分离技术与传质过程
在化学工程领域，分离技术和传质过程是两个核心概念。分离
技术是指将复杂混合物中的组分分离出来的工艺过程，而传质过
程则是指物质在不同相之间的传输现象。这两个概念的密切联系，决定了化学工程的发展方向和应用范围。
在传质过程中，分子扩散和质量传递是两个基本概念。分子扩
散是指物质在同种相中从高浓度区域向低浓度区域传输的现象，
而质量传递是指物质在不同相中由高浓度向低浓度传输的现象。
这两个过程都是重要的传质现象，在化工生产中有广泛的应用。
分离技术一般是指将混合物中的成分分离出来，以达到纯化产品、回收价值元素或去除有害物质的目的。分离技术主要包括物
理分离和化学分离两种方法。物理分离方法包括蒸馏、萃取、吸附、膜分离等，而化学分离方法主要是指离子交换、铁矾吸附、
化学凝聚等。
在化学工程的实践中，分离技术和传质过程密不可分。许多分
离技术的实现都需要传质过程的支持。例如，蒸馏是利用液体和
气体之间的相互传质现象而实现的。萃取法是利用不同物质在溶
剂中的溶解度差异而实现的。吸附技术是利用吸附剂与被吸附物
质之间的物理吸附作用而实现的。而利用膜分离技术分离物质，也是利用物质在膜中的传质现象实现的。
另一方面，传质过程的研究和发展也推动了分离技术的进步。例如，膜分离技术的发展和广泛应用，大大促进了分离技术的提高和创新。膜分离技术是利用膜的半透性质将混合物中的物质分离出来，这种技术具有分离效果好、操作简便、能耗低等优点。目前，膜分离技术在饮用水净化、废水处理、食品饮料加工等领域中得到了广泛的应用。
总之，分离技术和传质过程是化学工程中两个重要的概念，相辅相成的关系决定了化工生产的成败。在化学工程实践中，我们需要充分发挥两个概念的优点，相互融合，进行创新。同时，我们也需要加强研究和推广分离技术和传质过程的发展，为化学工程的可持续发展做出新的贡献。
传质分离过程 1.分离过程可以定义为借助于物理、化学、电学推动力实现从混合物中选择性的分离某 些成分的过程。 2.分离过程可分为机械分离和传质分离两大类。机械分离的对象是两相以上的混合物。 传质分离过程用于各种均相混合物的分离。特点是有能量传递现象发生。 3.传质分离过程分为平衡分离过程和速率分离过程。 4.相平衡的准则为各相的温度、压力相同，各组分的逸度也相等。 5.相平衡的表示方法有相图、相平衡常数、分离因子。 6.维里方程用来计算气相逸度系数。 7.闪蒸是连续单级蒸馏过程。 8.指定浓度的组分成为关键组分，其中易挥发的成为轻关键组分，难挥发的成为重关键 组分。 9.若溜出液中除了重关键组分外没有其他重组分，而釜液重除了轻关键组分外没有其他 轻组分，这种情况称为清晰分割。 10.多组分精馏与二组分精馏在浓度分布上的区别可以归纳为：在多组分精馏中，关键组 分的浓度分布有极大值；非关键组分通常是非分配的，即重组分通常仅出现在釜液中，轻组分仅出现在溜出液中；重、轻非关键组分分别在进料板下、上形成接近恒浓的区域；全部组分均存在于进料板上，但进料板浓度不等于进料浓度。塔内各组分的浓度分布曲线在进料板处是不连续的。 11.最小回流比是在无穷多塔板数的条件下达到关键组分预期分离所需要的回流比。 12.特殊精馏分为萃取精馏（加入的组分称为溶剂）、共沸精馏、加盐精馏。 13.气体吸收是气体混合物一种或多种溶质组分从气相转移到液相的过程。解吸为吸收的 逆过程，即溶质从液相中分离出来转移到气相的过程。 14.吸收过程按溶质数可以分为单组分吸收和多组分吸收；按溶质与液体之间的作用性质 可以分为物理吸收和化学吸收；按吸收温度状况可以分为等温吸收和非等温吸收。 15.吸收的推动力是气相中溶质的实际分压与溶液中溶质的平衡蒸气压力之差。 16.难溶组分即轻组分一般只在靠近塔顶的几级被吸收，而在其余级上变化很小。易溶组 分即重组分主要在塔底附近的若干级上被吸收，而关键组分才在全塔范围内被吸收。 17.吸收塔的操作压力、操作温度和液气比是影响吸收过程的主要参数。操作压力越大吸 收率越大，操作温度越低吸收率越大。液气比越大吸收率越大。 18.超临界流体萃取是一种以超临界流体作为萃取剂，从固体或液体中提取出待分离的高 沸点或热敏性物质的新型萃取技术。超临界流体是状态处于高于临界温度、压力条件下的流体，它具有低粘度、高密度、扩散系数大、超强的溶解能力等特性。与传统的溶液萃取的优势：超临界流体具有极强的溶解能力，能实现从固体中提取有效成分； 可通过温度、压力的调节改变超临界流体的溶解能力的大小，因而超临界流体萃取具有较好的选择性；超临界流体传质系数大，可大大缩短分离时间；萃取剂的分离回收容易。 19.二氧化碳是最理想的超临界流体。 20.超临界流体的典型萃取流程：等温法、等压法、吸附法。 21.反胶团萃取有效的解决了溶剂萃取过程中蛋白质不溶于有机溶剂和易变性、失活的问 题。 22.吸附是指流体与固体多孔物质接触时，流体中的一种或多种组分传递并附着在固体 内、外表面形成单分子层或多分子层的过程。
