2023年其他非均相物系分离方法

2023年其他非均相物系分离方法

在材料科学领域,非均相物系的分离方法是关键技术之一。2023年,随着科学技术的发展,新的分离方法将不断涌现。本文将探讨2023年可能出现的几种非均相物系分离方法。

1. 受控分子组装分离法:

随着纳米技术的发展,分子组装已成为一种受到广泛关注的分离方法。2023年,人们预计会进一步探索利用分子组装为非均相物系实现有效分离的方法。例如,通过设计合适的组装剂,可以实现对分子的选择性吸附和分离。这种方法具有高效、可控、可重复性等优点,对于分离杂质和提纯物质具有潜在应用价值。

2. 光敏材料分离法:

近年来,光敏材料在能源、环境、医药等领域得到广泛应用。2023年,预计会出现一种基于光敏材料的非均相物系分离方法。这种方法基于光敏材料对光反应的敏感性,通过光诱导的分子反应来实现分离。例如,可以利用光敏材料表面吸附目标分子,在特定的光照条件下,触发光化学反应,使分子脱附从而实现分离。这种方法具有无需添加外部试剂、易于操作和环境友好等特点,有望在分离技术中得到广泛应用。

3. 磁性纳米颗粒分离法:

磁性纳米颗粒具有独特的磁性特性,可在外加磁场的作用下实现对非均相物系的选择性分离。预计在2023年,磁性纳米颗粒分离法将得到进一步的发展和应用。例如,可以使用磁性纳米颗

粒作为分离材料,在外加磁场的作用下实现对特定分子的吸附和分离。这种方法具有高选择性、易于回收和可重复使用等优点,在生物医药、环境污染处理等领域具有广泛的应用前景。

4. 电场分离法:

电场分离法是利用电场作用对非均相物系进行分离的方法。2023年,预计会出现更加高效、高精度的电场分离技术。例如,可以利用微纳米加工技术制备微通道结构,在外加电场的作用下实现对微纳米粒子的分离。这种方法具有设备简单、操作灵活、处理速度快等优点,可应用于微生物分离、细胞分离等领域。

5. 超声波分离法:

超声波在材料科学领域有着广泛的应用。2023年,超声波分离法有望得到进一步的研究和发展。例如,可以利用超声波对非均相物系进行超声波辅助萃取和超声波辅助析出,实现分离过程的快速和高效。这种方法具有无需加热、无需添加外部方法和处理速度快等特点,可以应用于食品化工、环境治理等领域。

总结起来,随着科学技术的不断进步,2023年可能出现的非均相物系分离方法包括受控分子组装分离法、光敏材料分离法、磁性纳米颗粒分离法、电场分离法和超声波分离法等。这些分离方法在提升分离效率、减少能源消耗、实现环境友好等方面具有重要的应用价值。然而,这些方法的应用仍然需要进一步的研究和探索,以满足不同领域对于非均相物系分离的需求。

其他非均相物系分离方法

其他非均相物系分离方法 非均相物系分离方法是物理化学中常用的分离技术,用于分离混合物中的各个组分。除了常见的沉淀、过滤、蒸馏等方法外,还有许多其他非均相物系分离方法,本文将重点介绍一些常见的非均相物系分离方法。 1. 吸附分离法 吸附分离法是利用吸附剂对混合物中的某些组分具有选择性吸附的特性进行分离的方法。常见的吸附剂有活性炭、硅胶、膨润土等。该方法适用于分离液体和气体中的溶质,通过控制吸附剂的选择和条件,可以实现不同组分的分离。 2. 萃取分离法 萃取分离法是利用溶液中各组分在两种互不溶解的溶剂中的溶解度差异进行分离的方法。通常,一种溶剂被称为萃取剂,用于选择性地溶解混合物中的某个组分。常见的萃取剂有乙酸乙酯、苯、四氯化碳等。萃取分离法广泛应用于有机合成、环境监测等领域。 3. 离心分离法 离心分离法是利用离心力将混合物中的不同组分分离的方法。由于不同组分的密度、尺寸等特性不同,它们在离心力的作用下会产生不同的沉降速度,从而实现分离。离心分离法广泛应用于生物化学、生命科学等领域,可以分离细胞、细胞器、蛋白质等。

4. 气相色谱(GC) 气相色谱是一种基于物质在固定相与流动相间分配平衡的方法,通过分离和定量混合物中的不同组分。在气相色谱中,混合物中的组分首先通过装有吸附剂的柱子,然后通过加热柱子使组分逐个挥发,最后被流动相带出,通过检测器进行检测和定量。气相色谱广泛应用于分析化学、环境检测、食品安全等领域。 5. 气液色谱(GLC) 气液色谱是利用不同组分在液态固定相和气相间分配平衡的方法进行分离的。在气液色谱中,混合物首先通过液态固定相,然后通过加热使其逐个挥发,最后被气相带出,通过检测器进行检测和定量。气液色谱广泛应用于分析化学、食品安全、医药生物等领域。 6. 膜分离法 膜分离法是利用特殊的分离膜对混合物中的组分进行分离的方法。根据分离机理和应用需求的不同,膜分离可以分为微滤、超滤、纳滤、逆渗透等。例如,超滤膜可以通过分子大小的差异来分离溶液中的大分子和小分子。膜分离法广泛应用于生物工程、环境工程、饮用水处理等领域。 这些非均相物系分离方法都具有各自的特点和适用范围,可以根据不同的实际需求选择适当的方法,在化学实验、工业生产和环境监测中起到重要作用。

