《分离设备复习》课件

分离设备复习课程导言课程目标掌握分离设备的基本原理，分类，设计和计算，并能运用理论知识解决实际问题。学习内容包括蒸馏，吸收，干燥，萃取等常见分离操作的原理，设备构造，设计因素和计算方法。学习要求认真听课，积极思考，完成作业，并能进行相关分离设备的设计和计算。分离设备概述分离设备是化学工程中不可或缺的一部分，用于将混合物分离成不同的组分。例如，蒸馏可以将不同沸点的液体分离，而吸收可以去除气体混合物中的特定组分。分离设备的选择取决于要分离的物质的特性以及所需的分离程度。其他因素包括设备的成本、能耗和操作条件。分离设备分类1机械分离过滤、沉降、离心分离等。2物理分离蒸馏、吸收、干燥、萃取等。3化学分离结晶、沉淀、吸附等。4生物分离发酵、酶反应等。蒸馏原理1分离混合物利用沸点差异分离2加热液体低沸点组分先蒸发3冷凝蒸汽得到纯净的低沸点组分蒸馏设备构造蒸馏塔蒸馏塔是蒸馏设备的核心，它由塔体、塔板、填料和冷凝器等组成。加热器加热器用于将原料加热到沸腾，为蒸馏过程提供热量。冷凝器冷凝器用于将蒸汽冷却成液体，以获得最终产品。蒸馏设备设计因素原料性质原料的沸点、组分、杂质含量等都会影响蒸馏设备的设计。例如，高沸点原料需要更高的操作温度，这将需要更强大的加热设备。分离要求分离的目标产物纯度、产量、回收率等要求都会影响蒸馏塔的塔板数、回流比、塔径等参数。经济因素设备的投资成本、运行成本等都会影响蒸馏设备的设计。例如，可以考虑采用更节能的设备，以降低运行成本。蒸馏效率90%理论效率蒸馏塔的理论效率是指实际分离效果与理想分离效果之间的比值。70%实际效率实际效率考虑了塔内传质效率和能量损失等因素，通常低于理论效率。分馏塔设计塔高塔高取决于所需分离的组分的相对挥发度和塔顶产物的纯度。塔径塔径由塔的处理量和操作压力决定，以确保蒸汽和液体在塔内能够充分接触。塔板类型选择合适的塔板类型，以确保塔板的效率和操作稳定性。回流比回流比是指返回塔顶的液相量与塔顶产物的量之比，它决定了塔的效率和分离效果。分馏塔内部结构分馏塔内部结构包括塔体、塔盘、填料、再沸器和冷凝器等。塔盘是分馏塔的核心部件，主要用于实现气液两相混合物的有效分离。填料则用于增强气液两相的接触效率，提高分离效果。再沸器和冷凝器分别用于提供热量和冷却，保证分馏过程的顺利进行。分馏塔计算塔顶压力塔底压力塔顶温度塔底温度进料量进料组成产品量产品组成吸收原理1气体吸收从气体混合物中分离一种或多种组分，利用溶液吸收气体组分形成溶液，达到分离的目的。2吸收过程气体与液体接触，溶质从气相转移到液相，达到相平衡。3吸收条件气体和液体的性质、操作温度和压力、接触时间等因素影响吸收过程。吸收设备构造吸收设备通常由吸收塔和辅助设备组成，其中吸收塔是主要设备，主要用于气液两相间的传质过程。常见的吸收塔类型包括填料塔、板式塔和喷淋塔等。吸收塔的构造特点包括塔体、填料层、喷淋装置、气液分离装置、塔顶和塔底等。吸收设备设计因素气液流量比影响吸收效率，需根据具体情况调整。温度影响吸收效率，需根据具体情况调整。压力影响吸收效率，需根据具体情况调整。气液接触方式影响吸收效率，需根据具体情况选择。吸收效率吸收塔设计1塔径气体流速和液相流量2塔高传质效率和液相流量3填料层填料类型和填料高度吸收塔内部结构吸收塔内部结构的设计对吸收效率至关重要。常见的填充物包括：填料、板式塔、喷淋塔等。填料塔利用填料的表面积增加气液接触面积，提高吸收效率；板式塔采用多层塔板，使气液在塔板上反复接触，增加接触时间；喷淋塔则利用喷嘴喷射液体，形成液膜，与气体接触进行吸收。吸收塔计算计算方法描述物料衡算根据进出口物料的组分和流量进行平衡计算传质速率计算气液两相之间的传质速率塔高设计根据传质速率和塔径确定塔高塔径设计根据气液流量和流速确定塔径干燥原理1水分去除干燥是将湿物料中的水分去除的过程。2蒸发水分以蒸汽的形式从物料表面蒸发。3热能传递干燥过程需要热能传递以提供蒸发所需的能量。干燥原理是通过蒸发将湿物料中的水分去除。水分以蒸汽的形式从物料表面蒸发，这需要热能传递以提供蒸发所需的能量。干燥过程的效率取决于热能传递的速率和水分蒸发的速率。干燥设备构造转筒干燥器广泛应用于化工、食品、医药等行业喷雾干燥器适用于液体物料的干燥流化床干燥器适用于颗粒状物料的干燥干燥设备设计因素1物料特性物料的性质，例如水分含量、粒度、密度和热敏性，会影响干燥过程和设备选择。2干燥目的干燥的最终目标，例如降低水分含量、提高产品质量或改变物料性质，会影响干燥条件和设备设计。3生产规模生产规模会决定设备尺寸和处理能力，影响设备成本和效率。干燥效率90%干燥效率表示水分去除率。10%剩余水分代表干燥后材料中残留的水分。干燥设备设计物料特性物料的物理性质如水分含量，粒度，形状，密度和热敏性是设计干燥设备的关键因素。干燥目标干燥的目的和所需最终水分含量决定了干燥设备的选择和操作条件。生产规模生产规模和处理量决定了干燥设备的尺寸和类型，例如批次式或连续式干燥器。经济因素能源消耗，设备成本和维护费用是设计干燥设备时需要考虑的经济因素。干燥设备内部结构干燥设备内部结构主要包括干燥室、加热系统、传热介质和物料输送系统。干燥室是物料进行干燥的地方，其内部结构应根据物料的特性和干燥方式进行设计。加热系统用于提供干燥所需的热量，传热介质将热量传递给物料，物料输送系统用于将物料送入干燥室并进行干燥。常见干燥设备的内部结构包括：旋转式干燥机、喷雾干燥机、流化床干燥机、真空干燥机等。干燥设备计算萃取原理1分离目标组分从混合物中提取特定成分2选择性溶解利用溶剂对目标组分的亲和力3相分离形成两相，提取物与原混合物分离萃取设备构造萃取设备主要包括萃取器和分离器两部分，它们分别完成萃取和分离操作。常见的萃取器类型包括：