1.简述分离技术的分类及其分离原理？ （一）机械分离对象是由两相或两相以上所组成的混合物，其目的是简单地将各相加以分离，过程中间不涉及传质过程。 名称分离因子分离原理举例 沉降重力密度差水处理 离心离心力密度差油精制、牛乳脱脂 旋风分离惯性流动力密度差喷雾干燥 过滤过滤介质粒子大小除菌、喷雾干燥/果汁澄清、 颗粒分离 压榨机械力压力下液体流动油脂生产 （二）传质分离是指在分离过程中，有物质传递过程的发生，传质分离的原料，可以是均相体系，也可以是非均相体系。分为两大类：平衡分离过程和速率控制分离过程1平衡分离过程为借助分离媒介（如热能、溶剂、吸附剂等）使均相混合物系统变为两相系统，再以混合物中各组分在处于相平衡的两相中不等同的分配为依据而实现分离。2速率控制分离过程是指借助某种推动力，如浓度差、压力差、温度差、电位差等的作用，某些情况下在选择性透过膜的配合下，利用各组分扩散速度的差异而实现混合物的分离操作。分为膜分离和场分离（三）其他物理场辅助分离技术1.超声波萃取 2.微波辅助萃取 3.超声微波协同萃取 2食品为什么要分离？1获得需要的产品①农作物中非食用物质与食用物质的分离。②多层次、多样化产品的需求。2食品安全性的要求①农药残留。②工业“三废”进入食物链危害人体健康。③天然食品在生长过程中次生代谢产生多种微量的有毒成分。 3食品分离过程的特点:分离对象种类多，性质复杂。产品质量与分离过程密切相关。产品要求食用安全。分离对象在分离过程中易腐败。 4食品分离技术的选择原则：先要确定分离的目的，了解待分离混合物中各组分的物理，化学，生物学方面的性质，并要充分关注分离的目标成分。对目标成分，要了解目标成分的性质，它的相对分子质量，化学结构，理化性质，电荷性，热敏性以及生物活性等基础性资料对确定分离方法的选择起决定性作用。 5食品分离技术的考虑因素:产品纯度，回收率（主要）产品价格目标产物的特性混合物中的分子性质经济因素安全与环保 6食品分离技术在食品工业中的地位与作用 1. 是重要的食品工艺过程之一2. 提高农作物综合利用程度，生产高附加值的产品。3.改进食品的营养与风味。4. 符合卫生，安全要求。5. 改变生产面貌。 膜分离技术 1按膜的性质分：⒈天然膜⒉合成膜.按膜的结构分：⒈多孔膜⒉致密膜 3.液膜.按膜的作用机理分：1.吸附性膜2.扩散性膜 3.离子交换膜4.选择渗透膜5.非选择性膜 2膜分离技术的原理:膜分离概念：用天然的或人工合成的膜，以外加压力或化学位差为推动力，对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离，分级，提纯或富集的方法，统称膜分离法。 3膜分离技术特点:在常温下进行,不发生相变化,能耗低,在密闭容器中进行,不用添加化学试剂、添加剂,选择性好,使用范围广,操作简便，易自动化操作 4膜分离的特点1.不发生相变，能耗低。2.一般在常温下操作不需加热，适应于热敏性物质 3.应用范围广。4.以压力为推动力，装置简单、体积小、操作容易、
化学工程中的传热传质与分离技术 传热传质与分离技术是化学工程中的重要内容，它们在工业生产中起着至关重要的作用。本文将从传热传质和分离技术两个方面进行论述，探讨其在化学工程中的应用和发展。 一、传热传质 传热传质是指物质在不同热力学条件下的传递和转移过程。在化学工程中，传热传质是各种反应、分离和加工过程中不可或缺的环节。传热传质的研究可以帮助我们更好地理解和控制化学反应的过程，提高生产效率和产品质量。 1. 传热 传热是指热量从高温物体传递到低温物体的过程。在化学工程中，常见的传热方式包括传导、对流和辐射。传导是指热量通过物体内部的分子振动和碰撞传递，对流是指热量通过流体的运动传递，辐射是指热量通过电磁波传递。通过研究传热机理和传热模型，我们可以设计和优化传热设备，提高传热效率。 2. 传质 传质是指物质在不同浓度或压力条件下的传递和转移过程。在化学工程中，传质是各种反应和分离过程中不可或缺的环节。传质可以通过扩散、对流和反应等方式进行。扩散是指物质在浓度梯度作用下的自发传递，对流是指物质通过流体的运动传递，反应是指物质通过化学反应进行传递。通过研究传质机理和传质模型，我们可以提高反应速率和分离效率，降低能耗和成本。 二、分离技术 分离技术是指将混合物中的组分分离出来的技术。在化学工程中，分离技术是实现产品纯化和废物处理的关键环节。各种分离技术的发展和应用，使得化学工程在生产中更加高效和可持续。