常见非均相物系的分离(通用版)

( 安全技术 ) 单位:_________________________ 姓名:_________________________ 日期:_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 常见非均相物系的分离(通用 版) Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people make mistakes

常见非均相物系的分离(通用版) 由于非均相物系中分散相和连续相具有不同的物理性质,故工业生产中多采用机械方法对两相进行分离。其方法是设法造成分散相和连续相之间的相对运动其分离规律遵循流体力学基本规律。常见有如下几种。 (1)沉降分离沉降分离是利用连续相与分散相的密度差异,借助某机械力 的作用,使颗粒和流体发生相对运动而得以分离。根据机械力的不同,可分为重力沉降、离心沉降和惯性沉降。 (2)过滤分离过滤分离是利用两相对多孔介质穿透性的差异,在某种推动力的作用下,使非均相物系得以分离。根据推动力的不同,可分为重力过滤、加压(或真空)过滤和离心过滤。 (3)静电分离静电分离是利用两相带电性的差异,借助于电场的

作用,使两相得以分离。属于此类的操作有电除尘、电除雾等。 (4)湿洗分离湿洗分离是使气固混合物穿过液体、固体颗粒粘附于液体而被分离出来。工业上常用的此类分离设备有泡沫除尘器、湍球塔、文氏管洗涤器等。 此外,还有音波除尘和热除尘等方法。音波除尘法是利用音波使含尘气流产生振动,细小的颗粒相互碰撞而团聚变大,再由离心分离等方法加以分离。热除尘是使含尘气体处于一个温度场(其中存在温度差)中,颗粒在热致迁移力的作用下从高温处迁移至低温处而被分离。在实验室内,应用此原理已制成热沉降器来采样分析,但尚未运用到工业生产中。 云博创意设计 MzYunBo Creative Design Co., Ltd.

其他非均相物系分离方法范文

其他非均相物系分离方法范文 非均相物系分离方法是指通过物理或化学手段将混合在一起的各种成分分离开来,包括液体-液体、液体-固体、液体-气体、固体-液体、固体-气体和气体-气体等各种物系的分离方法。本文将主要介绍几种常见的非均相物系分离方法。 1. 溶剂萃取法 溶剂萃取法是一种常见的液体-液体分离方法,原理是利用两个互不溶于彼此的溶剂进行分离。其中,混合物与两个溶剂的亲和性不同,通过摇晃、振荡等方法,使混合物中的目标成分转移到对其中一种溶剂有亲和性的溶剂中。然后,通过蒸馏、蒸发等方法将溶剂中的目标成分分离出来。 2. 过滤法 过滤法是一种常见的固体-液体分离方法,原理是利用过滤介质的孔隙大小,使溶液中的固体颗粒无法通过,而只有溶液可以通过。常用的过滤介质有滤纸、滤膜、过滤器等。过滤法通常用于从悬浮液或浑浊液中分离固体颗粒,得到较干净的溶液。 3. 蒸馏法 蒸馏法是一种常见的液体-液体或液体-气体分离方法,原理是在液体混合物中加热,使其沸点较低的组分先蒸发出来,然后通过冷凝转化为液体,最终得到目标组分。蒸馏法根据液体混合物的性质分为常压蒸馏、真空蒸馏、简单蒸馏等不同类型。 4. 结晶法

结晶法是一种常见的固体-液体分离方法,原理是将溶解度较低的固体溶解于溶剂中,然后通过加热或降低温度等方式使溶剂中的溶质逐渐析出,并形成具有特定结晶形态的固体晶体。最后,通过过滤将晶体和溶剂分离开来。 5. 气体-气体分离法 气体-气体分离法通常通过一系列的物理或化学方法将混合在一起的气体分离开来。例如,利用分子量的差异,通过液化和蒸发等方式将混合气体中的不同组分分离出来;或者利用压缩、干燥等方法将气体中的杂质去除。 除了上述几种常见的非均相物系分离方法,还有许多其他方法也可以用于物系的分离,如离心法、萃取法、电渗析法、膜分离法等。这些方法的选择取决于混合物的特性以及需要分离的组分。不同的方法在分离效果、成本、操作简便性等方面都有差异,需要根据具体情况进行选择。在日常的化学实验以及工业生产过程中,非均相物系的分离是一个常见而重要的步骤,有效的分离方法可以提高产品的纯度,改善产量和质量,因此对于相关技术的研究和应用具有重要意义。

