机械分离过程
化工工艺分离过程解析
化工工艺分离过程解析摘要：在中国的化学生产行业中，生产相关化学产品所涉及的一些原材料和最终产品实际上需要分离和纯化。
这一分离措施几乎是任何化学生产系统实施中不可错过的核心环节。
因此，在化工过程的实际应用中，必须最大限度地保证分离方法的合理性，选择最佳的分离技术，从而大大降低不同环节的成本，这是实施分离顺序的一个至关重要的综合目的。
本文主要对化学过程分离过程进行了分析和研究。
关键词：化学技术；生产；分离技术前言：在当前我国化学工业快速发展的过程中，为了保证化学产品的质量，人们采用分离提纯的方法对原料进行相应的处理，从而有效控制化学工艺生产的成本。
目前，分离技术在中国化学工业的发展中具有重要意义。
它不仅保证了化工生产原料的质量，而且有效地提高了化工产品的质量，从而提高了化工行业的经济效益和社会效益。
以下是化学过程分离的介绍。
一、化学分离过程概述化工生产中常用的分离过程基本上可分为三大类,第一类是以能量为分离剂,例如精馏、蒸发、结晶、干燥、闪蒸等;第二类是以物质为分离剂，例如解吸、吸收、萃取、吸附、离子交换等;第三类是利用物质的密度、粒度、表面等性质不同而进行的机械分离过程，例如沉降、离心分离、过滤、浮选等过程。
在以上分离方法中,精馏方法往往是首选的分离方法,是实现传质分离的重要手段,通过对精熘分离过程流程合理设计以降低各项费用,是精馏分离序列综合的主要内容。
二、化学分离工艺的分类和特点化学生产中常用的分离工艺可分为机械分离和传质分离。
机械分离过程的分离对象是由两个或多个相组成的混合物。
目的只是将每个阶段分开。
只要使用简单的机械方法，两个相就可以分离，并且两个相之间没有物质转移；例如，过滤、沉淀、离心分离、旋风分离和静电沉淀。
传质分离过程用于分离各种均相混合物，其特征是传质。
根据物理和化学原理的不同，工业中常用的传质和分离过程可分为平衡分离过程和速率分离过程，即从物质中分离能量的过程。
2.1化学平衡分离过程在该方法中，利用分离介质将均质混合物系统转化为两相系统，然后根据两相系统中混合物中各组分的不同分布实现相平衡分离。
分离过程的分类
第一章 绪论分离过程的分类:机械分离、传质分离机械分离：处理两相以上的混合物如过滤、沉降、离心分离等 传质分离：处理均相混合物传质分离可分为：平衡分离过程如精馏、吸收、萃取、结晶、吸附等，借助分离剂使均相混合物系统变成两相系统，再利用混合物中各组分在处于相平衡的两相中的不等同分配而实现分离。
速率分离过程如微滤、超滤、反渗透、电渗析等，在某种推动力（浓度差、压力差、温度差、电位差等）的作用下，利用各组分扩散速率的差异实现分离。
分离媒介：能量媒介ESA 、质量媒介MSA第二章 单级平衡过程相平衡关系：混合物所形成的若干相保持物理平衡而共存的状态。
热力学：整个物系的自由能最小。
动力学：相间表观传递速率为零。
相平衡条件（准则）：各相的温度相等、压力相等，每个组分的化学位相等。
相平衡常数：i i i x y K /= 分离因子：ji j i j i ij K K/x x /y y ==α，平衡分离过程，常采用分离因子表示平衡关系。
相对挥发度对温度和压力变化不敏感，常视为常数，简化计算。
分离因子与1的偏离程度表示组分间分离的难易程度。
相平衡方程：C 个 C 1,2,...,i ==i i i x K y 摩尔分率加和方程：2个0.11=∑=Cii x0.11=∑=Cii y汽液平衡常数关联式： C 个 C 1,2,...,i ),,,(==y x P T f K i 泡点方程： ()011=-=∑=Ciii x K Tf泡点压力的计算：泡点方程： ()011=-=∑=Ciii x K pf露点方程：()0.1/1=∑=cii i K y 闪蒸过程:连续单级蒸馏过程。
