现代分离技ppt

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1、现代分离技术第1章绪论1.1分离过程的演变历史1.2分离工程学科1.3分离过程的分类化工分离工程是化学工程学科的重要组成部分。化工分离工程是研究化工及其它相关过程中物质的分离和纯化方法的一门技术科学。许多天然物质都以混合物的形式存在，要从其中获得具有使用价值的一种或几种产品，必须对混合物进行分离。在许多加工工业中，例如化工、石油化工、炼油、医药、食品、材料、冶金、生化等，必须对中间体和产物进行分离和提纯，才能使加工过程进行下去，并得到符合使用要求的产品。分离过程还是环保工程中用于污染物脱除的一个重要环节。1.1分离过程的演变历史一、分离工程的起源早在数千年前，人们已利用各种分离方法制作许多人们

2、生活和社会发展中需要的物质。例如，利用日光蒸发海水结晶制盐；农产品的干燥；从矿石中提炼铜、铁、金、银等金属；火药原料硫磺和木炭的制造；从植物中提取药物；酿造葡萄酒时用布袋过滤葡萄汁；制造蒸馏酒等等。这些早期的人类生产活动都是以分散的手工业方式进行的，主要依靠世代相传的经验和技艺，尚未形成科学的体系。1.1分离过程的演变历史近代化学工业是伴随着十八世纪开始的工业革命而崛起的。于十九世纪末开始了大规模的发展。当时，三酸二碱和以煤焦油为基础的基本有机化工等都有了一定的规模。在生产中，需要将产品或生产过程的中间体从混合物中分离出来，才可供使用。例如，当时著名的索尔维制碱法中，使用了高达二十余米的纯碱碳

3、化塔，在其中同时进行化学吸收、结晶、沉降等分离过程，这是一项了不起的成就。但在当时，这项成就是由化学家在进行化学工艺过程开发的同时完成的，他们并没有意识到他们同时在履行着化学工程师的职责。这时的分离技术是结合在具体的化工生产工艺的开发过程中，单独而分散地发展的。1.1分离过程的演变历史随着大量的工业实践，人们逐渐认识到，各种化工生产工艺，除了其中的核心即反应过程外，大都是由为数不多的一些基本操作组成的。这些基本操作的知识对于化工过程的正确开发和化工流程、装置的正常运行经济性有重要的作用。在二十世纪初提出的单元操作的概念指出：任何化工生产过程不论规模如何，皆可分解为一系列名为单元操作的过程，例如

4、粉碎、混合、加热、吸收、冷凝、浸取、沉降、结晶、过滤等。单元操作的概念包含了流体动力过程、传热过程、传质分离过程、热力过程、粉体工程等许多化工生产过程中常见的操作和过程，传质分离过程是其重要组成部分。1.1分离过程的演变历史单元操作概念的建立对化学工程的发展起了重大的作用。它对用于不同的化学工艺中的同样的操作，以单元操作的概念抽象出来，对其共同规律进行研究。通过对其基础研究、单元操作所用设备的结构、操作特性、设计计算方法及应用开发等多方面的研究，为分离过程在化工工艺开发、化工过程放大、化工装置设计和在化工生产中的正确应用提供了较为完整的理论体系和经济高效的分离设备，对促进化学工业的发展起到了重

5、要的作用。同时，以此为基础发展起来了以因次分析和相似论为基础的实验研究方法和以数学模型方法为基本的理论结合实际的化学工程研究方法，也对化学工程学本身的发展作出了很大的贡献。1.1分离过程的演变历史二、分离工程的发展自二十世纪五十年代以来，通过对化学工程的深入研究，提出了三传一反（动量传递、热量传递、质量传递、化学反应工程）的概念。使分离工程建立在更基本的质量传递的基础上，从界面的分子现象和基本流体力学现象进行分离工程中各单元操作的基础研究，并用定量的数学模型描述分离过程，用于分析已有的分离设备，并用于设计新的过程和设备。由于计算机技术的飞速发展，使得从较基础的理论角度出发对分离过程和设备进行研

6、究成为可能，减少了误差和失真。对一些复杂的数学模型的开发并用于分离过程的优化，使化工过程更趋成熟和完善。1.1分离过程的演变历史二十世纪下半叶掀起的新技术革命浪潮在人类文明和社会发展上将具有重大的意义。在现代生物技术、环境科学、资源与能源科学、信息技术与材料科学等高新科技的发展对分离工程提出了新的、更高的要求，有许多是传统分离技术所无能为力的，分离工程发展与高新科技的结合是现实的迫切需求，也是分离工程面临的新的机遇和挑战。可以显著提高生活质量的实例NO.1食品果汁超滤主要目的是除去易引起果汁发生浑浊沉淀的大分子物质。血橙是重要的甜橙品种，除富含维生素C外，还含有丰富的维生素E、β一胡萝卜素、花

7、青素苷和类黄铜等多酚化合物，苏学素等采用管式聚偏氟乙烯超滤膜(PVDF)对血橙进行超滤澄清实验，在室温条件下跨膜压差超滤血橙汁，获得了较高的膜渗透通量，较好地保留了营养物质。大豆分离蛋白生产过程中的乳清一直是环保治理的难点，乳清中的乳清蛋质，大豆低聚糖和盐类，排放到自然水体会造成污染，回收利用则变废为宝。借助于对浓缩相不断稀释的全过滤，则可以获得蛋白质含量更高的乳清蛋白粉。此外，引入超滤和反渗透组