项目二非均相物系的分离与设备

项目二非均相物系的分离与设备 非均相物系的分离与设备 化学工业出版社 任务1:了解非均相物系分离在化工生产中的应用想一想:化工生产中,经常会遇到含尘气体、悬浮液的分离问题,那么采取什么操作能完成含尘气体、悬浮液的分离呢?含尘气体、悬浮液的分离问题属于非均相物系的分离,下面我们学习有关非均相物系分离的相关知识。 1. 应用在自然界、工农业生产以及日常生活里我们会接触到很多混合物,如空气、雾、泥水、牛奶等。在化工生产中,很多原料、半成品、排放的废物等大多为混合物,为了满足生产要求和环境保护,常常要对混合物进行分离。非均相混合物的定义:非均相混合物是指由两个或两个以上的相组成的混合物。非均相混合物中,有一相处于分散状态,称为分散相(分散物质),如雾中的小水滴、烟尘中的尘粒;另一相处于连续状态,称为连续相(或分散介质),如雾和烟尘中的气相。化工生产中,非均相混合物的分离过程常用于回收分散物质、净化分散介质、劳动保护和环境卫生等。 悬浮液和乳浊液自然界里的大多数物质是混合物,混合物可分为均相混合物和非均相混合物两大类。相是具有相同组成,相同物理性质和相同化学性质的均匀物质。相与相之间有明确的界面。均相混合物的定义:均相混合物内部各处物质均匀而不存在相界面,如空气、酒精等。非均相混合物的定义:非均相混合物的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,如悬浮液、乳浊液、含尘气体等。固体颗粒分散于液体中,因布朗运动而不能

很快下沉,此时固体分散相与液体的混合物称悬浮液。悬浮液中的固体颗粒的粒径为10-3-10-4cm,大于胶体。血液,泥水,氢氧化铜和水的混合液,碳酸钙和水的混合液等都是悬浮液。 非均相混合物的实例 乳浊液 悬浮液 2.非均相物系的分类和分离方法非均相混合物按聚集状态分类,常见的有气-固相(如烟道气)、气-液相(如雾)、液-固相(如泥水)、液-液相(如牛奶)、固-固相(如金属矿)。非均相混合物通常采用机械的方法分离,即利用非均相混合物中分散相和连续相的物理性质(如密度、颗粒形状、尺寸等)的差异,使两相之间发生相对运动而使其分离。根据两相运动方式的不同,机械分离可有两种操作方式,过滤和沉降。重力沉降是微粒(分散相)借助本身的重力在分散介质中沉降而获得分离。离心分离是利用微粒(分散相)所受离心力的作用将其从分散介质中分离,亦称离心沉降。过滤是利用两相对多孔介质穿透性的差异,在某种推动力的作用下,使非均相混合物得以分离的操作。 任务2:认识重力沉降及设备想一想:重力沉降有什么优缺点?在化工生产中,重力沉降一般用在什么场合?重力沉降是借助重力的作用,使流体和颗粒之间发生相对运动,把流体和颗粒分离的操作。工业生产中,借助重力沉降分离非均相混合物的设备常见的有降尘室和连续沉降槽。降尘室用于分离含尘气体,而连续沉降槽用于分离悬浮液。 1. 降尘室降尘室一般呈扁平状,通常只能作为预除尘设备,用于分离粒径较大的尘粒。最简单的水平流动型降尘室如下图所示:

非均相物质的分离

非均相物质的分离 一、实验目的 1.掌握真空抽滤的基本原理及操作 2.掌握离心分离的基本原理和操作 二、实验原理 饼层过滤时,悬浮液置于过滤介质的一侧,固体物沉积于介质表面而形成滤饼层。过滤介质中微细孔道的直径可能大于悬浮液中部分颗粒的直径,因而过滤之初会有一些细小颗粒穿过介质而使滤液浑浊,但是颗粒会在孔道中迅速发生“架桥”现象,使小于孔道直径的细小颗粒也能被拦截,故当滤饼开始形成,滤液即变清。可见在饼层过滤中,真正发挥拦截颗粒作用的主要是滤饼层而不是过滤介质。 过滤速度?? ?????-==ML p a AdQ v c 3 22)1(5d εεμ中,其中过滤的推动力为c p ?,通过真空抽滤的形式可以增大推动力,加快过滤的速度。 离心沉降是依靠惯性离心力的作用而实现的沉降过程,两相密度差教学,颗粒密度较细的非均相物系,在重力场中的沉降效率很低甚至完全不能分离,若改用离心沉降则可大大提高沉降速度,设备尺寸也可缩小很多。惯性离心场中颗粒在径向上也收到三个力的作用,即惯性离心力,向心力和阻力。平衡时离心沉降速度gR u d T s r ρρρμ3)(42 -=。 三、实验仪器 真空泵 抽滤瓶 漏斗 真空抽滤机 离心机 四、实验操作 1.准备两种粒径的颗粒悬浮液,利用真空泵进行抽滤,观察不同粒度的悬浮液过滤时间差异并记录。 2.换用真空抽滤机进行过滤,记录单次处理量以及过滤时间。 3.利用离型机对粒度较小的颗粒悬浮液进行分离,与抽滤对比分离的难易程度。 五、实验心得 1.在饼层过滤中,真正发挥拦截颗粒作用的主要是滤饼层而不是过滤介质,当粒径大时,饼

层比较疏松孔隙较大,抽滤容易,所用时间也短。 2.依靠惯性离心力的作用而实现的沉降过程称为离心沉降,两相密度差较小,颗粒力度较细 的非均相物系在重力场中的沉降效率很低甚至完全不能分离,若改用离心沉降则可大大地提高沉降速度。