它使进料混合物部分汽化或冷凝得到含易挥发组分较多的蒸汽和含难挥发组分较多的液体。
物料衡算—M 方程 C 个 ,...C ,i Vy Lx Fz i i i 21=+= 相平衡—E 方程 C 个 C i x K y i i i ,...2,1== 摩尔分率加和式—S 方程 2个11=∑=Cii x11=∑=Cii y热量平衡式— H 方程 1个 L V F LH VH Q FH +=+设计前需预先给定数值的变量称为设计变量。
分离工程习题
分离工程习题 一、填空： 1、分离过程分为（机械分离方法）和（传质分离）两大类。
2、传质分离过程分为（平衡分离过程）和（速率分离过程）两大类。
3、分离剂可以是（能量）和（物质）。
4、机械分离过程是（过滤、离心分离）、旋风分离、静电除尘 5、速率分离过程是超滤、渗析（膜分离、渗透）。
6、平衡分离过程是（吸收、萃取）、精馏、蒸发。
7、气液平相衡常数定义为（气相组成与液相组成的比值）。
8、理想气体的平衡常数与（组成）无关。
9、活度是（修正的）浓度。
10、低压下二元非理想溶液的相对挥发度α12等于（022011p p γγ）。
11、气液两相处于平衡时，（化学位）相等。
12、Lewis 提出了等价于化学位的物理量（逸度）。
13、逸度是（修正的）压力。
14、在多组分精馏中塔顶温度是由（露点方程）方程求定的。
15、露点方程的表达式为（∑=1K /y i i ）16、泡点方程的表达式为（∑=1x K i i ）。
17、泡点温度计算时若1x K i i >∑，温度应调（小）。
18、泡点压力计算时若1x K i i >∑，压力应调（大）。
19、在多组分精馏中塔底温度是由（泡点）方程求定的。
20、绝热闪蒸过程，节流后的温度（降低）。
21、若组成为Z i 的物系，1K /Z 1Z K i i i i >∑>∑且时，其相态为（气液两相）。
22、若组成为Z i 的物系，1Z K i i <∑时，其相态为（过冷液相）。
23、若组成为Z i 的物系，1K /Z i i <∑时，其相态为（过热气相）。
24、绝热闪蒸过程，饱和液相经节流后会有（气相）产生。
25、设计变量与独立变量之间的关系可用下式来表示（Ni ＝Nv －Nc ）。
26、设计变量分为（固定设计变量）与（可调设计变量）。
27、回流比是（可调）（固定、可调）设计变量。
28、关键组分的相挥发度越大，精馏过程所需的最少理论板数（越少）。
分离过程(word文档良心出品)
分离过程绪论：1：分离过程：1：机械分离：用于两相混合物；如过滤、沉降、离心分离、旋风分离、静电除尘 2：传质分离：用于均相混合物；1：平衡分离过程：借助分离媒介（能量（ESA ）媒介和物质（MSA ）媒介）使变成两相系统。
例子：闪蒸、部分冷凝、精馏、萃取精馏、吸收蒸出、解吸、共沸精馏、液液萃取、干燥、蒸发、结晶、升华、浸取、吸附、离子交换、泡沫分离、区域熔炼、膜萃取2：速率分离过程：借助某种推动力（浓度差、压力差、温度差、电位差） 例子：微滤、超滤、反渗透、渗析、电渗析、气体分离、渗透蒸发、乳化液膜 （均为膜分离）2：设计变量：在计算前应该指定的物理量(1) 总变量数Nv ：一个C 组分数的物流:每1股物流独立变量数为：c+2 (c+3-1)系统总变量数 Nv ：Nv= nm （C+2）+nw+nqNv= 4（C+2）+1+2 = 4（C+2）+3(2) 约束（条件）数N Ｃ：1) 物料平衡约束：一个C 组分的物流有C 个物衡算式。
