化工原理第十三章 其他分离过程课件.ppt

第十三章 其他分离过程  13.1 吸附 13.2 膜分离 13.1 吸附 13.1.1概述 13.1.2 吸附平衡 13.1.3吸附设备及计算 13.1.1概述 吸附 13.1.1概述 吸附分离应用主要包括： 13.1.2 吸附平衡 吸附平衡是指在一定温度和压力下，气固或液固两相充分接触，最后吸附质在两相中达到动态平衡；也可以是含有一定量的吸附质的惰性流体通过吸附剂固定床层，吸附质流动相和固定相中反复分配，最后在动态下达到稳定的动态平衡。 13.1.2 吸附平衡 根据实验，吸附等温线归纳为如图13—1所示的五种类型 13.1.2 吸附平衡 IV类 能形成有限的多层吸附。开始吸附量随着气体中组分分压的增加迅速增大，曲线凸起，吸附剂表面形成易于移动的单分子层吸附；而后一段凸起的曲线表示由于吸附剂表面建立了类似液膜层的多层分子吸附；两线段间的突变，说明有毛细孔的凝结现象。 13.1.2 吸附平衡 （1）同族序列的有机化合物相对分子质量愈大， 吸附量愈高； （2）溶解度小，疏水程度高，则易吸附； （3）一般芳香族化合物比脂肪族化合物更易吸附； （4）知链化合物比侧链化合物更易吸附。 13.1.2 吸附平衡 1.Langmuir等温式 13.1.2 吸附平衡 朗格缪尔关系式是一个理想得吸附公式，它代表了在均匀表面上吸附分子间彼此没有相互作用得情况下，单分子层吸附达到平衡时得规律。 13.1.3吸附设备及计算 1.接触式吸附设备及计算 13.1.3吸附设备及计算 ①单级吸附 13.1.3吸附设备及计算 若吸附等温式满足Freundlich公式，对低浓度的溶液，吸附平衡关系可写成：X=KY1/N，且，代入式（13—5），得 13.1.3吸附设备及计算 对吸附质进行物料衡算 13.1.3吸附设备及计算 若平衡关系满足Freundlich公式， ，且X0=0，则 13.1.3吸附设备及计算 ③多级逆流吸附 13.1.3吸附设备及计算 若平衡关系满足Frenundlich方程： ，则对二级逆流吸附情形，若X3=0，有 13.1.3吸附设备及计算 2.固定床吸附设备 13.1.3吸附设备及计算 吸附负荷曲线与穿透曲线 13.1.3吸附设备及计算 吸附负荷曲线与穿透曲线的关系 13.1.3吸附设备及计算 固定床吸附分离计算 13.1.3吸附设备及计算 移动床吸附器又称“超吸附塔”，移动床吸附器又称“超吸附塔”，对原水与处理要求较低，操作管理方便。 13.2膜分离 13.2.1概述 13.2.2分离膜与膜组件 13.2.3反渗透与纳滤 13.2.4超滤与微滤 13.2.5渗透气化与蒸汽渗透 13.2.6气体分离 13.2.7膜接触器 13.2.8电渗析 13.2.9膜组件特性及膜污染防治 13.2.1概述 膜分离是以对组分具有选择性透过功能的膜为分离截至，通过在膜两侧施加（或存在）一种或多种推动力，使原料中的膜组分选择性地优先透过膜，从而达到混合物分离，并视线产物地提取、浓缩、纯化等目的的一种新型分离过程。 13.2.2分离膜与膜组件 1.膜的种类及型式 13.2.2分离膜与膜组件 2.膜材料及制膜方法 13.2.2分离膜与膜组件 3.各种膜组件 13.2.3反渗透与纳滤 1.溶液渗透压 13.2.3反渗透与纳滤 在反渗透过程的设计中，溶液的渗透压数据是必不可少的。对于多组分体系得稀溶液，可用扩展的范特霍夫渗透压公式计算溶液的渗透压 13.2.3反渗透与纳滤 2.反渗透基本机理 13.2.3反渗透与纳滤 3.反渗透膜通量 13.2.3反渗透与纳滤 4.反渗透与纳滤膜的截流率 13.2.3反渗透与纳滤 5．膜过程设计 13.2.3反渗透与纳滤 ② 过程脱除率 13.2.4超滤与微滤 1.超滤的基本原理 13.2.4超滤与微滤 2.浓差极化与凝胶层阻力模型 13.2.4超滤与微滤 3.超滤过程工艺流程 13.2.5渗透气化与蒸汽渗透 1.渗透汽化及蒸汽渗透原理 13.2.5渗透气化与蒸汽渗透 2. 渗透通量和分离因子 13.2.6气体分离 1.气体在膜内的传递机理 13.2.6气体分离 2.气体的选择性和渗透性 13.2.6气体分离 当Kn≥0.01时，黏性流流动，可用Hagen-Poiseuille定律描述。在这种黏性流动范围内，气体混合物不能被膜分离。 13.2.6气体分离 3.非多孔膜内的扩散 13.2.7膜接触器 1.膜接触器得种类 13.2.7膜接触器 13.2.7膜接触器 2.膜接触器的传递原理 13.2.7膜接触器 3.膜接触器的温差极化 13.2.8电渗析 1.电渗析过程原理 13.2.8电渗析