2023年其他非均相物系分离方法

2023年其他非均相物系分离方法 在材料科学领域,非均相物系的分离方法是关键技术之一。2023年,随着科学技术的发展,新的分离方法将不断涌现。本文将探讨2023年可能出现的几种非均相物系分离方法。 1. 受控分子组装分离法: 随着纳米技术的发展,分子组装已成为一种受到广泛关注的分离方法。2023年,人们预计会进一步探索利用分子组装为非均相物系实现有效分离的方法。例如,通过设计合适的组装剂,可以实现对分子的选择性吸附和分离。这种方法具有高效、可控、可重复性等优点,对于分离杂质和提纯物质具有潜在应用价值。 2. 光敏材料分离法: 近年来,光敏材料在能源、环境、医药等领域得到广泛应用。2023年,预计会出现一种基于光敏材料的非均相物系分离方法。这种方法基于光敏材料对光反应的敏感性,通过光诱导的分子反应来实现分离。例如,可以利用光敏材料表面吸附目标分子,在特定的光照条件下,触发光化学反应,使分子脱附从而实现分离。这种方法具有无需添加外部试剂、易于操作和环境友好等特点,有望在分离技术中得到广泛应用。 3. 磁性纳米颗粒分离法: 磁性纳米颗粒具有独特的磁性特性,可在外加磁场的作用下实现对非均相物系的选择性分离。预计在2023年,磁性纳米颗粒分离法将得到进一步的发展和应用。例如,可以使用磁性纳米颗

粒作为分离材料,在外加磁场的作用下实现对特定分子的吸附和分离。这种方法具有高选择性、易于回收和可重复使用等优点,在生物医药、环境污染处理等领域具有广泛的应用前景。 4. 电场分离法: 电场分离法是利用电场作用对非均相物系进行分离的方法。2023年,预计会出现更加高效、高精度的电场分离技术。例如,可以利用微纳米加工技术制备微通道结构,在外加电场的作用下实现对微纳米粒子的分离。这种方法具有设备简单、操作灵活、处理速度快等优点,可应用于微生物分离、细胞分离等领域。 5. 超声波分离法: 超声波在材料科学领域有着广泛的应用。2023年,超声波分离法有望得到进一步的研究和发展。例如,可以利用超声波对非均相物系进行超声波辅助萃取和超声波辅助析出,实现分离过程的快速和高效。这种方法具有无需加热、无需添加外部方法和处理速度快等特点,可以应用于食品化工、环境治理等领域。 总结起来,随着科学技术的不断进步,2023年可能出现的非均相物系分离方法包括受控分子组装分离法、光敏材料分离法、磁性纳米颗粒分离法、电场分离法和超声波分离法等。这些分离方法在提升分离效率、减少能源消耗、实现环境友好等方面具有重要的应用价值。然而,这些方法的应用仍然需要进一步的研究和探索,以满足不同领域对于非均相物系分离的需求。

非均相分离

第三章 非 均 相 分 离 §1 概述 非均相分离的分类 在日常生活中, 水泥厂上空总是粉尘飞扬,火力发电厂的烟囱时不时也是黑烟滚滚,这些就是污染环境的含粉尘气体。如何去除排放气体中的粉尘呢?这就是本章要解决的非均相物系分离的问题。 关于分离的操作有均相物系——传质操作(如蒸馏、吸收、萃取、干燥等)和非均相物系——机械操作(如沉降、过滤等)。 1. 非均相物系:存在相界面。对悬浮物有分分散相与连续相。 2. 常见非均相物系分离操作有: 1)沉降物系置于力场,两相沿受力方向产生相对运动而分离,即沉降。 包括重力沉降——重力场,颗粒自上而下运动。离心沉降——离心 力场,颗粒自旋转中心向外沿运动。 2)过滤:利用多孔的介质,将颗粒截留于介质上方达到液体与固体分 离 3)湿法净制:“洗涤”气体 4)静电除尘:高压直流电场中,带电粒子定向运动,聚集分离。 非均相物系分离的目的有:①回收分散物质,例如从结晶器排出的母液中分离出晶粒;②净制分散介质,例如除去含尘气体中的尘粒;③劳动保护和环境卫生等。因此,非均相物系的分离,在工业生产中具有重要的意义。 本章讨论:重力沉降,离心沉降及过滤三个单元操作。 §2 重力沉降 一、重力沉降速度t u 自由沉降:单一颗粒或充分分散的颗粒群(颗粒间不接触)在粘性流体中沉降。 重力沉降速度——指自由沉降达匀速沉降时的速度。 一. 球形颗粒沉降速度计算式推导: 球形颗粒在自由沉降中所受三力,如图3-1所示: 图3-1 颗粒在流体中的受力情况 (1) 重力:g d mg F s g ρπ 36==, N ;

(2) 浮力:g d F b ρπ 36 =, N ; (3) 阻力:颗粒阻力可仿照管内流动阻力的计算式,即参考局部阻力计算式,得:ρ ζρρζA F u A F p h u h d t d f t f =??=?=?=222 2 242222t t d u d u A F ??=???=∴ρπζρζ 由于是匀速运动,合力为零:d b g F F F =- 24662 233t s u d g d g d ρπ ξρπ ρπ =- ξρ ρρ3)(4g d u s t -=∴ …………(Ⅰ) 式中, d ——球形颗粒直径,m ; ξ——阻力系数 ; s ρ,ρ——颗粒与流体密度,3-?m kg ; A ——颗粒在沉降方向上投影面积, 2m ; 下面的关键是求阻力系数 ξ 。 二. 阻力系数: 通过因次分析可知,阻力系数ξ应是颗粒与流体相对运动时的雷诺准数e R 和颗粒球形度s ?的函数,即:μρ ?ζt et s et du R R f ==,),((式中μ——流体粘度, Pa*s, s ?——颗粒球形度,对球形颗粒s ?=1)。实验测取的结果如图3-2所示:

