非均相分离课件.ppt
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- 均相 分离 课件
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1、第六章第六章 非均相分离非均相分离第一节第一节 概概 述述1 1、相:体系中具有相同组成,相同物理性质和相同化学性质、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。相与相之间有的均匀物质。相与相之间有明确的界面明确的界面。2 2、均相:凡物系内部各处物料质均匀而不存在相界面者,称、均相:凡物系内部各处物料质均匀而不存在相界面者,称为均相混合物或均相物系。为均相混合物或均相物系。3 3、非均相:凡物系内部有隔开两相的界面存在,而界面两侧、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。的物料性质截然不同者,称为非均相混合物或非
2、均相物系。 非均相物系里,处于分散状态的物质称为分散物质(或分非均相物系里,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)。质(或连续相)。4 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、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。具体点讲机械方法操作。具体点讲机械方法: :沉降和过滤。沉降和过滤。概概 念念第一类是第一类是均相物系均相物系如混合气体、溶液;如混合气体、溶液; 特征:物系内各处性质相同,无分界面。须用吸收、蒸馏特征:物系内各处性质相同,无分界面
3、。须用吸收、蒸馏等方法分离。等方法分离。第二类是第二类是非均相体系非均相体系 液态非均相物系:固体颗粒与液体构成的悬浮液;不互溶液态非均相物系:固体颗粒与液体构成的悬浮液;不互溶液体构成的乳浊液;液体构成的乳浊液; 气态非均相物系:固体颗粒(或液体雾滴)与气体构成的气态非均相物系:固体颗粒(或液体雾滴)与气体构成的含尘气体(或含雾气体);气泡与液体所组成的泡沫液等。含尘气体(或含雾气体);气泡与液体所组成的泡沫液等。特征:物系内有相间的界面,界面两侧的物性截然不同。特征:物系内有相间的界面,界面两侧的物性截然不同。 (1 1)分散相:往往是液滴、雾滴、气泡,固体颗粒)分散相:往往是液滴、雾滴、
4、气泡,固体颗粒。 (2 2)连续相:连续相若为气体,则为气相非均相物系。)连续相:连续相若为气体,则为气相非均相物系。 连续相若为液体,则为液相非均相物系连续相若为液体,则为液相非均相物系 常遇到的混合物可分为两大类常遇到的混合物可分为两大类混混合合物物均相均相气态气态空气、天然气空气、天然气液态液态乙醇乙醇水、石油水、石油非均相非均相气气固固烟道气烟道气气泡气泡液体液体气气液液雾滴雾滴气体气体液液固固泥水、硫铵泥水、硫铵+母液母液液液液液牛奶、油牛奶、油水水固固固固煤矸石、金属矿煤矸石、金属矿1 1、回收回收分散物质,如从母液中分离出分散物质,如从母液中分离出晶粒晶粒;如从催化反应器;如从催
5、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。颗粒回收利用。 2 2、净化分散介质净化分散介质,如除去含尘气体中的尘粒;合成氨生产,如除去含尘气体中的尘粒;合成氨生产,半水煤气中含有、灰尘等杂质,为了防止合成触媒中毒,必半水煤气中含有、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。须将这些杂质一一去除,以保证触媒的活性。 3 3、劳动保护和环境卫生等;对三废:废气、废液、废渣的处、劳动保护和环境卫生等;对三废:废气、废液、废渣的处理,地球由于被污染加剧理,地球由于被污染加剧, ,环保越
6、来越受到人们的重视。综上环保越来越受到人们的重视。综上所述所述, ,非均相物系分离的目的是非均相物系分离的目的是除害收益除害收益。 总之:以满足工艺要求,提高产品质量,改善劳动条件,保总之:以满足工艺要求,提高产品质量,改善劳动条件,保护环境,节约能源及提高经济效益。护环境,节约能源及提高经济效益。 非均相物系分离的目的非均相物系分离的目的1 1)重力沉降:微粒借本身的)重力沉降:微粒借本身的重力重力在介质中沉降而获得分离。在介质中沉降而获得分离。2 2)离心分离:利用微粒所受)离心分离:利用微粒所受离心力离心力的作用将其从介质中分的作用将其从介质中分离。亦称离心沉降。此法适用于离。亦称离心沉
7、降。此法适用于较细的微粒较细的微粒悬浮体系。悬浮体系。3 3)过滤:使悬浮体系通过)过滤:使悬浮体系通过过滤介质过滤介质,将微粒截留在过滤介,将微粒截留在过滤介质上而获得分离。质上而获得分离。4 4)湿法净制:使气相中含有的微粒与水充分接触而将微粒)湿法净制:使气相中含有的微粒与水充分接触而将微粒除去。除去。5 5)电除尘:使悬浮在气相中的微粒在)电除尘:使悬浮在气相中的微粒在高压电场内高压电场内沉降沉降。 常用分离方法常用分离方法第二节第二节 物料的性质物料的性质一、固体颗粒特性一、固体颗粒特性 固体颗粒通常是固体颗粒通常是小于毫米级小于毫米级的固体粒子,其特性主要的固体粒子,其特性主要包括
