化工分离工程重点
化工分离工程 重点

精馏是借助多级平衡手段提高产品(液体混合物)纯度的一种蒸馏操作。
精馏操作的原理是利用待分离组分间的相对挥发度的差异,通过逐级平衡实现组分分离。
普通精馏不适合于以下状况的物料:1、相对挥发度接近1的组分;2、待分离组分间形成恒沸物;3、待分离组分是热敏物质;4、待分离组分是难挥发组分,且含量低。
理论板符合以下三条假设:1)进入该板的不平衡物流在其间充分接触传质,使离开该板的汽液两相物流间达到了相平衡;2)在该板上发生接触的汽液两相各自完全均匀,板上各点汽相浓度和液相浓度各自都相同;3)该板上充分接触后的汽液两相实现了完全机械分离,不存在夹带、泄漏。
相平衡常数K组分i 的相平衡常数定义为:Wilson 方程特点:1、仅需用二元参数即能预计多元系的活度系数;2、适用范围广,对极性互溶系统有较高的正确度;3、活度系数方程包括了温度影响。
缺点:不能预计液液平衡时的活度系数。
NRTL 方程特点:1、适用于汽液平衡(VLE ),也适用于液液平衡(LLE );2、需要有关二元系的三个模型参数才能预测多元相平衡;3汽液平衡的预测精度比威尔逊差,含水系统预计精度甚好。
UNIQUAC 方程 特点:具有NRTL 的优点,适用于分子大小相差悬殊的混合物。
关键组分:进料中按分离要求选取的两个组分(大多是挥发度相邻的两个组分),它们对物系的分离起着控制作用,且它们塔顶或塔底产品中的回收率或含量通常是给定的,因而在设计计算中起着决定性作用。
挥发度大的为轻关键组分,挥发度小的称重关键组分。
芬斯克方程:用于计算全回流操作时,达到规定分离要求所需要的最少理论板数Nm 。
恩德吾特方程:用来估计达到规定分离要求所需的最小回流比。
吉利兰关联式:常用的特殊精馏① 萃取精馏:添加萃取剂改变体系中各组分的汽液平衡关系。
② 恒沸精馏:添加物与分离组分形成恒沸物改变汽液平衡关系。
③反应精馏:添加物与体系中的某组分反应生成新物质,从而改变原分离体系的汽液平衡关系。
生化分离重点

生化分离重点1膨胀床吸附:兼有固定床和流化床的优点。
2膨胀床分离技术:不同形式的吸附技术,同种技术的不同状态:固定床/膨胀床/流化床3膨胀床装置与传统柱吸附装置的重要区别在于底部有个液体分布器,上端有个床层调节器,用于调节床层高度4萃取技术:双水相萃取、反胶团萃取、凝胶萃取、固相(微)萃取、超临界萃取5这种含有聚合物分子的溶液发生分相的现象称为聚合物的不相容性6双水相萃取:两相为互不相溶的两水相,而目标组分因为在两相中溶解度不同而分离7成相是由于聚合物间不相容。
8两水相体系的影响因素:两相组成、高分子聚合物分子量、浓度、极性、两相溶液比例、盐类、溶质的物理化学性质、体系的温度、pH 值9双水相的优势:不会引起生物活性物质失活或变性、可以直接从培养液中提取所需的组分、界面张力小(10-7~10-4mN/m),有助于两相之间的质量传递、不存在有机溶剂残留问题、大量杂质可与固体物质一同除去、易于工艺放大和连续操作、操作条件温和10双水相的问题:含水量高,后续分离需经浓缩、含高分子聚合物或盐类,分离后需进一步分离纯化以除去、高聚物成本较高,回收困难、高聚物粘度高,易乳化11双水相萃取的应用:细胞器及生物大分子,生物小分子的分离、核酸和细胞碎片的去除12反胶束:反胶束(reversed micelle)是表面活性剂分散于连续有机相中一种自发形成的聚集体。
13表面活性剂是反胶束溶液形成的关键。
反胶束溶液是透明的、热力学稳定的系统。