其他非均相物系分离方法模版

其他非均相物系分离方法模版 非均相物系分离是指在一个物系中,存在多种不同性质或不同形态的物质互相混合的情况下,以分离这些物质为目的的方法。非均相物系分离方法有很多种,包括沉淀法、过滤法、萃取法、蒸馏法、结晶法等等。下面将详细介绍这些方法及其应用。 一、沉淀法 沉淀法是利用物质的密度差异进行分离的方法,通常是将混合物和溶液中的添加剂反应生成浊度大的沉淀,通过离心或过滤的方式将沉淀与溶液分离。常见的沉淀法包括共沉淀、溶剂萃取法、湿法沉淀法等。 1. 共沉淀方法:是利用两种或多种物质在溶液中形成共沉淀而达到分离的目的,该方法通常在溶液中加入沉淀剂,形成不溶性盐类的沉淀物,然后通过离心或过滤将沉淀与溶液分离。 2. 溶剂萃取法:是利用不同物质在不同溶剂中的溶解度差异进行分离的方法。溶剂萃取法通常是将混合物与一个适合溶解其中一种物质的溶剂接触,使得某一种物质溶解于溶剂中,而另一种物质没有溶解,然后通过分离溶剂与混合物进行分离。 3. 湿法沉淀法:是将溶液中的物质通过化学反应生成不溶性的盐类沉淀物,然后通过离心或过滤将沉淀与溶液分离。常见的湿法沉淀法有碳酸盐沉淀法、硫化法、氢氧化沉淀法等。 二、过滤法

过滤法是利用不同物质的颗粒大小差异进行分离的方法,通过将混合物通过滤纸,将固体颗粒滤出,使得滤液和固体分离。常见的过滤法有普通过滤法、吸附过滤法、压滤法等。 1. 普通过滤法:用纸、棉花等材料做成滤纸,将混合物倒入漏斗中,通过滤纸的微孔使液体通过而将固体分离。 2. 吸附过滤法:利用吸附剂对混合物中的某种物质具有吸附作用,将混合物通过吸附剂进行过滤,使得吸附剂上的物质固定在吸附剂上,而将其他物质滤出。 3. 压滤法:将混合物放置在悬浊液柱上,施加压力使悬浊液通过滤液管,将固体分离。 三、萃取法 萃取法是利用相溶性差异进行分离的方法,通常是混合物与一个适合溶解其中一种物质的溶剂接触,使得某一种物质溶解于溶剂中,而另一种物质没有溶解,然后通过分离溶剂与混合物进行分离。常见的萃取法有分液漏斗萃取法、挥发溶剂萃取法、萃取柱法等。 1. 分液漏斗萃取法:将混合物与溶剂放置在分液漏斗中,通过分液漏斗的分液线将溶剂和混合物分离。 2. 挥发溶剂萃取法:将混合物与蒸发速度较快的溶剂接触,使得其中一种物质挥发至溶剂中,而另一种物质没有挥发,然后通过蒸发溶剂将两种物质分离。

第三章非均相物系的分离

第三章非均相物系的分离 【学习目的】 通过本章学习能够利用流体力学原理实现非均相物系分离(包括沉降分离和过滤分离),掌握过程的基本原理、过程和设备的计算及分离设备的选型。 建立固体流态化的基本概念。 【基本要求】 掌握单个颗粒、颗粒群、颗粒床层特性的表示方法; 掌握重力沉降和离心沉降的基本原理、沉降速度的定义和基本表示方法; 了解并熟悉降尘室、旋风分离器的结构特点、工作原理及其性能参数; 掌握过滤的基本操作过程、典型的设备,熟练掌握恒压过滤的操作及计算; 了解流化床的主要特征和操作范围; 掌握数学模型法。 【本章学习中应注意的问题】 本章从理论上讨论颗粒与流体间相对运动问题,其中包括颗粒相对于流体的运动(沉降和流态化)、流体通过颗粒床层的流动(过滤),并借此实现非均相物系分离、固体流态化技术及固体颗粒的气力输送等工业过程。学习过程中要能够将流体力学的基本原理用于处理绕流和流体通过颗粒床层流动等复杂工程问题,即注意学习对复杂的工程问题进行简化处理的思路和方法。 3.1 概述 一、混合物的分类 1、均相混合物:若物系内各处组成均匀且不存在相界面,则称为均相混合物。如溶液及混合气体属于此类。均相混合物组分的分离采用传质分离方法。 2、非均相混合物(非均相混合物) 物系内部存在相界面且界面两侧的物理性质完全不同。 根据连续相的状态,非均相混合物又分为: (1)气态非均相混合物,如含尘气体、含雾气体 (2)液态非均相混合物,如悬浮液、乳浊液、泡沫液等。 (二)非均相混合物分离的方法

(三)非均相混合物分离的目的 1、回收分散质,如从气固催化反应器的尾气中收集催化剂颗粒; 2、净化分散介质,如原料气中颗粒杂质的去除以净化反应原料,环保方面烟道气中煤炭粉粒的除去。 3、环境保护与安全生产。