1. 蒸馏 蒸馏是一种通过液体的汽化和凝结来分离混合物的技术。它利用不同组分的汽 化温度差异，将混合物中的组分分离出来。蒸馏广泛应用于石油化工、化学制药和食品工业等领域，是一种重要的分离技术。 2. 萃取 萃取是一种通过溶剂的选择性溶解来分离混合物的技术。它利用不同组分在不 同溶剂中的溶解度差异，将混合物中的组分分离出来。萃取广泛应用于化工、冶金和环保等领域，是一种常用的分离技术。 3. 结晶 结晶是一种通过溶液中溶质的沉淀和结晶来分离混合物的技术。它利用不同组 分在溶液中的溶解度差异，将混合物中的组分分离出来。结晶广泛应用于化工、制药和冶金等领域，是一种重要的分离技术。 4. 色谱 色谱是一种通过物质在固定相和流动相中的分配系数差异来分离混合物的技术。它利用不同组分在固定相和流动相中的分配行为，将混合物中的组分分离出来。色谱广泛应用于化学分析和药物研发等领域，是一种常用的分离技术。 总之，传热传质与分离技术在化学工程中起着重要的作用。通过研究和应用传 热传质和分离技术，我们可以提高生产效率和产品质量，降低能耗和成本，推动化学工程的发展和进步。未来，随着科学技术的不断进步，传热传质与分离技术将发挥更加重要的作用，为工业生产带来更大的贡献。
精馏的传质原理 精馏是一种常用的分离技术，主要用于液体的分离和纯化。它的传质原理是基于液体和气体的不同揉浆特性和蒸汽压之间的差异。 精馏通常由一个精馏塔、冷凝器和回流器组成。精馏塔内部可以分为若干个塔板，塔板上有许多塔板孔和塔板瓶。在塔板附近，进料通过换热，循环然后重新进入精馏塔。 在精馏过程中，原始混合物先被加热并注入到塔顶部。由于热力学性质的差异，原始混合物中的成分会产生不同的蒸汽压。高蒸汽压组分更易于转化为气体，而低蒸汽压组分更倾向于保持在液体状态。 原始混合物的气态组分进入塔顶部，与从底部升上来的冷凝液体相接触。接触时，气体会被冷凝成液体并下降至下一个塔板。这个过程被称为液体回流。这是因为下降的液体会与从塔底回流上来的冷凝液体混合，分散和增强气液传质。 在精馏塔内部，气体和液体在塔板孔和塔板瓶之间进行交替的传质和相互质量转移。气体通过塔板孔向上升起，并与下降的液体进行接触。在接触过程中，气体和液体之间会发生物质的传递，液体会吸附气体中的某些组分，而污染物则会从液体中分离出来。 由于塔板瓶和塔板孔的结构设计，气液接触面积增大，气液混合程度加强，并能
提供充足的传质路径。这样，气体和液体之间的相互传质就会更加有效，从而实现混合物的分离和纯化。 随着混合物向下穿过精馏塔，组分的蒸汽压逐渐上升，到达一个特定的塔板时，液体中的污染物会被完全分离出来。而在塔板上，纯净的组分则会升上塔顶，通过冷凝器进一步冷却并转化为液体，最后收集和收回。 精馏的传质原理基于组分的不同蒸汽压和液体流动性质之间的差异。通过不断的气液传质和物质分离，精馏技术能够实现对混合物的分离和纯化，广泛应用于石油化工、化学工程和生物制药等行业中。精馏技术的应用，不仅能够提高产品质量，还可以降低能源消耗和环境污染。
第六章 精馏 §1 传质过程概述 6-1 传质过程的定义 传质过程的定义——物质以扩散的方式，从一相转移到另一相的相界面的转移过程，称为物质的传递过程，简称传质过程。 日常生活中的冰糖溶解于水，樟脑丸挥发到空气中，都有相界面上物质的转移过程。 例如某焦化厂里，用水吸收焦炉气中的氨。OH NH O H NH 423→+。如图6-1所示。 图6-1 吸收传质示意图 再如某酒精厂里，酒精的增浓与提纯。即利用乙醇与水的沸点不同，或挥发度不同，使乙醇与水分离的过程。如图6-2所示。 图6-2 精馏传质示意图 这两个例子说明，有物质()O H OH H C NH 2523 , , 在相界面的转移过程，都称为传质过程。 6-2 传质过程举例 焦化厂的例子，是吸收操作。——利用组成混合气体的各组分在溶剂中溶解度不同来分离气体混合物的操作，称为吸收操作。 焦炉气中不仅含有3NH ，还有242 , , , H CH CO CO 等气体，利用3NH 易溶于水，以水为吸收剂，使3NH 从焦炉气中分离出来。吸收主要用来分离气体混合物，所以有的教