14反胶束形成后。
在反胶束中,表面活性剂的非极性基团在外与非极性的有机溶剂接触,而极性基团则朝内围成一个极性核。
形成了一个“水池”。
15蛋白质溶入反胶束溶液的推动力主要包括表面活性剂与蛋白质的静电作用力和疏水作用。
16反胶团萃取的方法:相转移法、溶解法、注入法17反胶束体系的分类:单一表面活性剂反胶束体系、混合表面活性剂反胶束体系、亲和反胶束体系18影响反胶束萃取的因素:表面活性剂的浓度、种类、表面溶剂的种类、助表面活性剂及其浓度、pH值、离子的浓度、强度、蛋白质的等电点、大小、浓度、蛋白质表面的电荷分布、系统的温度、压力19反胶束萃取的优势:成本低、溶剂可反复使用、萃取率和反萃取率都很高、表面活性剂往往具有溶解细胞的能力,因此可用于直接从整细胞中提取蛋白质和酶、保护蛋白质免受有机相的影响20反胶束技术的应用:蛋白质,氨基酸,抗生素等生物分子的分离、用于蛋白质的复性、直接提取细胞内产物、同时提取脂类和蛋白质21凝胶:在水中不溶解的亲水性交联聚合物22亲水性有机凝胶的两大特性:涨缩特性和相变特性23凝胶萃取:利用凝胶的涨缩特性,在聚合物凝胶吸水膨胀时,带入小分子和无机盐进入凝胶,而大分子无法进入,可以实现大分子的浓缩纯化。
分离工程知识点总结

分离工程知识点总结一、分离工程概述1.1 分离工程的定义分离工程是指利用特定的设备和工艺将混合物中的不同组分分离出来,以实现材料的纯化、浓缩或者提取等目的的工程过程。
分离工程广泛应用于化工、制药、食品等行业中,是一项重要的工业过程。
1.2 分离工程的分类根据不同的分离原理和分离过程,分离工程可以分为物理分离和化学分离两大类。
物理分离包括过滤、离心、蒸馏、结晶等;化学分离包括萃取、吸附、电泳、凝聚等。
1.3 分离工程的应用分离工程在化工生产中扮演着重要的角色,比如原料的提取、产品的纯化、废水的处理等都离不开分离工程。
此外,分离工程也被广泛应用于制药、食品、环保等领域。
二、分离工程的原理与设备2.1 过滤过滤是利用过滤介质将混合物中的固体颗粒分离出来的物理分离方法。
常见的过滤设备包括板框压滤机、真空过滤机、滤筒式过滤器等。
2.2 离心离心是利用离心力将混合物中的不同密度的组分分离出来的物理分离方法。
离心设备有离心机、离心沉降机等。
2.3 蒸馏蒸馏是利用液体的沸点差异将混合物中的不同组分分离的方法。
蒸馏设备包括塔式蒸馏装置、蒸馏锅、蒸馏塔等。
2.4 结晶结晶是利用物质溶解度的差异将混合物中的组分分离的物理分离方法。
结晶设备包括结晶器、结晶槽等。
2.5 萃取萃取是利用溶解度的差异将混合物中的组分分离的化学分离方法。
萃取设备包括萃取塔、萃取槽等。
2.6 吸附吸附是利用吸附剂将混合物中的组分吸附的化学分离方法。
常用的吸附剂有活性炭、沸石等。
2.7 电泳电泳是利用电场作用将混合物中的带电粒子分离的化学分离方法。
2.8 凝聚凝聚是利用沉淀剂将混合物中的悬浮物分离出来的方法。
三、分离工程的工艺流程3.1 分离工程的基本流程分离工程的基本流程包括进料、分离、收集和处理废物四个步骤。
进料是将混合物送入分离设备,分离是利用特定的原理将混合物中的组分分离,收集是将分离出来的组分进行收集,处理废物是处理分离工程产生的废弃物。
化工分离工程01[1]
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L
MSA
L或V
原料 相态 : L
液体溶剂( MSA)或塔 釜加热(