2) 能量平衡约束：对于和外界无机械能交换的分离过程有1个热衡算程。
3) 相间分配关系的约束：C 组分汽液平衡体系有C 个相间分配关系。
4) 固有约束：它们的温度、压力相等，这样就有两个固有约束。
(3) 设计变量数Ni ： 为固定设计变量 如：进料物流的变量（流量、组成、温度和压力）及系统的压力。
为可调设计变量 真正需要设计者确定的变量1：单元的设计变量：单元（或基元）——“e ”分离过程中的单元可分为两大类:1：单元中无浓度变化：每一物流都只有三个独立变量。
通常考虑取流率、温度和压力。
2：有浓度变化的单元：描述一个单相物料的独立变量数及一个两相（互成平衡）物料的独立变量数都是c+2。
3：几种重要综合单元：1)串级单元:一块理论板可看作为混合器+分相器2)侧线采出板：是理论板和分配器的组合。
3)加料板单元:是一个分相器和两个混合器组成的综合单元。
c V i N N N -=a x i N N N +=aNx N ec eV e i N N N -=exe a e i N N N +=1=e a N 1=e a N 0=ea N 1=ua N 1=ua N2:装置的设计变量：装置的设计变量——“u ”(1)装置的设计变量总数Niu精馏塔的精馏段和提馏段分别是一个串级单元，所以精馏塔Nr =2 。
分离工程总结
第一章定义：分离工程就是将混合物分离成两种或两种以上较纯物质的一门工程技术学科。
按分离过程中有无物质传递现象发生：1、机械分离过程 对象：非均相混合物 特点：用机械法将非均相物系分离，而相间并无物质传递发生 2、传质分离过程 特点：相间有质量传递现象平衡分离 利用两相平衡组成不等的原理：常采用平衡级（理论板）作为处理手段，并把其它影响归纳于效率中。
速率分离 利用溶液中不同组分在某种推动力（如压差、浓度差、电位差）作用下经过某种介质（如半透膜）时的传质速率（透过率、迁移率、扩散速率）差异而实现分离 特点：所处理的物料和产品属于同一相态，仅有组成的差别。
通用 根据汽液相平衡组成将实际分离设备所能达到的分离因子与理想分离因子之间的差别用效率来表示： 效率第二章 吸收的定义：吸收是利用液体溶剂对气体混合物中各组分溶解度的差异来分离气体混合物的过程。
吸收的类别： 物理吸收 化学吸收 吸收过程：吸收→吸收塔 解吸→再生塔 解吸方法（1）减压冷再生（2）气提冷再生（3）间接蒸汽热再生气液相平衡---热力学体系：等T ，等P 下： 又 则 气相 液相 平衡时 ―― 气液平衡常数 大多数气液吸收过程中溶剂的温度高于气体的T C ,此时，气体不再被冷凝而只是溶解于液相： 其中 饱和液体的逸度=饱和蒸汽的逸度Pis 为纯物质i 的饱和蒸汽压。
理想溶液 低压下：Pei （平衡分压）代替f i G 则 亨利定律 若以浓度Ci 代替xi ，则： 其中 C M 溶液的总摩尔浓度 高压下 其中：Hi 为溶液中i 组分的标准态逸度，Pi 为纯物质i 的压力。
xi （溶质浓度）非常小的非电解质溶液 其中：x 0为溶液中吸收剂的摩尔分率（x0=1-xi ）， A 为常数，是温度、压力的函数。