材称吸收为气体吸收。如图6-3所示。 图6-3 吸收局部示意图 水称为溶剂，3NH 称为溶质，炉气中其他气体称为惰性组分。 用水吸收氯化氢气体)(HCl ，制备盐酸，也是一种吸收操作。 酒精厂的例子，是精馏操作。——利用液体混合物各组分沸点（或挥发度）的不同，将物质多次部分汽化与部分冷凝，从而使液体混合物分离与提纯的过程，称为精馏操作。 精馏主要用来分离液体混合物，所以有的教材称精馏为液体精馏。 传质过程还有， 萃取——利用混合物各组分对某溶剂具有不同的溶解度，从而使混合物各组分得到分离与提纯的操作过程。 例如用醋酸乙酯萃取醋酸水溶液中的醋酸。如图6-4所示。 图6-4 萃取示意图 此例中醋酸乙酯称为萃取剂)(S ，醋酸称为溶质)(A ，水称为稀释剂)(B 。萃取操作能够进行的必要条件是：溶质在萃取剂中有较大的溶解度，萃取剂与稀释剂要有密度差。 干燥操作——利用热能使湿物料的湿分汽化，水汽或蒸汽经气流带走，从而获得固体产品的操作。如图6-5所示。
第一章绪论 1 、分离技术的定义：分离技术是指利用物理、化学或物理化学等基本原理与方法将某种混合物分成两个或多个组成彼此不同的产物的一种手段。 2、分离技术的发展需要：新型分离技术开拓与发展的必要性 （1）科技发展与探索的需求（新材料、新产品、新工艺） （2）资源利用与清洁生产的需求（节能、增产） （3）生态环境保护的需求(环保和资源综合利用) 3、分离过程的几个概念： （1）分离过程：通常由原料、产物、分离剂及分离装置组成； （2）分离剂：加到分离系统中使过程得以实现的能量或物质； （3）分离装置：分离过程得以实施的必要物质设备，它可以是某个特定的装置，也可指从原料到产品之间的整个流程。 4、分离过程的分类：按照分离过程原理，可分为三大类： （1）机械分离 （2）传质分离( 平衡分离、速率控制分离) （3）反应分离 5、新型分离技术三大类 （1）对传统技术或方法加以改良的分离技术：超临界流体萃取、液膜萃取、双水相萃取以及色谱分离等 （2）基于材料科学发展形成的分离技术：反渗透、超滤、气体渗透、渗透汽化等膜分离技术； （3）膜与传统分离相结合形成的分离技术：膜吸收、膜萃取、亲和超滤、膜反应器等。 6、分离技术选择的基本依据 (1) 待处理物的物性——混合物至少在物理、化学、电磁、光学、生物学等性质方面存在以下一个或多个差异： a. 物性参数：分子量、尺寸与形状、熔点、沸点、密度、溶解度等； b. 力学性质：表面张力、摩擦因子； c. 电磁性质：分子电荷、电导率、介电常数、电离电位、磁化率等； d: 传递特性常数：迁移率、扩散速度、渗透系数； e ：化学特性常数：分配系数、平衡常数、离解常数、反应速率、络合常数等。 (2) 目标产物的价值与处理规模——目标产物的价值与规模大小密切相关，常成为选择分离方法的主要因素：目标产物的经济价值比较低，则应采用低能耗、无需分离剂、或廉价分离剂以及大规模生产过程；而高附加值产物则可采用中小规模生产。 (3) 目标产物的特性——包括其热敏性、吸湿性、放射性、氧化性、光敏性、分解性、易碎性等，这些特性常是导致目标产物变质、变色、损坏等的根本原因，因此成为分离方法选择中的一个重要因素。 (4) 产物纯度与回收率——产物的纯度与回收率对分离方法选择具有至关重要的作用。一般状况下，纯度越高，提取成本越大，而回收率则会随之降低。因此在选择分离方法时需综合考虑。 第二章分离过程的基础理论 1、偏摩尔自由能与化学位的关系
看看现代分离技术整理 1.传质分离过程分为哪两个分离过程？ 平衡分离过程和速率分离过程 2.从不同的角度对分离效率有不同的评价指标 ①分离方法和角度②产品纯度 分离速率,分辨率，浓缩比，纯化程度,回收率。 3。写出5种使用能量媒介和5种使用物质媒介的分离操作。 能量媒介:精馏、萃取精馏、吸收蒸出、再沸蒸出、共沸精馏、结晶 物质媒介：萃取、浸提、吸收、吸附、液液萃取 4。萃取精馏的定义。 1)定义：加入的新组分不和原物系中的组分形成恒沸物，只改变组分间的相对挥发度，而其沸点比物系中其它组分的沸点高的分离过程。 2）萃取剂的作用：改变组分的相对挥发度.加入萃取剂与其中一个组分形成正偏差溶液（非理想溶液），与另外一个组分形成理想溶液（负偏差溶液）,来改变相对挥发度. 3)萃取精馏塔中对萃取剂的要求： ➢不形成恒沸物 ➢沸点要高 ➢改变相对挥发度 ➢不能分层 选择性强 溶解度大 沸点高，挥发度小 热稳定性和化学稳定性好 适宜的物性 使用安全无毒，对设备不腐蚀,污染小,环境友好，价格低廉，来源丰富 5）萃取精馏塔中回收段的作用: 使溶剂不在塔顶出现，达到回收效果. 如果不设回收段会使塔顶物料中含有高浓度的溶剂。 去除塔顶产品中可能夹带的溶剂，对于某些沸点很高的溶剂可不使用