ESA)
液体共沸剂 (MSA)或 塔釜加热(
改变原溶 液的相对 挥发度
汽、液 或汽液 混合物
L
ESA)
以苯酚作溶 剂由沸点相 近的非芳烃 中分离芳烃 ;以醋酸丁 酯作共沸剂 从稀溶液中 分离醋酸。 19
1.2.2 速率分离过程
膜分离 热扩散
课程简介
化工分离工程是化学工程学科的重要组成部分,是化学工程与 工艺专业的一门专业必修课。本课程的任务是利用相平衡热力 学、动力学的微观机理,传热、传质和动量传递理论来研究化 工及其它相关过程中复杂物质的分离和纯化技术,分析和解决 在化工生产、设计和科研中常用的分离过程的理论和实际问题。 通过本课程的学习,要求我们 1)正确理解化工分离工程的有关基本概念和理论; 2)理解各概念之间的联系和应用; 3)掌握化工分离工程的基本计算方法; 4)能够理论联系实际,灵活分析和解决实际化工生产 和设计中的有关问题; 5) 对新分离技术有一定了解
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■课程类别:专业选修课 ■前期课程: 物理化学、化工原理、化工热力学 ■重点: 1.基本概念的理解 2.讨论各种分离方法的特征 3.对设计、分析能力的训练 4.提高解决问题能力
2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
教材: 陈洪钫,刘家祺.化工分离过程.北京:化学工业出版社, 1995 参考书:
邓修,吴俊生.化工分离工程. 科学出版社,2000.
16
平衡分离过程
过程名称 蒸发 原 料 液体 分离剂 热 产 品 液体+蒸汽 分离原理 蒸汽压不同
蒸馏
吸收 萃取
液体
气体 液体
热
不挥发性液体 不互溶液体
化工原理分离工程知识点

说明分离过程与分离工程的区别?答:分离过程:是生产过程中将混合物转变组成不同的两种或多种相对纯净的物质的操作;分离工程:是研究化工及其它相关过程中物质的分离和纯化方法的一门技术科学,研究分离过程中分离设备的共性规律,是化学工程学科的重要组成部分。
实际分离因子与固有分离因子的主要不同点是什么?答:前者是根据实际产品组成而计算,后者是根据平衡组成而计算。
两者之间的差别用级效率来表示。
错误:固有分离因子与分离操作过程无关怎样用分离因子判断分离过程进行的难易程度?答:分离因子的大小与1相差越远,越容易分离;反之越难分离。
按所依据的物理化学原理不同,传质分离过程可分为哪两类?答:平衡分离过程:采用平衡级(理论板)作为处理手段,利用两相平衡组成不相等的原理,即达到相平衡时,原料中各组分在两个相中的不同分配,并将其它影响参数均归纳于级效率之中,如蒸发、结晶、精馏和萃取过程等。
大多数扩散分离过程是不互溶的两相趋于平衡的过程。
速率分离过程:通过某种介质,在压力、温度、组成、电势或其它梯度所造成的强制力的推动下,依靠传递速率的差别来操作,而把其它影响参数都归纳于阻力之中。
如超滤、反渗透和电渗析等。
通常,速率控制过程所得到的产品,如果令其互相混合,就会完全互溶。
分离过程常借助分离剂将均相混合物变成两相系统,举例说明分离剂的类型。
答:分离过程的原料可以是一股或几股物料,至少必须有两股不同组成的产品,这是由分离过程的基本性质决定的。
分离作用是由于加入(媒介)而引起的,分离剂可以是能量(ESA)或物质(MSA),分离剂有时也可两种同时应用。
例如,要把糖水分为纯净的糖和水需要供给热量,使水分蒸发,水蒸气冷凝为纯水,糖在变浓的溶液中结晶成纯糖。