对于理想溶液，A=0化学反应平衡常数 理想溶液Kr=1 其中溶解时相平衡服从亨利定律： 连解得 ①：物理溶解，H A ②：化学反应，K A 化学平衡根据K A 求C A ，再根据亨利定律求P A 双膜论 可简化为 Fick 定律如下： G Li i μμ=ln ()i i RT f T μλ=+GL i if f ∧∧=G i i i f P y φ∧∧=L L i i i i f f x γ∧=G L i if f ∧∧=L i i i i iP y f x φγ∧=Li i i i ii y f m x p γφ∧==ln ()L is i i v i f V p p f RT -=-v s i i f f=G i i if H x ∧=ei i i p H x =ei i i p H C '=i i M H H C '=()ln ln G i i i i i f V P P H x RT ∧--=+20ln ln (1)Gi i i f A H x x RT ∧=--/m n M N a a b A B a a K K K a a γ==m n /M N a b A BC C K C C =m n M N a bA B K γγγγλ=/A A A p H C =/1//()m n aM N A A bBC C p H K C =A A C N dz dz t z ∂∂=-∂∂)()(Ai Al l Ai Al lAB l Ai Al AB AABA C C k C C D C C D zC D N -=-=--=∂∂-=δδA AC N t z∂∂-=∂∂j i j i ij x x y y =α对于液相 对于气相 渗透论 物料衡算+费克定律 可得到 求解得其中 l 正比表面更新论 模型参数S (表面更新率) 传质总系数 K G 和K L双膜论的要点1) 传质在稳态下进行;2) 传质阻力集中在相界面两侧的滞留膜中，膜内进行分子扩散传递；3) 相界面保持气液平衡， 无界面阻力。
分离机、离心机分离过程
分离机、离心机分离过程分离机、离心机分离过程：:工业生产中，常常需要把悬浮液和乳浊液中的固体颗粒和液体分离，以满足不同的工艺目的。
凡是利用离心力来分离固—液、液—液以及液—液—固混合物的机械统称为离心机，它是一种典型的化工机器。
采用离心机进行分离的过程一般可分为离心过滤、离心沉降和离心分离三种。
1、离心沉降过程。
离心沉降常用于分离固体含量较少而且颗粒较细微的悬浮液。
转鼓壁上是不开孔的。
当悬浮液随着转鼓一起高速旋转时，其中固体颗粒由于离心力的作用向鼓壁沉降，积在外层，而液体则留在内层。
2、离心分离过程。
离心分离常用于分离两种密度不同的液体所形成的乳浊液或含有极微量固体颗粒的悬浮液。
在离心力的作用下，液体按密度不同分为里外两层，密度大的在外层，密度小的在里层，通过一定的装置将它们分别引出;固相则沉于鼓壁上，间歇排出。
其转鼓壁也是不开孔的。
3、离心过滤过程。
离心过滤通常用于固相含量较高、颗粒较大的悬浮液的分离。
过滤式离心机转鼓壁上有孔，一般转鼓内壁上衬有金属底网及滤网。
转鼓回转时，液体因离心力的作用透过滤渣、过滤介质(滤网)、底网及转鼓小孔甩出鼓外，固体被截留在转鼓内的滤网上形成滤渣，随着转鼓不停地转动，滤渣层在离心力作用下被逐步压实，其孔隙中的流体则在离心力的作用下，被不断甩出，最后得到较为干燥的滤渣。
4、分离因数。
当一物体绕一中心轴作匀速圆周运动时，则有向心力作用于该物体上，力的方向沿半径指向轴心，根据牛顿第三运动定律知，必将会产生一个大小相等，方向相反的力，此力称为离心力。
离心力随着转鼓的旋转不断改变方向，故离心力即物体运动方向改变。
本文由欣惠泽奥提供。
分离过程知识点
三、名词解释1、分离过程 : 将一混合物转变为组成互不相同的两种或几种产品的那些操作。
2、分离工程: 研究分离过程中分离设备的共性规律，分离与提纯的科学。
3、传统分离过程的绿色化：对过程(如蒸馏、干燥、蒸发等)利用系统工程的方法，充分考虑过程对环境的影响，以环境影响最小(或无影响)为目标，进行过程集成。