8、比表面积、孔隙度、颗粒形状、颗粒尺寸、粒度分布、包括比表面积、孔隙度、颗粒形状、颗粒尺寸、粒度分布、密度。密度。1.1.比表面积比表面积 是单位质量多孔颗粒所具有的表面积是单位质量多孔颗粒所具有的表面积2.2.孔隙度孔隙度 是颗粒之间的空隙体积与其表观体积之比是颗粒之间的空隙体积与其表观体积之比3.3.流动性流动性 没有团聚效应,孔隙度稳定,表观有明显的流动性没有团聚效应,孔隙度稳定,表观有明显的流动性4.4.颗粒形状颗粒形状 晶体类的物料,形成均一的颗粒,如立方体或菱形状,晶体类的物料,形成均一的颗粒,如立方体或菱形状,大多数是不规则形状大多数是不规则形状5.5.颗粒尺寸颗粒尺寸粒径及粒度分
9、布粒径及粒度分布 粒径定义粒径定义 当量球径:与颗粒本身特性(包括体积、投影面积和沉降当量球径:与颗粒本身特性(包括体积、投影面积和沉降速度等)成等值的速度等)成等值的当量球体当量球体所具有的直径;所具有的直径; 当量圆径:与颗粒的当量圆径:与颗粒的轮廓投影轮廓投影成等值的当量圆所具有的直成等值的当量圆所具有的直径;径; 统计直径:对颗粒统计直径:对颗粒图像按一定的平行图像按一定的平行测得(用显微镜)测得(用显微镜) 的线性尺寸的线性尺寸 粒度分布的代表性曲线粒度分布的代表性曲线 粒度分布粒度分布L-L-对数标准分布;对数标准分布;R-R-罗逊拉姆勒分布;罗逊拉姆勒分布;N-N-标准分布标准分
10、布6.6.颗粒密度颗粒密度 从一般手册中查得从一般手册中查得7.7.黏性(黏附)黏性(黏附)分子力分子力-分子间的吸引力(几个分子直径内)分子间的吸引力(几个分子直径内)毛细管黏附力(粒径大,毛细管粘附力大)毛细管黏附力(粒径大,毛细管粘附力大)静电力(与毛细管力不同时存在)静电力(与毛细管力不同时存在)8.8.电性电性二、液体的特性二、液体的特性1.1.密度密度 升高液体的温度,可以使液体密度下降升高液体的温度,可以使液体密度下降2.2.黏度:指液体分子间在外力作用下相对摩擦的摩擦阻黏度:指液体分子间在外力作用下相对摩擦的摩擦阻力的大小力的大小 温度越高,液体黏度越小,有利于提高过滤温度越高
11、,液体黏度越小,有利于提高过滤3.3.表面张力表面张力 :通过液体表面上的任一单位长度,并与:通过液体表面上的任一单位长度,并与之相切的表面紧缩力之相切的表面紧缩力4.4.挥发度挥发度 真空过滤的影响真空过滤的影响三、悬浮液的特性三、悬浮液的特性1.1.密度密度2. 2. 黏度黏度3. 3. 固含量固含量 g/mL g/L4 4. . 电动现象及电动现象及电位电位 电位影响颗粒间的团聚长大,过滤介质的堵塞性能电位影响颗粒间的团聚长大,过滤介质的堵塞性能100100LSCC41 0.5(1)SL第三节第三节 过过 滤滤过滤过滤是以某种是以某种多孔物质多孔物质为介质来处理悬浮液为介质来处理悬浮液的
12、操作的操作 在外力的作用下,悬浮液中的液体通过介质在外力的作用下,悬浮液中的液体通过介质的孔道而固体颗粒被截留下来,从而实现固、液的孔道而固体颗粒被截留下来,从而实现固、液分离。分离。 一、过滤方式一、过滤方式n(1 1)深层过滤)深层过滤又称澄清又称澄清过滤。过滤。n条件:悬浮液含颗粒小,而含条件:悬浮液含颗粒小,而含量少(量少(液体中颗粒的体积液体中颗粒的体积 0.1%0.1%)时,可用床层较厚的)时,可用床层较厚的过滤介质进行过滤。由于过滤介质进行过滤。由于dpdp 介质孔隙直径,当悬浮颗粒进介质孔隙直径,当悬浮颗粒进入床层年细长而弯曲的孔道时,入床层年细长而弯曲的孔道时,靠静电及分子力
13、的作用而附在靠静电及分子力的作用而附在孔道壁上,过滤介质床层上面孔道壁上,过滤介质床层上面没有滤饼形成。没有滤饼形成。 悬浮液 过滤介质 滤液 (2 2)滤饼过滤)滤饼过滤n条件:条件:dpdp 介质孔隙直径,介质孔隙直径,床层上形成滤饼;床层上形成滤饼; dpdp 介介质孔隙直径,但床层内有质孔隙直径,但床层内有“架桥现象架桥现象”;在滤饼层;在滤饼层没有完全形成之前,部分没有完全形成之前,部分颗粒会随滤液一起流走。颗粒会随滤液一起流走。在滤饼层形成成为有效的在滤饼层形成成为有效的过滤介质后,得到澄清液。过滤介质后,得到澄清液。适用于颗粒含量较多(适用于颗粒含量较多(液液体中颗粒的体积体中颗
14、粒的体积 0.1%0.1%)时)时 架桥现象 过滤示意图作用作用使液体通过而截留固体颗粒。使液体通过而截留固体颗粒。选择选择根据液体的性质(酸、碱性),颗粒含量及粒度,操作根据液体的性质(酸、碱性),颗粒含量及粒度,操作p p,T T,介质机械强度等,介质机械强度等 (1 1)织布介质)织布介质棉、麻、丝、毛制的滤布,金属丝网滤布;可棉、麻、丝、毛制的滤布,金属丝网滤布;可截留截留5-655-65 m m的颗粒。的颗粒。 (2 2)堆积的粒状介质)堆积的粒状介质砂、木炭等,用于砂、木炭等,用于深层过滤深层过滤, (3 3)多孔性介质)多孔性介质陶瓷、塑料、金属等粉末烧结成型的多孔性陶瓷、塑料、
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