或供给?令量,使纯水凝固出来,然后在较高剃温度下使其隔出化;这里所加入的分离剂为ESA。
也可将糖水加压,通过特殊的固体膜将水与糖分离。
这里所加入的分NEW口e录制小视频离剂为MSA。
此外,ESA还可以是输入或输出的功,以驱动泵、压缩机;在吸收、萃取、吸附、离子交换、液膜固膜分离中,均须加入相应的MSA。
化工原理分离工程知识点

化工原理分离工程知识点化工原理分离工程是化学工程中的一个重要分支,涉及到物质的分离、提纯和纯化等工艺。
分离工程的目的是通过物理或化学手段,将混合物中的不同成分分开,以满足产品质量要求,并实现资源的合理利用。
下面将介绍一些关于化工原理分离工程的知识点。
1.分离工程的分类:-相平衡分离工程:利用物理性质(如沸点、溶解度等)不同的物质在相平衡时的差异进行分离,包括蒸馏、萃取、结晶、吸附等。
-膜分离工程:利用半透膜对混合物进行分离,包括逆渗透、超滤、气体渗透等。
-色谱分离工程:利用分子在固定相上的吸附与解吸作用的不同,进行分离,包括气相色谱、液相色谱等。
-离子交换分离工程:利用离子交换剂对混合物中的离子进行选择性吸附和解吸,包括离子交换层析、电渗析等。
-超临界流体分离工程:利用超临界流体对混合物进行溶解和脱溶,包括超临界流体萃取、疏水液相色谱等。
2.蒸馏:-原理:利用混合物中组分的不同沸点差异,将其在不同温度下从液相转变为蒸汽相,再通过冷凝收集纯净的成分。
-分类:常压蒸馏、减压蒸馏、精馏、萃取蒸馏等。
-应用:石油分馏、酒精提纯、药物合成等。
-原理:利用两个不相溶液体相之间的互溶性差异,将所需组分从一个相转移到另一个相中,实现分离和纯化。
-分类:液液萃取、固液萃取、溶剂萃取等。
-应用:食用油提取、天然产物提纯、有机物合成等。
4.结晶:-原理:利用溶液中物质浓度的变化,在适当的条件下使溶质以晶体形式析出,实现分离和纯化。
-分类:汽提结晶、真空结晶、冷结晶等。
-应用:糖类、盐类、有机物的制备和纯化等。
5.吸附:-原理:利用固体表面对一些组分的选择性吸附作用,实现分离和纯化。
-分类:气相吸附、液相吸附、离子交换等。
-应用:含油气分离、环保废气处理、污水处理等。
6.膜分离:-原理:利用半透膜对混合物进行分离,使其中的一些组分通过膜而其他组分被截留。
-分类:逆渗透、超滤、气体渗透等。
-应用:海水淡化、废水处理、气体分离等。
化工分离工程知识点

化工分离工程知识点化工分离工程是化工工程中的一个重要领域,其主要任务是将混合物中的不同物质按照一定的条件和方法进行分离,以得到纯净的物质。
分离工程在化工生产中起着至关重要的作用,可以帮助提高产品的纯度、品质和收率,同时也可以实现资源的高效利用。
在化工分离工程中,有许多重要的知识点,下面将对其中的一些重要知识点进行详细介绍。
1.分离原理在化工分离工程中,常用的分离原理包括蒸馏、结晶、吸附、萃取、膜分离、离子交换等。
其中,蒸馏是最常用的一种分离方法,它利用不同物质的沸点差异将混合物中的成分进行分离。
结晶则是通过溶解度的差异将混合物中的成分分离出来。
吸附是利用吸附剂对混合物中的组分进行吸附而实现分离。
萃取是利用两种不相溶的溶剂将混合物中的成分进行分离。
膜分离是利用半透膜将混合物中的成分进行分离。
离子交换则是通过离子交换树脂将混合物中的离子进行分离。
2.蒸馏工程蒸馏是常用的分离方法之一,其主要原理是根据物质的沸点差异将混合物中的成分进行分离。