4、传质分离过程:一类以质量传递为主要理论基础、用于各种均相混合物分离的单元操作。
可分为平衡分离过程和速率分离过程两大类,遵循物质传递原理。
5、平衡分离过程：大多数扩散分离过程是不相溶的两相趋于平衡的过程，而两相在平衡时具有不同的组成，这些过程称为平衡分离过程。
6、速率控制分离过程::利用溶液中不同组分在某种推动力的作用下，经过某种介质时的传质速率差异而实现分离的过程。
7、泡点温度：是指液体在恒定的外压下，加热至开始出现第一个气泡时的温度。
8、露点温度：在恒压下冷却气体混合物，当气体混合物开始凝聚出第一个液滴时的温度。
9、汽化率：液体汽化所减少的质量占原液体质量的比率。
10、液化率：e=液化量/总加入量=L/F11、分离因子： 表示任一分离过程所达到的分离程度 表示组分i 及j 之间没有被分离 表示组分i 富集于1相，而组分j 富集于2相表示组分i 富集于2相，而组分j 富集于1相12、分离剂 ： 在两种相同的或不同的材料之间、材料与模具之间隔离膜，使二者间不发生粘连，完成操作后易于分离的液剂。
种类为：（1）石膏分离剂（2）树脂分离剂（3）蜡分离剂 （4）其他分离剂如硅油、凡士林等。
13、固有分离因子： αij 称为固有分离因子，也称相对挥发度，它不受分离设备的影响。
14、机械分离过程：分离对象为两相以上的混合物，通过简单的分相就可以分离，而相间并无物质传递发生。
15、膜分离：是利用液体中各组分对膜的渗透速率的差别而实现组分分离的单元操作。
16、关键组分:由设计者指定浓度或提出分离要求的两个组分称为关键组分。
分离过程的分析与选择
分离工程
沉降式离心机 分离能力大，适应粒度范围宽， 分离能力大 ， 适应粒度范围宽 ， 分离能力可通过改 变转速及停留时间来控制。设备投资、维护费用高。 变转速及停留时间来控制。设备投资、维护费用高。 各种沉降式离心机的适用范围如下表所示。 各种沉降式离心机的适用范围如下表所示。
分离工程 过滤式离心机 与真空过滤机、 压滤机用途基本相同。 与真空过滤机 、 压滤机用途基本相同 。 所得固 体含 水率更低，洗涤效果更好；处理微细粒子时效 水率更低，洗涤效果更好； 果欠佳。 果欠佳。 沉降－过滤组合离心机 沉降－ 常用的是沉降型转鼓/过滤型转鼓组合的形式， 常用的是沉降型转鼓 /过滤型转鼓组合的形式 ， 可 充分洗 涤滤渣 。 洗液 母液可 分开 ， 可处理 10 ～ 15µm颗粒的悬浮物，进料浓度可低至5％。 15µ 颗粒的悬浮物，进料浓度可低至5
分离工程
对于非均相混合物的分离，首先要看混合物内相的 均相混合物的分离，
组成及其形态、溶解性、挥发性等方面的差异。 组成及其形态、溶解性、挥发性等方面的差异。 其次是看混合物内相的其它特性， 如粒度差、 其次是看混合物内相的其它特性 ， 如粒度差 、 密 度差等。 度差等。 混合物内相的组成及其形态决定了相的流动性和 截留性。 截留性。 如不同相之间有密度差、 粒度差等， 由于粒度差、 如不同相之间有密度差 、 粒度差等 ， 由于粒度差 、 密度差决定了混合物内潜在的沉降、 离析性， 密度差决定了混合物内潜在的沉降 、 离析性 ， 可用机 械分离过程。 械分离过程。
分离工程
各种机械分离过程性能比较
分离工程
4分离过程的设计 混合物种类繁多，其特性也各不相同。 混合物种类繁多，其特性也各不相同。 分离技术多种多样，性能各异，各有优缺点。 分离技术多种多样，性能各异，各有优缺点。 完成某一种分离任务， 完成某一种分离任务 ， 可采用的分离方法有可能是 多样的。 多样的。 分离要求也各不相同。 分离要求也各不相同。 分离过程的设计就是在综合考虑混合物的特性、 分离过程的设计就是在综合考虑混合物的特性 、 分 离要求、分离过程特性的基础上， 离要求、分离过程特性的基础上 ，选择并组合分离单元 操作，成为技术、经济等方面都可行的分离系统。 操作，成为技术、经济等方面都可行的分离系统。