其他非均相物系分离方法范本

其他非均相物系分离方法范本 非均相物系分离是指将两种或多种不互溶的物质从混合物中分离的过程。在实际应用中,非均相物系分离经常被用于提取、纯化和回收目标物质。以下是一些常见的非均相物系分离方法的范本。 1. 溶剂萃取 溶剂萃取是通过将混合物与适当的溶剂相混合,然后通过差异的物理和化学性质来分离不同的成分。溶剂选择应根据混合物的特性和目标物质的亲溶性来确定。溶剂可以使目标物质溶解,而不溶于其他成分,从而实现分离。常见的溶剂包括水、有机溶剂(如乙酸乙酯、苯和丙酮等)。 2. 萃取柱 萃取柱是一种固相萃取技术,用于将目标物质从混合物中分离出来。它通常由填料填充的管状柱子组成。填料可以选择吸附或离子交换材料,具体取决于目标物质的特性。混合物经过柱子时,目标物质会与填料相互作用,从而被分离出来。 3. 结晶 结晶是一种通过控制溶液中溶质的溶解度和溶剂的蒸发来分离物质的方法。混合物溶解在溶剂中,然后通过慢慢蒸发溶剂,使溶质逐渐结晶出来。结晶的选择取决于混合物的物理和化学性质以及结晶条件的优化。常用的结晶方法包括冷却结晶、蒸发结晶和溶剂结晶。

4. 分液漏斗 分液漏斗是一种用于将不同密度的液体分离的设备。混合物被倒入分液漏斗中,然后慢慢待其分离成两个不同层次的液相。较重的液相沉入漏斗底部,较轻的液相停留在上层。通过旋转分液漏斗,可以方便地将两种液相分开。 5. 蒸馏 蒸馏是一种基于液体沸点差异的分离方法。混合物被加热,在不同的沸点下,液体组分会先沸腾并蒸发。然后,蒸汽被再次冷凝成液体形式,在收集容器中得到纯净的目标物质。蒸馏可以是简单蒸馏、分馏蒸馏或真空蒸馏。 6. 过滤 过滤是一种通过使用过滤器将固体颗粒从混合物中分离的方法。混合物被倒入过滤器中,过滤器上的细孔可以阻止固体颗粒通过,而允许液体通过。通过这种方式,液体分离出来,而固体被滤掉。常见的过滤方法包括真空过滤、重力过滤和压力过滤。 7. 沉淀 沉淀是一种通过加入沉淀剂将溶液中的物质转化为不溶性颗粒,然后通过离心或过滤分离出来的方法。沉淀剂的选择取决于目标物质的特性和反应条件。一旦沉淀形成,可以使用离心机将固体物质分离出来。 8. 融化分离

非均相物系的分离

第三章非均相物系的分离 ●教学目的:1、掌握重力沉降和离心沉降的操作原理和基本公式 2、沉降室的结构,沉降室的生产能力,旋风分离器的结构和工作原理 ●教学重点:1、重力沉降和离心沉降的操作原理。 ●教学内容:1、重力沉降;2;重力沉降设备;3、离心沉降;离心沉降设备 系:一个集体。 分散系:一种物质或几种物质的微粒分散到另一种物质里形成的混合物,我们把这种混合物叫做分散系。包括:分散质和分散剂。分散质和分散系都可为固、液、气。 根据分散质粒径不同可分为: d<10-9 溶液 10-9

非均相物系分离

非均相物系的分离 第一节概述 非均相物系包括气固系统(空气中的尘埃)、液固系统(液体中的固体颗粒)、气液系统(气体中的液滴)、液液系统(乳浊液中的微滴)等。其中尘埃、固体颗粒、气泡和微滴等统称为分散物质(或称分散相),而非均相物系中的气体、液体称为分散介质(或称连续相)。 非均相物系分离的依据是连续相与分散相具有不同的物理性质(两相的密度不同),故可用机械方法将两相分离。利用两相密度差进行分离时,必须使分散相与连续相间产生相对运动,故分离非均相物系的单元操作遵循流体流动的基本规律。 非均相物系的分离主要用于: 1 回收有用物质; 2 净化分散介质; 3 除去废液、废气中的有害物质,满足环境保护的要求。 第二节重力沉降 一、沉降速度 在重力场中,借连续相与分散相的密度差异使 两相分离的过程,称为重力沉降。 1、球形颗粒的自由沉降 若固体颗粒在沉降过程中,不因流体中其它颗 粒的存在而受到干扰的沉降过程,称为自由沉降。 表面光滑的球形颗粒在静止流体中沉降时,由 于颗粒的密度ρs大于流体的密度ρ,所以颗粒受重 力作用向下沉降,即与颗粒与流体产生相对运动。 在沉降中,颗粒所受到的作用力有重力、浮力和阻 力。开始时,颗粒为加速运动,随着颗粒沉降速度 的增大,阻力亦增大,当颗粒受力达平衡时,颗粒即开始作匀速沉降,对应的沉降速度为一定值,称该速度为沉降速度或终端速度,以u t表示,其计算式为

ξρρρ34) (dg u s t -= 2、阻力系数ζ 阻力系数ζ是流体与颗粒相对运动时的雷诺数准Re t 的函数,即 ζ=f(Re t ) μρ i t du Re = 阻力系数ζ与Re t 的关系由实验测定,结果如图3-2所示。图中曲线按Re t 值可分成四个区,即 (1) 层流区,Re t ≤2(又称斯托克斯区) t Re 24 =ξ (2) 过渡区,2< Re t <10 3 6.0Re 5.18t = ξ (3) 湍流区,103< Re t <2×105 ζ=0.44 对应各区沉降速度u i 的计算公式如下: (1) 层流区 μρρ18)(2g d u s i -= (2) 过渡区