在蒸馏工程中,常见的设备包括塔式蒸馏塔、板式蒸馏塔、换热器、冷凝器等。
蒸馏工程的优点是操作简单、技术成熟、分离效果好,适用于对物质纯度要求较高的情况。
3.结晶工程结晶是将溶液中的溶质通过结晶过程沉淀出来的分离方法,其主要原理是通过温度变化或添加结晶剂来控制溶质的溶解度,从而实现溶质的分离。
在结晶工程中,通常使用的设备包括结晶槽、结晶釜、过滤机等。
结晶工程的优点是生产操作简单、设备投资较小、适用于对纯度和晶体形态要求较高的情况。
4.吸附工程吸附是利用吸附剂对混合物中的组分进行吸附而实现分离的方法,其主要原理是通过吸附剂表面的吸附作用将目标成分从混合物中吸附出来。
在吸附工程中,常用的设备包括吸附塔、吸附柱、吸附剂等。
吸附工程的优点是操作简单、分离效果好、适用于对成分含量要求较高的情况。
5.膜分离工程膜分离是利用半透膜将混合物中的成分进行分离的方法,其主要原理是根据分子大小、形状、电荷等特性使得不同的成分通过膜的选择性渗透从而实现分离。
化工分离工程01[1]
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控制释放
将药物或其他生物活性物质以一定形式与膜 结构相结合,使这些活性物质只能以一定速度通 过扩散等方式释放到环境中。
膜生物传感器 由生物催化剂酶或微生物与合成膜及电极转
换装置组成,模仿生物膜对化学物质的识别能力 制成,为酶膜传感器和微生物传感器 。
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1.3.2分离过程与分离过程的耦合
复合分离过程
◆蒸汽渗透 例:发酵液脱水制无水乙醇
水与醇形成二元共沸物,共沸点:78.15℃,
三、膜过程的集成
x=0.894(mol)
优点:取长补短 例:分离悬浮液为高固体含量物料 将超滤、反渗透、渗透蒸馏组合在一起。
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1.4 设计变量
变量: 用于设计分离装置的参数/物理量. 如进料 流率, 浓度, 压力, 温度, 热负荷, 机械功的输入( 或输出)量, 传热面积大小, 以及理论塔板数等.
分离工程
教师:蒋春跃 制作:何寿林
本课程的任务和内容
■地位:专业基础课 ■前期课程:
物理化学、化工原理、化工热力学 ■重点: 1.基本概念、基本原理、基本公式
的理解 2.讨论各种分离方法的特征 3.对设计、分析能力的训练 4.提高解决问题能力
学生应掌握:
◆分离过程的基本理论 ◆简捷和严格计算方法 ◆强化、改进操作途径 ◆对新分离技术有一定了解
优点:集原分离过程之所长,避其所短。 适用于: 特殊物系的分离。 ◆萃取结晶(加和结晶) 分离:①挥发度相近的组分。
②无机盐生产(优点:节能)
溶剂可萃取出部分水。
◆吸附蒸馏
气一液一固三相分离过程
吸附分离优点 :
分离因子高,产品浓度高,能耗低。
缺点:吸附剂用量大 ,收率低。 ——形成互补
◆电泳分离
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化工分离工程复习题第一章1、求解分子传质问题的基本方法是什么?1)分子运动理论2)速率表示方法(绝对、平均)3)通量2、漂流因子与主体流动有何关系?p/p BM反映了主体流动对传质速率的影响,定义为“漂流因子”。