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分离工程
絮凝过程及机理 高 分 絮 凝
子
架 桥 作 用
过
程 模 型
分离工程
絮凝剂的种类和性质
絮凝剂为有一定线性长度的高分子有机聚合物。 种类很多，按来源可分为天然的和人工合成的两大 类。 天然高分子絮凝剂主要有：淀粉、丹宁、纤维
素、动物胶和白明胶等，可经过化学改性适应不同
的需要。 一般说来，天然高分子絮凝剂价格低廉但分子 量较低和不稳定，用量大，使用时效果不佳。 大多数工业应用中，使用人工合成的高分子絮
分离工程 非均相混合物中颗粒的实际沉降过程
沉降实验
分离工程
影响沉降分离的因素 重力沉降分离的依据是分散相和连续相之 间的密度差，其分离效果与分离相颗粒的大小、 形状、浓度、连续相的粘度、凝聚剂和絮凝剂 种类及用量、沉降面积以及物料在沉降槽中的 停留时间等因素有关。
分离工程
分离工程
重力沉降设备 重力沉降设备称为沉降槽、浓缩机、澄清 器、隔油池等。分为间歇式和连续式两大类。 1905年道尔公司发明了第一台耙式浓缩机， 此后，重力沉降设备发展迅速。目前的发展方
分离工程
3.2絮凝
絮凝是通过高分子聚合物（即絮凝剂－通常为含有极性
官能团的聚合物）在分子上吸附多个微粒的架桥作用而使多 个微粒形成絮团。 絮凝剂在水溶液中具有伸展性、可挠性。伸展性是指具 有一定的伸展长度，可以在颗粒间架桥，将微粒桥联起来，
故最有效的絮凝剂为水溶性的高分子量聚合物；可挠性是指
絮凝具有一定的强度能经受一定程度的剪功而不破碎。 相对凝聚而言，絮凝产生的聚集物要大的多（有时凝聚 的絮团也能被絮凝）。絮凝体的特点是粒度粗、疏松、强度 较大，但破碎后一般不成团，即絮凝过程不可逆。
很多含碳物质及金属细粉与空气形成爆炸物，必须除去这 些物质以消除爆炸的隐患。
分离工程
2颗粒的动力学性质
颗粒动力学是研究颗粒在流体中运动的学科，主要 探讨颗粒的沉降过程。在沉降分离、流化输送和流化干 燥等过程中具有重要的价值。 颗粒的沉降与流态化对分离过程影响较大。
4(ρ P - ρ) gdP ut = 3ρξ
分离工程
6.3旋流器的功能及应用 功能
(1)澄清或增浓 可用于有密度差的非均相混合物的分离 过程。分离后固含量可达40％～75％，或含水量从90％以 上降到60％或更低。 (2)洗涤 由于旋流器内具有强烈的流体剪切作用，旋流 器可以作洗涤器将粘在颗粒上的污染物质。 (3)分级 不同粒度的颗粒具有不同的沉降速度，旋流器 可将颗粒按粒度分离。强烈的流体剪切作用，颗粒分散作 用良好，可用于聚结性颗粒。 (4)强化传热传质 具有强烈的流体剪切、湍流，可用于 分离和传热传质耦合过程，如燥分离器、反应分离器等。
Hale Waihona Puke 离工程分离工程分离工程
分离工程
分离工程
分离工程
6 旋流分离
6.1概述
旋流分离技术包括旋流分离器及其与之配套的技术
与设备，如供料系统－动力源(泵或风机)、流程系统、 检测和控制系统等。 旋流分离技术的关键是旋流分离器，简称旋流器。 根据使用介质的不同(气体或液体)，旋流分离可分
为干法与湿法两大类。前者为旋风分离，后者为旋液分
离，相应地有旋风分离器(cyclone)和旋液分离器 (hydrocyclone)。
分离工程