1.搅拌槽式萃取器：适用于液-液萃取，通过搅拌促进两相的充分接触，提高萃取效率。

2.离心萃取器：适用于处理含固体颗粒的物料，利用离心力将两相分离。

3.筛板塔式萃取器：适用于气-液或液-液萃取，通过筛板形成多级接触，提高萃取效率。

4.填充塔式萃取器：适用于气-液或液-液萃取，通过填料形成多级接触，提高萃取效率。分离器主要用于分离萃取后的两相，常见的分离器类型包括沉降器、旋风分离器等。萃取设备设计因素物料性质萃取剂的选择和溶解度是关键因素。操作条件温度、压力和接触时间影响萃取效率。设备尺寸根据产量和处理能力确定设备尺寸。经济因素成本、维护和运营费用需要权衡。萃取效率影响因素描述溶剂性质溶解度、选择性、沸点、密度萃取操作条件温度、压力、时间、液相比设备类型搅拌槽、喷淋塔、萃取柱萃取设备设计1工艺需求根据萃取工艺要求，选择合适的萃取设备类型和尺寸。2物料特性考虑物料的物理化学性质，如密度、粘度、溶解度等，选择合适的萃取设备。3操作条件确定最佳的操作条件，如温度、压力、流量等，以实现高效萃取。4经济因素考虑设备成本、运行成本、维护成本等，选择经济合理的萃取设备设计。萃取设备内部结构塔式萃取器塔式萃取器是一种常见的萃取设备，通常由塔体、填料层和分配器组成。塔体内部填充了不同类型的填料，例如填料床、填料球或填料环，用于增大萃取液和原料液的接触面积，提高萃取效率。