因p>p BM,所以漂流因数p/p BM>1,这表明由于有主体流动而使物质A的传递速率较之单纯的分子扩散要大一些。
3、气体扩散系数与哪些因素有关?一般来说,扩散系数与系统的温度、压力、浓度以及物质的性质有关。
对于双组分气体混合物,组分的扩散系数在低压下与浓度无关,只是温度及压力的函数。
4、如何获得气体扩散系数与液体扩散系数?测定二元气体扩散系数的方法有许多种,常用的方法有蒸发管法,双容积法,液滴蒸发法等。
液体中的扩散系数亦可通过实验测定或采用公式估算。
5、描述分子扩散规律的定律是费克第一定律。
6、对流传质与对流传热有何异同?同:传质机理类似;传递的数学模型类似;数学模型的求解方法和求解结果类似。
异:系数差异:传质:分子运动;传热:能量过去7、提出对流传质模型的意义是:对流传质模型的建立,不仅使对流传质系数的确定得以简化,还可以据此对传质过程及设备进行分析,确定适宜的操作条件,并对设备的强化、新型高效设备的开发等作出指导。
8、停滞膜模型、溶质渗透模型和表面更新模型的要点是什么?各模型求得的传质系数与扩散系数有何关系,其模型参数是什么?停滞膜模型要点:①当气液两相相互接触时,在气液两相间存在着稳定的相界面,界面两侧各有一个很薄的停滞膜,溶质A经过两膜层的传质方式为分子扩散。
②在气液相界面处,气液两相出于平衡状态。
③在两个停滞膜以外的气液两相主体中,由于流体的强烈湍动,各处浓度均匀一致。
关系:液膜对流传质系数k°G=D/(RTz G),气膜对流传质系数k°L=D/z L 对流传质系数可通过分子扩散系数D和气膜厚度z G或液膜厚度z L来计算。
模型参数:组分A 通过气膜扩散时气膜厚度为模型参数,组分A通过液膜扩散时液膜厚度为模型参数。
溶质渗透模型要点:①液面是由无数微笑的流体单元所构成,当气液两相出于湍流状态相互接触时,液相主体中的某些流体单元运动至界面便停滞下来。
在气液未接触前,液体单元中溶质的浓度和液相主体的浓度相等,接触开始后,相界面处立即达到与气相平衡状态。
②随着接触时间的延长,溶质A通过不稳态扩散方式不断地向液体单元中渗透。
③液体单元在界面处暴露的时间是有限的,经过时间θc后,旧的液体单元即被新的液体单元所置换而回到液相主体中去。
在液体单元深处,仍保持原来的主体浓度不变。
④液体单元不断进行交换,每批液体单元在界面暴露的时间θc 都是一样的。
关系:k cm=2[D/(πθc)]1/2对流传质系数可通过分子扩散系数D和暴露时间θc计算。
模型参数:暴露时间。
表面更新模型要点:①溶质向液相部传质为非稳态分子扩散过程。
②界面上液体单元有不同的暴露时间或称年龄,界面上各种不同年龄的液体单元都存在。
③不论界面上液体单元暴露时间多长,被置换的概率是均等的。
单位时间表面被置换的分率称为表面更新率,用符号S表示。
关系:k cm=(DS)1/2对流传质系数可通过分子扩散系数D和表面更新率S计算。
模型参数:表面更新率。
9、对流传质系数有哪几种求解方法,其适用情况如何?对流传质系数的分析解法和类比解法,仅适用于一些较为简单的传质问题;由于传质设备的结构各式各样,传质机理、尤其是湍流下的传质机理又极不完善,所以目前设计上还要靠经验方法,即通过实验整理出来的对流传质系数关联式来计算对流传质系数。
10、雷诺类比有何意义?雷诺类比把整个边界层作为湍流区处理,但根据边界层理论,在湍流边界层中,紧贴壁面总有一层流层存在,在层流层进行分子传递,只有在湍流中心才进行涡流传递,故雷诺类比有一定的局限性。