美国Bretney于1891年注册旋液分离器第一专利。 1814年，美国在一家磷酸盐厂使用了一种直径为 1.5m的旋液分离器。 20世纪30年代末，成功用于纸浆原料的清洗。 40年代，荷兰M.G．Driessen在选煤厂成功地用旋液 分离器洗煤及浓缩黄泥浆和砂浆。 40年代后期，旋液分离器才开始比较广泛的应用。 60年代末开始，英国南安普顿大学MartinThew教授 发明了液液旋流分离器， 应用于产油污水处理领域。 我国在20世纪60年代末才开始接触旋流分离，研究 报导较少（进口和仿制），主要应用于选矿、石油及淀 粉工业。
旋流器与离心机都是利用离心沉降的工作原理，所
不同之处是产生物料高速旋 转的方法。离心机是由转鼓 的高速旋转带动，而旋流器是由切线方向进料引起的。
分离工程
旋流器的性能包括分离性能和操作性能。
分离性能包括分离效率（如总效率），分割粒度或
分级锐度。操作性能包括压力降、流量(处理量) 及分流
比。分流比也可以看作是分离性能，因其反映了产品的 产量。 利用旋流器，可以有效地从流体介质中分离出几个 微米的微细颗粒。所需分离粒度可通过改变几何尺寸或
粒的脱除。
分离工程
1概述
由于非均相物系中的连续相和分散相具有不同的物 理性质（如密度、粒度），故一般可用机械方法将它们 分离。要实现这种分离，必须使分散相和连续相之间发 生相对运动，因此，非均相物系的分离操作遵循流体力
学的基本规律。按两相运动方式的不同，机械分离大致
分为沉降和过滤两种操作。 机械分离过程主要有：凝聚与絮凝、重力沉降、离 心分离、旋流分离、浮选、过滤、筛分、压榨、超声、 磁、电分离等。
分离工程
絮凝剂在颗粒表面上的吸附机理
絮凝剂在颗粒－水界面上的固着被认为是多点附着，
即絮凝剂分子是依靠多个官能团在颗粒表面多个位臵上吸 附的。 吸附作用可以是物理吸附也可以是化学吸附。物理吸 附包括静电作用、偶极吸附作用、范德华作用和疏水作用。
化学吸附包括化学健、氢健和配位健。
化学吸附是短程力，而静电是长程力，所以带有与固 体表面同号电荷絮凝剂要在固体表面上吸附，须事借助其 它的作用力使两者互相接近，到达对方。
分离工程
6.2旋流器的基本结构、工作原理及操作特点
结构图
工作原理示意图
分离工程
根据分散相的富集或迁移方向，旋流分离可分为重
分散相分离和轻分散相分离两大类。 对于重分散相分离，即分散相的密度大于连续相的 密度，分散相将在底流富集，如淀粉乳浓缩和含水油脱 水；对于轻分散相分离，即分散相的密度小于连续相的 密度，分散相将在溢流富集，如从水中分离比水密度小 的塑料颗粒和油污水去油。
分离工程
非均相混合物分离的目的
（1）回收有价值的分散物质 回收有价值的催化剂颗粒； 金属冶炼过程中烟气中悬浮的金属烟尘； （2）净化分散介质以满足后续生产工艺的要求
催化反应的原料气中夹带有会影响催化剂活性的杂质；
（3）环境保护和安全生产 保护人类生态环境、清除工业污染，对排放的废气、废液
中有毒的物质加以处理，使其达标排放；
分离工程 旋流器的应用
石油、化学工业： 含油废水处理、原油脱水、去砂、催
化剂回收、颗粒分级等。
食品工业：粗分离（去皮屑、胚芽）、去砂子、淀粉洗 涤、乳液增浓、气流干燥回收产品、饮料行业去除杂质。 造纸工业：造纸废水处理、去砂、去杂等。 选矿、洗煤、硅酸盐工业：去杂、去末、分级及脱水。
钢铁工业：浓缩氧化铁悬浮液、烟气脱硫除尘。
涤或分级。 离心机的构造很多，但其基本结构或主要部件 为高速旋转的转鼓，转鼓可水平或竖直安装。 转鼓有两种，一种无孔，另一种有孔。
有孔的为离心过滤，无孔的为离心沉降。
分离工程 离心机按分离因数的大小，分为常速（小于