非均相混合物分离

第三章非均相混合 物分离 主讲教师童汉清

均相混合物和非均相混合物 1、均相混合物:物料内部各处性质均匀一致而不存在相界面。 如溶液、混合气体。 均相混合物的常用分离方法有吸收、精馏、萃取等 2、非均相混合物:物系内部有相界面存在,且界面两侧物料性质截 然不同。如含尘气体、悬浮液等。 1)分散物质(分散相) 非均相物系中处于分散状态的物质。 2)分散介质(连续相) 非均相物系中处于连续状态的物质。 非均相混合物的常用分离方法有:筛分、沉降、过滤等。 §1 沉降 一、概述 1、沉降操作的分类 重力沉降:颗粒在重力场中受重力作用与连续相发生相对运动而 沉降。 离心沉降:颗粒离心力的作用与连续相发生相对运动而沉降。 2、沉降操作在食品工业中的应用 1)以澄清为目的

2)以增稠为目的 3)以分级分离为目的 4)以净化为目的 二、重力沉降 1、球形颗粒的自由沉降 重力:F g mg d 3 s g 6 浮力:F b d 3 g 6 阻力:F d p A A u 2 2 (因为p u 2 )g 2 g 重力 F g = 浮力 F b + 阻力 F d 4 s d g 得u 3 沉降速度公式2、曳力系数 1)表面曳力与形体曳力 表面曳力(摩擦阻力):流体与颗粒表面间的摩擦力在 流动方向上的分力。 形体曳力(涡流阻力):因边界层脱体产生颗粒上下端 的压差。 2)对曳力系数的因次分析

曳 力的 影响因 素: d p ; u ; ; 曳 力的 函数关 系: F d f d p .u . . 因次分析的结果: Re p 3、 Re 关 系 曲线图 该图分四个区 1) 层流 区 : 10 4 Re 1 此时表面曳力为主,形体曳力可以忽略。 24 该 区内 Re d 2 s g 则 有公式 : u o 18 斯托 克 斯( Stokes )公 式 所以该区称为斯托克斯区。 2)过渡区: 1 Re 10 3 此时形体曳力不可忽略。 18 .5 该 区内 0.6 Re u o g d s Re 0.6 则有公式: 0.27 阿 仑 ( Allen )公式 所以该区称为阿仑区。 3) 湍流 区: 10 3 Re 2 10 5 此时形体曳力为主。表面曳力可以忽略。

化工原理教案03非均相物系的分离

第三章 非均相物系的分离 第一节 概 述 一、 化工生产中常遇到的混合物可分为两大类: 第一类是均相物系—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、蒸馏等方法分离。 第二类是非均相体系— 1.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; 2.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。 特征:物系内有相间的界面,界面两侧的物性截然不同。 (1)分散相:往往是液滴、雾滴、气泡,固体颗粒,µm 。 (2)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。 二、 非均相物系分离的目的: 1)净制参与工艺过程的原料气或原料液。 2)回收母液中的固体成品或半成品。 3)分离生产中的废气和废液中所含的有害物质。 4)回收烟道气中的固体燃料及回收反应气中的固体触媒等。 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。 常用分离方法: 1)重力沉降:微粒借本身的重力在介质中沉降而获得分离。 2)离心分离:利用微粒所受离心力的作用将其从介质中分离。亦称离心沉降。 此法适用于较细的微粒悬浮体系。 3)过滤:使悬浮体系通过过滤介质,将微粒截留在过滤介质上而获得分离。 4)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。 5)电除尘:使悬浮在气相中的微粒在高压电场内沉降。 本章主要讨论:利用机械方法分离非均相物系,按其涉及的流动方式不同,可 大致分为沉降和过滤两种操作方式。 三、 颗粒和流体相对运动时所受到的阻力 流体以一定的速度绕过静止颗粒时 或者固体颗粒在静止流体中移动时 流体对颗粒的作用力——ye 力F d 2 2 u A F d ρξ= [N] 式中,A —颗粒在运动方向上的投影,πd p 2

其他非均相物系分离方法

其他非均相物系分离方法 气体的净制是化工生产过程中较为常见的分离操作。实现气体的净制除可利用前面介绍的沉降与过滤方法外,还可利用惯性、洗涤等分离方法。 一惯性分离器 惯性分离器是利用夹带于气流中的颗粒或液滴的惯性进行分离在气体流动的路径设置障碍物,气流或液流绕过障碍物时发生突然的转折,颗粒或液滴便撞击在障碍物上被捕集下来。 惯性分离的操作原理与旋风分离器相近,颗粒的惯性愈大,气流转折的曲率半径愈小,则其分离效率愈高。所以颗粒的密度与直径愈大,则愈易分离。适当增大气流速度及减少转折处的曲率半径也有利于提高分离效率。一般来说,惯性分离器的分离效率比降尘室略高,可作为预除尘器使用。 二、文丘里除尘器 文丘里除尘器是一种湿法除尘设备。其结构与文丘里流量计相似。由收缩管、喉管、扩散管3部分组成。只是喉管四周均匀地开有若干小孔,有时扩散管内设置有可调锥,以适应气体负荷的变化。操作中,含尘气体以50~lOOm/s的速度通过喉管时,把液体由喉管外围夹套经径向小孔进入喉管内,并喷成很细的雾滴,促使尘粒润湿并聚结变大,随后引入旋风分离器或其他分离