第二章1、温度和压力对吸收过程的平衡关系有何影响?加压和降温有利于吸收操作,因为加压和降温可提高气体溶质的溶解度。
2、亨利定律的适用条件是在一定温度小,当总压不很高时。
3、传质推动力的表达方式:气相组成差:△y=y-y e,液相组成差:△x=x e-x。
气相分压差:△p=p-p e以液相组成差:△c=c e-c。
4、相平衡关系在吸收过程中的作用:可以判断传质进行的方向,确定传质推动力的大小,指明传质过程所能达到的极限。
5、如何判断吸收过程是属于哪种过程控制对于易溶气体,H值很大, 1/Hk L<<1/k G,此时传质总阻力的绝大部分存在于气膜之中,吸收的总推动力主要用来克服气膜阻力,这种情况称为气膜控制。
对于难容气体,H值很小,H/ k G<<1/k L,此时传质阻力的绝大部分存在于液膜之中,气膜阻力可以忽略,吸收总推动力的绝大部分用于克服液膜阻力,这种情况称为液膜控制。
6、总吸收速率方程与膜吸收速率方程的不同:总吸收速率方程多了一个有效比表面积a7、亨利系数很大的条件是:温度升高,难溶气体的亨利系数大。
8、吸收剂萃取剂各为最小用量的多少倍吸收剂萃取剂用量都为最小用量的1.1~2.0倍。
9.质速度为气膜控制或液膜控制时为易溶还是难溶物质?答:气膜控制为易溶物质,液膜控制为难溶物质。
10.气体吸收时,操作线斜率代表什么意义?答:操作线斜率L/V称为液气比,它是溶剂与惰性气体摩尔流量的比值。
它反映单位气体处理量的溶剂消耗量的大小。
11.气体吸收时,操作线如何获得?答:无论是逆流操作还是并流操作的吸收塔,其操作线方程及操作线都是由物料衡算求得的,与吸收系统的平衡关系、操作条件以及设备的结构型式等均无任何牵连。
12.传质单元高度和传质单元数有何物理意义?答:传质单元高度反映了传质阻力的大小、填料性能的优劣以及润湿情况的好坏。
吸收过程的传质阻力越大,填料层有效比面积越小,则每个传质单元所相当的填料层高度就越大。
传质单元数反映吸收过程进行的难易程度。
生产任务所要求的气体组成变化越大,吸收过程的平均推动力越小,则意味着过程的难度越大,此时所需的传质单元数也就越大。
13.气相总体积吸收系数与气相总吸收系数有何不同之处?答:体积吸收系数K Ya是有效比表面积和吸收系数的乘积;体积吸收系数是表示填料层传质特性的动力学参数;体积吸收系数的物理意义:在推动力为一个单位的情况下,单位时间,单位体积,填料层所吸收溶质的量。
14.脱吸因数和吸收因数有何物理意义?答:\* MERGEFORMAT 称为脱吸因数,是平衡线斜率与操作线斜率的比值,量纲为一。
\* MERGEFORMAT ,即脱吸因素S的倒数,称为吸收因数,它是操作线斜率与平衡线斜率的比值,量纲为一。
15.吸收塔计算中的理论级表示何种含义?答:设填料层由N级组成,吸收剂从塔顶进入第I级,逐级向下流动,最后从塔底第N级流出;原料气则从塔底进入第N级,逐级向上流动,最后从塔顶第I级排出。
在每一级上,气液两相密切接触,溶质组分由气相向液相转移。
若离开某一级时,气液两相的组成达到平衡,则称该级为一个理论级,或称为一层理论板。
16.填料层的等板高度表示何种含义?答:等板高度HETP是指分离效果与一个理论级(或一层理论板)的作用相当的填料层高度,又称当量高度。
等板高度与分离物系的物性、操作条件及填料的结构参数有关。
17.多组分吸收非关键组分操作线斜率与关键组分操作线斜率区别如何?答:斜率:轻组分>关键组分>重组分18.常用解吸方法有哪些?答:(1)气提解吸(①以空气、氮气、二氧化碳作载气,又称为惰性气体气提②以水蒸气作载气,同时又兼作加热热源的解吸常称为汽提③以吸收剂蒸汽作为载气的解吸。