6）萃取精馏塔塔顶产品不合格能否通过加大回流比的方法来使塔顶产品合格？ 不能,因为加大回流比会使塔顶到塔底溶剂的浓度降低，液相流率增加, 将使液相中溶剂浓度xS 下降， 而使被分离组分间的相对挥发度 （a12）S 减小,分离效果变差。 7）精馏段萃取剂浓度的公式推导： 萃取剂的挥发度比所处理物料的挥发度低得多，用量较大,故在塔板上基本维持一固定的浓度值,“恒定浓度"即 假定：a 恒摩尔流;b 精馏段总物料衡算： 萃取剂物料衡算： (A ） 设萃取剂S 对被分离组分的相对挥发度为 （B) A=B (C) 8) 提馏段萃取剂浓度的公式推导： 溶剂对被分离组分的相对挥发度一般很小,当β≈0 时，式(C)可简化为： 类似地，提馏段溶剂浓度： 1 ,,+=n s n s x x 0 =sD x D L S V +=+sD s s Dx Lx S Vy +=+S D L S Lx y S S -+-= β s s s s s s s s s y y y y x x x x x x y y y x x y y 21212121111++=++=--=βs s s s s x x x x x x x 2211211αα++=221121x x x x s s αα++=i is i x x α∑∑=1)1(,11+-=∴--=s s s s s s s x x y x x y y βββ 1)1(+-⋅=-+-s s s x x S D L S Lx ββRD S S L S L S x S +=≈-≈)1(β⎪⎪⎭ ⎫ ⎝⎛-'+-=S S x W L S x 1)1(ββ )1()1(S S x D L S x ---=ββ
化工工程技术下的传质与分离技术研究 摘要：在化工工程技术领域，传质与分离技术是非常重要的研究方向之一。 传质与分离技术在化工生产中广泛应用，例如在石油精炼、化学品生产、环境治 理等过程中，需要对各种混合物进行分离和纯化。因此，对传质与分离技术的研 究和优化具有重要意义。基于此，本文章对化工工程技术下的传质与分离技术研 究进行探讨，以供参考。 关键词：化工工程技术；传质技术；分离技术 引言 传质与分离技术的研究旨在提高传质效率、速率和选择性，以达到更好的分 离效果。为此，我们需要了解传质与分离技术的基本原理，并使用恰当的评价方 法对其进行评估。此外，我们还需不断创新和改进传质与分离技术，引入新材料、优化操作参数和引入辅助技术等，以提高分离效果并降低成本和能耗。 1传质与分离技术的基本原理 1.1传质技术的基本原理 扩散是指物质在两相接触界面上由高浓度向低浓度自发传递的过程。扩散速 率受到浓度梯度、界面性质、温度等因素的影响。对流是指物质通过流体介质的 流动而传递的过程。对流传质速率快于扩散，可通过调节流速和增加流体搅拌来 增强传质效果。某些传质过程与化学反应伴随进行，例如气体吸收和溶解反应。 反应速率决定了传质速率。 1.2分离技术基本原理 蒸馏利用物质沸点的差异，将液体混合物分离为纯液体和纯气体组分。当混 合物加热至液体沸点时，低沸点组分首先蒸发，然后通过冷凝收集为纯液体。吸 附是指溶液中的组分通过相互作用被吸附剂固定在其表面上。根据吸附剂与目标
组分的亲和力不同，可以实现目标组分的分离和富集。结晶基于物质的溶解性差异，使溶液中的溶质逐渐形成晶体颗粒，从而分离出纯溶质。通过控制温度、浓度和结晶速率等条件，可以实现高纯度单一晶体的得到。色谱利用组分在固定相封装柱中的分配平衡差异，实现物质的分离和定量测定。根据传递方式的不同，色谱可分为气相色谱和液相色谱。膜分离是利用多孔或选择性渗透性膜，根据组分分子大小、电荷、亲疏水性等特性实现不同组分的分离和富集。萃取是指通过溶剂在两相之间传递目标物质的方法。利用不同溶解度、分配系数等特性，可以实现液-液、液-固相之间的组分分离。 2化工工程技术下的传质技术研究 2.1传质性能的评价方法 传质速率是评价传质性能的重要指标之一。可以通过测定传质物质浓度变化的方法来计算传质速率，或者通过传质通量来表示。