设备进行分离。 文丘里除尘器结构简单紧凑、造价较低、操作简便,但阻力较大,其压力降般为20005000Pa,需与其他分离设备联合使用。 三、泡沫除尘器 泡沫除尘器也是常用的湿法除尘设备之一,其外壳为圆形或方形简体,中间装有水平筛板将内部分成上下两室。液体由上室的一侧靠近筛板处进入,并水平流过筛板,气体由下室进入,穿过筛孔与板上液体接触,在筛板上形成一泡沫层,泡沫层内气液混合剧烈,泡沫不断破灭和更新,从而创造了良好的捕尘条件。气体中的尘粒一部分(较大尘粒)被从筛板泄漏下来的液体吸去,由器底排出,另一部分(微小尘粒)则在通过筛板后被泡沫层所截留,并随泡沫液经溢流板流出。 泡沫除尘具有分离效率高,结构简单,阻力较小等优点,但对设备的安装要求严格,特别是筛板的水平度对操作的影响很大。

非均相物系的分离

第三章 非均相物系的分离 3.1引言 化工生产中,需要将混合物加以分离的情况很多,例如:生产中所用原料通常含有杂质,必须经过分离提纯或净化后才能符合加工要求。从反应器中送出的反应产物通常含有未反应掉的反应物及副产物,也须进行分离处理。液相反应如果有沉淀产生将形成悬浮液,必须将固体颗粒和液体加以分离(实验室通常用布氏漏斗过滤)。此外,生产中形成的废气、废液和废渣(简称三废)在排放以前,须采用一定的分离手段将其中的有害物质除去。随着国际上环境保护的呼声日渐高涨,三废处理越来越引起重视。 由于分离处理应用的普遍性和重要性,现在形成了一个专门学科—分离工程。 下面简述混合物的分类。 按相态分类,混合物可分为均相物系(即均相混合物)与非均相物系(即非均相混合物)。 均相物系是指分散得十分均匀,达到分子分散水平的物系。 非均相物系是指含有二个或二个以上的相的混合物,包括: ●固体混合物:二种或二种以上不同固体物质的混合物,如各种矿石。 ●固液混合物:如液相反应产生固体沉淀形成的悬浮液,泥浆等。 ●固气混合物;如烟。 ●液液混合物:如乳浊液(油水混合物)。 ●液气混合物:如雾。 非均相混合物的特点是体系包括一个以上的相,一般可用机械方法加以分离,故又称机械分离。 本章讨论非均相混合物的分离 ,关于均相混合物的分离将在蒸发、吸收、蒸馏各章中加以介绍。 第一节 筛分 用筛将固体颗粒分成不同大小的各个部分的单元操作称为筛分,每一部分称为一个粒级。下面先讨论有关固体颗粒的一些属性。 3-2固体颗粒属性 一.球形颗粒大小的量度—颗粒平均直径 球形颗粒群中含有不同直径的颗粒,可用某一数值来表示其平均直径,平均直径的表示方法有多种,随使用目的而异,简介如下。 1. 长度平均直径 若所考虑的颗粒主要性质与其直径大小有关,则用长度平均直径表示颗粒的平均直径,用d Lm (L 代表长度length ,m 代表平均mean )表示,按此定义,有下述关系 K K 2211K 21Lm d n d n d n )n n n (d +++=+++ΛΛ (3-2-1) 上式中d i 表示第i 种颗粒的直径,单位为mm 或μm ,n i 表示直径为d i 的颗粒的数目。 上式可表示为 ∑∑===k 1 i i k 1 i i i Lm n d n d (3-2-2)

非均相分离单元操作机械化、自动化设计方案指南-2023最新

非均相分离单元操作机械化、自动化 设计方案指南 1 范围 本文件提供了非均相分离单元实现机械化、自动化操作的技术指导方案。 本文件适用于化工行业中的非均相分离单元及该单元操作过程所用设备的机械化、自动化改造与设计方案的确定。 2 规范性引用文件 本文件没有规范性引用文件。 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 非均相物系heterogeneous mixture 由互不相溶的物质构成的混合物,在物系内部存在显著的相界面,分为分散相和连续相,且相界面两侧的物料性质差异较明显。 3.2 分散相absorption unit operation 在非均相物系中处于分散状态的物质。 3.3 连续相adsorption unit operation 在非均相物系中包围着分散相而处于连续状态的流体。 3.4 非均相分离单元操作heterogeneous separation unit operation 在遵循流体流动基本规律的前提下,利用非均相物系分散相和连续相物理性质(如密度等)的差异,使得非均相物系中的分散相和连续相发生相对运动,从而对非均相物系中的两相进行有效分离的单元操作过程。 4 一般要求 4.1 用于检测非均相分离单元操作过程控制参数(如液位、料位、流量、重量、温度、压力、密度、分离设备中氧气浓度等)的仪表以及现场执行机构(如开关阀、调节阀等)应具备信号远传功能,设备运行参数(如电机电流、电机转速等)宜具备信号远传功能,远传信号应传送至控制室集中显示,控制系统应根据检测仪表信号设置相应的报警值或联锁值:各种检测仪表宜与现场相对应的执行机构构成自动调节控制回路或联锁控制回路。

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