文档介绍：《化工原理》
任课教师：杨雪峰
Prof. Dr. Yang Xuefeng
Principles of Chemical Engineering
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第十四章 其他传质分离方法
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结晶是从蒸气、e) 结晶器
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DTB (Draft-tube-baffle) 结晶器
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将多孔性固体物料与流体(气体或液体)混合物进行接触，有选择地使流体中的一种或多种组分附着于固体的内外表面，从而达到与其它组分分离的目的。
多孔性固体物料称为吸附剂，附着于固体表面的组分称为吸附质。
吸附 ( Adsorption )
操作原理
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吸附 ( Adsorption )
物理吸附(范德华吸附)：吸附剂靠固体颗粒的表面力(可以是分子间引力即范德华力)使吸附质分子单层或多层地附着在吸附剂表面。吸附热在数值上与吸附质的冷凝热相当(42~62 kJ/mol)。物理吸附的吸附力较弱，容易脱附。
化学吸附：吸附剂与吸附质之间发生了化学反应，吸附是因吸附质与吸附剂表面原子间的化学键合作用造成的。吸附所放出的热较物理吸附的吸附热为高，数值上与化学反应热相当。化学吸附的吸附力较强，一般不易脱附。
吸附的分类
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(1) 巨大的吸附面积 表面积越大，吸附能力越强。例如硅胶为500 m2/g，活性炭为1000 m2/g。
(2) 较高的选择性 选择性愈高，一次吸附的分离愈完全。例如木炭对SO2和NH3的吸附能力远远大于对空气的吸附能力，故能从空气中吸附分离SO2和NH3，使空气净化。
(3) 一定的机械强度 一定的机械强度和耐磨性可防止在运输和操作过程中过多破碎，造成操作中流体通道的阻塞或流体污染。
(4) 适当的物理特性 流体阻力较小，流动性较好，适当的堆密度等。
(5) 一定的稳定性 具有化学稳定性和热稳定性，以适应较大范围的操作条件。
(6) 价廉易得。
工业吸附对吸附剂的要求
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(1) 各种活性土 (漂白土、铁钒土和酸性白土等) 由天然矿物经硫酸处理活化，再干燥粉碎后制成。其主要成分为硅藻土。多用于植物油或石油产品的脱色、脱硫和干燥等。
(2) 活性氧化铝 由含水氧化铝加热脱水制成，为一种极性吸附剂。由于对水分子的吸附能力较大，故多用于气体或液体的干燥。
(3) 硅胶 一种亲水性吸附剂。硅胶是无定形多孔水合二氧化硅，多用于气体或液体的脱水。
常用吸附剂
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(4) 活性炭 由动物骨骼、煤、椰壳、核桃壳或木材等经炭化、活化后制成。为非极性吸附剂，具有疏水性，可用于溶剂蒸气的回收，油品和糖液的脱色，水的净化以及气体的脱臭等。
(5) 分子筛 能选择性地让尺寸小于孔径的分子进入微孔，起到筛选分子的作用。常见的分子筛有天然沸石和上百种合成沸石，具有较高的化学稳定性和吸附选择性，属于强极性吸附剂。多用于气体或液体的干燥和精制，混合物的吸附分离等。
常用吸附剂
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不同温度下NH3在木炭上的吸附等温曲线
吸附的基本规律
吸附相平衡：吸附剂与吸附质在一定条件下长时间接触后达到饱和，吸附质在气(液)、固两相中的浓度不再随时间改变，此时气(液)、固两相的浓度称为平衡浓度。
吸附等温线：在恒定温度下，平衡时吸附剂的吸附量 x 与气(液)相中的吸附质组分分压 p (或吸附质的浓度C) 的关系曲线。
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25℃下不同吸附质在活性碳上的吸附等温线
吸附的基本规律
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吸附分离设备
接触式吸附器
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吸附分离设备
固定床吸附器
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吸附分离设备
连续吸附器
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固定床吸附的计算
固定床吸附曲线
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透过曲线（Breakthrough curve）
透过点(Y = )
失效点(Y = )
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膜分离一般是指利用膜 (Membrane) 对流体混合物中不同组分的选择性渗透的特点来分离流体混合物的操作过程
膜分离 ( Membrane separation )
(1) 分散得很细的固体，特别是与液体密度相近，胶状的可压缩的固体微粒；
(2) 低分子量的不挥发的有机物、药物与溶解的盐类；
(3) 对温度、酸碱度等物理化学条件特别敏感的生物物质。
膜分离的应用领域
涉及气体分离、水溶液分离、生化产品的分离与纯化等操作的食品和饮料加工过程、工业污水处理、大规模空气分离、湿法冶金、气体和液体燃料的生产及石油化工制品的生产等
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滤谱 (Filtration Spectrum)
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常见的膜分离过程
过程
膜
主要功能
推动力
微滤