3000）、高速（3000到5000）和超速离心机（大于
5000）。 按操作原理，可分为过滤式和沉降式。 按操作方式，可分为间歇式和连续式。 按卸料方式分为人工卸料和自动卸料。 按转鼓形状分为圆柱形、圆锥形和柱－锥形。 按转鼓的数目分为单鼓式和多鼓式。
向是大型化和高效化。大型化导致浓缩机笨重、
占地面积大，因而追求高效化是发展趋势。高
效凝聚剂与絮凝剂的使用提高了单位面积处理
能力。
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分离工程 5离心分离
离心机是一种利用转鼓带动物料高速旋转产生
的离心力来强化分离过程的分离设备，是工业上主
要的分离设备之一，可用于澄清、增浓、脱水、洗
核工业：铀矿料洗涤、铀同位素的分离提取。 三废处理：脱硫除尘、废水治理、废渣净化。
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6.4旋流器的性能及其影响因素 影响旋流器分离性能的因素有：物料性质、操作条件
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凝聚剂的选择
所有电解质都能使水中胶粒或悬浮粒子在一定程度上凝
聚，但其添加量和凝聚能力是不同的，其中主要是由于胶粒 或微细粒子电性相反的离子所决定。 反电性离子的价数越多，凝聚能力越大；价数相同，水 化势能弱，凝聚能力越大。
凝聚剂主要为无机盐电解质，其主要类型为：
无机盐类：如硫酸铝和硫酸铝钾（明钒）、硫酸铁和硫 酸亚铁（绿钒）、碳酸镁、铝酸盐、氯化铁等。 金属氢氧化物：如氢氧化铝、氢氧化铁、氢氧化钙等。 聚合无机盐：是一类高效凝聚剂，主要是聚合铝、铁。
凝剂。
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絮凝过程的影响因素
影响絮凝效果的影响因素主要有三方面：絮凝 剂的性质、悬浮液的性质、水力条件。 絮凝剂性质主要有分子量大小（溶解性与絮凝 效果的矛盾）、极性官能团情况。
悬浮液性质包括：悬浮物的影响（颗粒表面电
性、颗粒的尺度）、pH值的影响（伸展程度、表面 电性）、水温的影响（温度低絮凝速度降低）。 水力条件分为混合阶段与絮凝阶段。混合阶段 强搅拌、絮凝阶段适宜的紊动程度。
d Pρut ξ =φ μ
影响颗粒沉降的基本因素主要有：两相密度差、颗 粒直径、流体介质的粘度、外加力场等。除此之外，还
有颗粒形状、悬浮液浓度、容器的壁效应等。
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3凝聚与絮凝
3.1悬浮溶液的电学性质 悬浮液的电学性质通常是指固液悬浮体系的电动现 象，而悬浮体系的电动现象的起因与颗粒表面电荷有关。 当颗粒表面荷电后，荷电的颗粒表面便吸引分散介
调节操作参数来得到。此外，旋流器的分离性能可通过
几个旋流器的串联操作进一步提高，也可通过多个旋流 器并联来满足任意处理量的要求。
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旋流器的优点： ①结构简单；②安装方便；③工作连续可靠；④成本 低，包括制造、安装空间、运行、维护等方面的费用低； ⑤应用范围广；⑥适应性好；⑦具有剪切、洗涤作用；⑧ 易于清洗；⑨易于实现自动控制。 旋流器的缺点： ①与离心机比，即可分离粒度没有离心机的小； ②由于剪切作用，对某些絮凝或聚凝性物料不适用； ③受流动性限制，增浓或脱水操作时，底流浓度不能 太高； ④通用性较差。