传质速率越大，表示传质效果越好。传质效率是评价传质性能的另一个重要指标。传质效率以目标物质的转移率或分离因数为衡量标准，代表了传质过程中目标物质分离或转移的效果。传质过程中物质的平衡状态也是评价传质性能的一个方面。通过测定不同相之间的物质浓度或组分变化，可以判断传质是否达到平衡。评价传质性能时还需要考虑物质损失和副产物生成情况。传质过程中可能会导致目标物质的损失或产生不需要的副产物，因此需要关注这些问题并进行评价。 2.2传质过程的优化与改进 根据传质的需求和要求，选择适合的传质装置和设备。不同的传质装置和设备具有不同的传质特性和适用范围，对实际操作的传质效果会有重要影响。调整操作条件可以改善传质效果。例如，控制温度、压力、流速等操作参数，以提高传质速率和效率。选择合适的传质介质，可以提高传质效率。改变传质介质的物理和化学性质，如孔隙结构、活性表面处理等，可以增强其传质性能。改变传质界面的结构和性质，可以改善传质速率和效率。例如，增加传质界面的面积、使用增强型材料或添加表面改性剂等。引入适当的辅助技术可以改进传质过程。例如，超声波、电场、微波等辅助技术的应用，可以增强传质效果。
化工传质分离 化工传质分离是一种重要的分离技术，广泛应用于化工、制药、食品、环保等领域。化工传质分离的原理是利用物质在不同相之间扩散、吸附、析出等作用的差异，将混合物中的组分分离出来。本文将从传质原理、应用领域和发展趋势三个方面进一步探讨化工传质分离的相关问题。 一、传质原理 传质是指物质在不同相之间由高浓度区向低浓度区移动的过程。传质作用是化工传质分离的基础，常见的传质方式有扩散、对流、渗析、吸附、膜分离等。扩散传质是指溶质在浓度梯度作用下自发地从高浓度区向低浓度区移动，适用于气体、液体和固体之间的传质；对流传质是指流体因为外力引起的不均匀运动，使溶质随着流体的流动而移动；渗析传质是指在分离膜两侧浓度差的作用下，溶质通过分离膜的移动实现分离；吸附传质是指溶质接触吸附剂表面发生物理或化学吸附，在吸附剂表面或内部形成一个分离相来实现分离；膜分离是指利用半透膜对溶质进行分离，常常是选择用过滤或离子交换膜等分离固体或溶液中特定成分，同时扩大了分离范围和分离效率。 二、应用领域
化工传质分离技术广泛应用于化工、制药、食品、环保等领域。其中，化工行业是化工传质分离的主要应用领域。如石化、化学、能源等行业中的环保、化肥、塑料、化纤等产业中各自有多种传质分离技术被广泛应用。制药行业中，传质分离技术可以有效地实现药物的制备、纯化和分离等过程。食品行业中，也常用传质分离技术从食品中提取有用成分，例如：油脂、蛋白质、黄酮等。在环保领域，传质分离技术可用于废水的处理、废气的净化等。 三、发展趋势 随着化工工业的快速发展，化工传质分离技术变得越来越重要。目前，国内化学工业已基本建立了相对完整的技术体系，其中传质分离技术是其中重要组成部分，并且在化工行业的生产过程中具有十分广泛的应用。然而，由于传统传质分离技术具有效率低、生产成本高、操作复杂等缺点，因此，传质分离技术一直在不断地发展和改进。未来的发展趋势主要集中在以下三个方面：第一，进一步完善传统传质分离技术，提高效率和降低成本；第二，发展新型传质分离技术，例如：膜分离、离子液体传质分离等新型技术；第三，发展智能化和自动化控制技术，提高传质分离技术的自动化程度和生产效率。 总之，化工传质分离技术在化学工业、制药行业、食品行业、环保行业等领域中具有广泛的应用前景。未来，
简述平衡分离和传质分离的异同 一、引言 平衡分离和传质分离是化学工程中常用的两种分离技术，它们在分离原理、应用范围、操作方式等方面存在差异。本文将从这些方面对平衡分离和传质分离进行详细的比较和总结。 二、平衡分离与传质分离的定义 1. 平衡分离 平衡分离是指通过调节物质在不同相之间的平衡浓度来实现物质的分离。常见的平衡分离包括萃取、蒸馏、结晶等。 2. 传质分离 传质分离是指利用物质在不同相之间的传递过程，通过物理或化学手段将混合物中不同组成部分进行有效地隔离。常见的传质分离包括吸附、膜过滤、电渗析等。 三、平衡分离与传质分离的原理
1. 平衡分离原理 平衡是指当两个或多个相接触时，它们之间会形成一种状态，使得各相中溶解物浓度达到一个稳定值。平衡浓度受到温度和压力等因素的影响。平衡分离就是通过调节不同相之间的平衡浓度来实现物质的分离。 2. 传质分离原理 传质是指混合物中不同组成部分在不同相之间通过扩散、对流、电渗等方式传递的过程。传质分离就是利用这种传递过程，通过物理或化学手段将混合物中不同组成部分进行有效地隔离。 四、平衡分离与传质分离的应用范围 1. 平衡分离应用范围 萃取、蒸馏、结晶等平衡分离技术广泛应用于制药、精细化工、石油化工等领域。例如，在制药领域，常用乙酸乙酯作为溶剂进行萃取，以提取目标物质。 2. 传质分离应用范围