)(2)减压解吸(3)加热解吸(4)加热—减压解吸。
19.选择吸收剂有哪些基本原则?答:(1)溶解度吸收剂对溶质组分的溶解度要大,这样可以提高吸收速率并减少吸收剂的耗用量。
(2)选择性吸收剂对溶质组分要有良好的吸收能力,而对混合气体中的其他组分无吸收或吸收甚微,否则不能直接实现有效的分离。
(3)挥发度操作温度下吸收剂的蒸汽压要低,因为吸收尾气往往为吸收剂蒸汽所饱和,吸收剂的挥发度越高,其损失量便越大。
(4)黏度吸收剂在操作温度下的黏度越低,其在塔的流动性越好,这有助于传质速率和传热速率的提高。
(5)所选用的吸收剂还应尽可能满足无毒性、无腐蚀性、不易燃易爆、不发泡、冰点低、价廉易得以及化学性质稳定等要求。
20.什么情况下选择化学吸收?答:①净化或精制气体②制取某种气体的液态产品③分离混合气体以回收所需组分④工业废气的治理。
第三章1.多组分精馏如何计算泡点、露点?(1)泡点及平衡气相组成的计算因y1+y2+……+yn=1,将其带入ki=yi/xi可得\* MERGEFORMAT 。
要应用试差法,即先假设泡点,根据已知的压力和所设的温度,求出所设的温度,求出平衡常数,再核对\* MERGEFORMAT 是否等于1。
若是,则所设的泡点正确,否则应另设温度,重复上面的计算,直至\* MERGEFORMAT ≈1为止,此时的温度和气相温度即为所求。
(2)露点和平衡液相组成的计算因x1+x2+……+xn=1将其带入ki=yi/xi可得\* MERGEFORMAT 应用试差法,也可用相对挥发度法。
2.多组分精馏如何确定关键组分?在待分离的多组分溶液中,选取工艺中最关心的两个组分,规定它们在塔顶和塔底产品中的组成或回收率,那么在一定的分离条件下,所需的理论板层数和其他组分的组成也随之而定。
由于所选定的两个组分对多组分溶液的分离起控制作用,故称它们为关键组分,其中挥发度高的那个组分称为轻关键组分,挥发度低的称为重关键组分。
3.何为清晰分割,何为非清晰分割?清晰分割:若两关键组分的相对挥发度相差较大,且两者为相邻组分,此时可认为比重关键组分还重的组分全部在塔底产品中,比轻关键组分还轻的组分全部在塔顶产品中,这种情况称为清晰分割。
非清晰分割:若两关键组分不是相邻组分,则塔顶和塔底产品中必有中间组分;或者,若进料中关键组分的相对挥发度与关键组分的相差不大,则塔顶产品中就含有比重关键组分还重的组分,塔底产品中就会含有比轻关键组分还轻的组分。
上述两种情况称为非清晰分割。
4.多组分精馏如何确定最小回流比?恩德伍德公式:\* MERGEFORMAT \*MERGEFORMAT \* MERGEFORMAT 先用试差法求出θ,再求出Rmin5.多组分精馏如何进行进料板位置确定计算?①仿照两组分精馏计算中所采用的方法;②若为泡点进料,则用经验公式计算:\* MERGEFORMAT 2 ]第四章1、塔板有哪些主要类型?塔板可分为:降液管式塔板和无降液管式塔板降液管式塔板:泡罩塔板、筛孔塔板、浮阀塔板、喷射型塔板(舌型塔板、浮舌塔板、斜孔塔板)2、板式塔的流体力学性能包括哪些方面?⑴塔板上气液两相的接触状态1)鼓泡接触状态2)蜂窝状接触状态3)泡沫接触状态4)喷射接触状态⑵气体通过塔板的压降⑶塔板上的液面落差3、异常操作现象,是如何形成的?塔板的异常操作现象包括漏液、液泛和液沫夹带。