的处理,地球由于被污染加剧,环保越来越受 到人们的重视。综上所述,非均相物系分离的目的是除謇收益。 、本章解决的问题 以硫铁矿为原料生产硫酸,在沸腾炉中进行的主化学反应为 4Fes.+110,=2Fe.0,+8SO 在焙烧时还有一些副反应,如生成SO3、硫酸盐、砷与硒的氧化物、氟化氢等。同时SO2 炉气中含有大量矿尘,它们主要是铁、铅、铜、钴、钡、锑、铋的氧化物和硫酸盐,此外 还含有气体杂质。如:三氧化硫、三氧化二砷、二氧化硒、氟化氢等。这些杂质能够堵塞 管路和催化床,并使催化剂(V2O3)中毒,(二氧化硫催化氧化变成三氧化硫)。故炉气需宁夏大学化学化工学院 化工原理电子教案 1/31 第三章 颗粒与流体之间的相对运动 一、前言：(本章:本质上讲:属于流体流动过程,从方法或手段上讲:属于非均相分离过程,下册讲的 蒸馏、吸收、萃取等单元操作都是均相分离过程)。 1、相：体系中具有相同组成，相同物理性质和相同化学性质的均匀物质。相与相之间有明确的 界面。 例如：气、液、固称为三态，每一态又称为一相。再例如：空气（或溶液）虽是混合物，但 由于内部完全均匀，所以是一个相。水和冰共存时，其组成虽同是 H O2 ，但因有不同的 物理性质，所以是两个相；水、冰和蒸汽共存时是三个相。两块晶体相同的硫磺是一个 相，两块晶体不同的硫磺（如 斜方硫和单斜硫）是两个相。 2、均相：凡物系内部各处物理料质均匀而不存在相界面者，称为均相混合物或均相物系。溶 液及混合气都是均相混合物。 3、非均相：凡物系内部有隔开两相的界面存在，而界面两侧的物料性质截然不同者，称为非 均相混合物或非均相物系。 非均相           间煤气中夹杂煤渣子）属于气体非均相 气体与固体微粒组成含尘气体（如 合成氨厂造气车 液态非均相（含有气泡的液体即泡沫液） 液体与固体离子组成悬浮液（如碎木屑放在水面上） , , : , , 非均相物系里，处于分散状态的物质称为分散物质（或分散相），包围着分散物质而处于 连续状态的流体，称为分散介质（或连续相）。如:浮悬液中的固体颗粒，称为分散物质，液 体是分散介质。 4、非均相物系的分离：通过机械方法分离非均相物系的单元操作。具体点讲机械方法:沉降和 过滤。 二、工业上非均相物系分离的目的 1、 收取分散物质：如从催化反应器出来的气体中，往往带有催化剂颗粒，必须把这些有 价值的颗粒回收利用。 2、 净化分散介质：合成氨生产，半水煤气中含有 CO2 、 H2 S 灰尘等杂质，为了防止合 成触媒中毒，必须将这些杂质一一去除，以保证触媒的活性。 3、 环境保护：对三废：废气、废液、废渣的处理，地球由于被污染加剧,环保越来越受 到人们的重视。综上所述,非均相物系分离的目的是除害收益。 三、本章解决的问题 以硫铁矿为原料生产硫酸，在沸腾炉中进行的主化学反应为： 4FeS2 +11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 在焙烧时还有一些副反应，如生成 SO3 、 硫酸盐、砷与硒的氧化物、氟化氢等。同时 2 SO 炉气中含有大量矿尘，它们主要是铁、铅、铜、钴、钡、锑、铋的氧化物和硫酸盐，此外 还含有气体杂质。如：三氧化硫、三氧化二砷、二氧化硒、氟化氢等。这些杂质能够堵塞 管路和催化床,并使催化剂（ V2O5 ）中毒，（二氧化硫催化氧化变成三氧化硫）。故炉气需