吸附、膜过滤、电渗析等传质分离技术广泛应用于环保、食品加工、制药等领域。例如，在环保领域，常用活性炭吸附处理废水中的有机污染物。 五、平衡分离与传质分离的操作方式 1. 平衡分离操作方式 平衡分离通常需要进行多次萃取、蒸馏、结晶等过程，以达到预期的分离效果。操作过程中需要控制温度、压力、溶剂选择等因素。 2. 传质分离操作方式 传质分离通常需要借助特殊设备进行，例如吸附柱、膜过滤器等。操作过程中需要控制流速、温度等因素。 六、平衡分离与传质分离的优缺点比较 1. 平衡分离优点 平衡分离技术成熟，应用广泛；可对混合物中不同组成部分进行有效隔离；适用于多种物质。
分离技术与传质过程 在化学工程领域，分离技术和传质过程是两个核心概念。分离 技术是指将复杂混合物中的组分分离出来的工艺过程，而传质过 程则是指物质在不同相之间的传输现象。这两个概念的密切联系，决定了化学工程的发展方向和应用范围。 在传质过程中，分子扩散和质量传递是两个基本概念。分子扩 散是指物质在同种相中从高浓度区域向低浓度区域传输的现象， 而质量传递是指物质在不同相中由高浓度向低浓度传输的现象。 这两个过程都是重要的传质现象，在化工生产中有广泛的应用。 分离技术一般是指将混合物中的成分分离出来，以达到纯化产品、回收价值元素或去除有害物质的目的。分离技术主要包括物 理分离和化学分离两种方法。物理分离方法包括蒸馏、萃取、吸附、膜分离等，而化学分离方法主要是指离子交换、铁矾吸附、 化学凝聚等。 在化学工程的实践中，分离技术和传质过程密不可分。许多分 离技术的实现都需要传质过程的支持。例如，蒸馏是利用液体和 气体之间的相互传质现象而实现的。萃取法是利用不同物质在溶 剂中的溶解度差异而实现的。吸附技术是利用吸附剂与被吸附物
质之间的物理吸附作用而实现的。而利用膜分离技术分离物质，也是利用物质在膜中的传质现象实现的。 另一方面，传质过程的研究和发展也推动了分离技术的进步。例如，膜分离技术的发展和广泛应用，大大促进了分离技术的提高和创新。膜分离技术是利用膜的半透性质将混合物中的物质分离出来，这种技术具有分离效果好、操作简便、能耗低等优点。目前，膜分离技术在饮用水净化、废水处理、食品饮料加工等领域中得到了广泛的应用。 总之，分离技术和传质过程是化学工程中两个重要的概念，相辅相成的关系决定了化工生产的成败。在化学工程实践中，我们需要充分发挥两个概念的优点，相互融合，进行创新。同时，我们也需要加强研究和推广分离技术和传质过程的发展，为化学工程的可持续发展做出新的贡献。
第一章： 1，平衡分离： 根据两相状态不同 , 传统平衡分离过程可分为如下几类： 汽液传质过程 : 如液体的蒸馏和精馏。 液液传质过程 : 如萃取。 气液传质过程 : 如吸收、气体的增湿和减湿。 液固传质过程 : 如结晶、浸取、吸附、离子交换、色 层分离、区域熔炼等。 气固传质过程 : 如固体干燥、吸附等。, 2，速率分离: 膜分离、场分离 在某种推动力（浓度差、压力差、温度差、电位差等）的作用下，有时在选择性膜的配合下，利用各组分扩散速率的差异实现组分的分离。 膜分离又包括超滤、反渗透、渗析、电渗析等。 速率分离过程特点：节能 环保 第二章： 相平衡准则（条件）： 相平衡关系的表示方法 1 相图 2 相平衡常数K 3 分离因子即相对挥发度 相平衡常数的计算方法： 一、状态方程： 范德华方程 1维里方程 2 RK 方程 3 SRK 方程 4 PR 方程 5 BWRS 方程6 列线图法 3 4对RK 的修正，精度显著改善，简单方便，但对H 2 H 2S 等物系精度差；5 特别适用于H 2 H 2S 等气体混合物；6 轻烃类组分，仅考虑T P 对K 的影响，忽略了组成。 二、活度系数法： 1 Vanlaar(范拉尔)方程、 2 Margules(玛古斯)方程、 3 Wilson(威尔逊)方程、 4 NRTL(有轨双液)方程、 5 UNIQUAC(通用拟化学活度系数)方程、S-H 方程 1 2 数学表达式简单，容易从活度系数数据估计参数；适应性强，对于非理想性强的物系，包括部分互溶物系结果计算结果也能很满意。多元物系需要多元的相互作用参数，如果没有，不能用于多元物系计算；都没有考虑T 、P 对模型的影响 3 不能直接应用于液液平衡，但修正的T-K- Wilson 可以。 4 能很好地表示二元和多元系统的气液和液液平衡；特别对于含水系统，模型效果好；模型参数多，对每个二元物系都有三个参数。 5 所有表达式中，最复杂的；特别适用于分子大小相差悬殊的混合物。 气液平衡常数的各种简化： （1）汽相为理想气体，液相为理想溶液 适用物系：P<200kPa ，分子结构十分相近的组分溶液可按此类物系处理，如苯-甲苯二元混合物。 （2）汽相为理想气体，液相为非理想溶液 适用物系：低压下，分子结构相差不大的组分溶液，如醇、醛、酮与水的混合溶液可按此类物系处理。 （3）汽相为理想溶液，液相为理想溶液 适用物系: 中压下烃类混合物。 多组分物系的泡点和露点计算： f f f P P P T T T '''=''=''''=''=''''=''='ˆˆˆ
化工传质与分离过程范文模板及概述 1. 引言 1.1 概述 化工传质与分离过程是化学工程领域一个重要的研究方向。传质作为化工过程中物质转移的基本现象，对于提高反应效率，优化分离过程以及实现工业生产具有至关重要的作用。分离过程则是指将混合物中的不同组分分离出来的一系列工艺和技术手段。本文将结合传质基础知识，探讨传质在分离过程中的作用以及分离过程对传质性能的影响，并进一步探讨如何优化实际分离过程以提高效率。 1.2 文章结构 本文总共包括五个主要部分：引言、传质基础、分离过程概述、传质与分离过程的关系和结论。在引言部分，我们首先概述了化工传质与分离过程的研究背景和意义，并介绍了本文所涵盖的内容。之后，文章将详细阐述传质基础知识，包括传质定义、传质机制和传质模型。接着，在第三部分中，我们会对各种常见的分离过程进行概述，包括定义、分类和应用领域。第四部分将重点讨论传质在分离过程中的作用以及分离过程对传质性能的影响，并探讨如何通过优化过程来提高效率。最后，在结论部分，我们将总结文章的主要观点和要点，并展望未来发展方向。 1.3 目的
本文的目的是介绍化工传质与分离过程的基础知识和关系，并探讨如何通过优化分离过程来提高传质性能。通过深入了解传质基础知识和各种常见的分离过程，读者可以更好地理解传质在实际工程中的应用。此外，本文还旨在为相关领域研究者提供一个全面而清晰的概述，帮助他们在自己的研究项目中更好地设计和优化分离过程。 2. 传质基础 2.1 传质定义 传质是指在不同相的两个物质之间发生物质或能量交换的过程。在化工领域中，传质通常涉及物质的扩散、溶解和析出等过程。 2.2 传质机制 传质机制是指描述物质在不同相之间传递的方式和规律。主要有以下几种传质机制： 2.2.1 扩散 扩散是指物质由浓度高的区域向浓度低的区域自发移动的过程。根据扩散介质的性质，可以分为气体扩散、液体扩散和固体扩散三种形式。 2.2.2 对流 对流是指由于流体的运动而导致物质传递的过程。对流通常包括自然对流和强迫
第七章传质分别过程概括 第一节概括 一、化工生产中的传质过程 传质分别过程：利用物系中不一样组分的物理性质或化学性质的差别来造成一个两相物 系，使此中某一组分或某些组分从一相转移到另一相，达到分别的目的，这一过程称为传质分别过程。 以传质分别过程为特点的基本单元操作在化工生产中好多，如： （1）气体汲取选择必定的溶剂（外界引入第二相）造成两相，以分别气体混淆物。如 用水作溶剂来汲取混淆在空气中的氨，它是利用氨和空气在水中溶解度的差别，进行分别。 （2）液体蒸馏关于液体混淆物，经过改变状态，如加热气化，使混淆物造成两相，它 是利用不一样组分挥发性的差别，进行分别。 （3）固体干燥对含必定湿分（水或其余溶剂）的固体供给必定的热量，使溶剂汽化， 利用湿分压差，使湿分从固体表面或内部转移到气相，进而使含湿固体物料得以干燥。 （4）液 - 液萃取向液体混淆物中加入某种溶剂，利用液体中各组分在溶剂中溶解度的 差别分别液体混淆物，在其分别过程中，溶质由一液相转移到另一液相。 （5）结晶对混淆物（蒸汽、溶液或熔融物）采纳降温或浓缩的方法使其达到过饱和状态，析出溶质，获得固体产品。 （6）吸附利用多孔固体颗粒选择性地吸附混淆物（液体或气体）中的一个组分或几个组分，进而使混淆物得以分别。其逆过程为脱附过程。 （7）膜分别利用固体膜对混淆物中各组分的选择性浸透进而分别各个组分。 二、相构成表示法 1．质量分率与摩尔分率 质量分率：质量分率是指在混淆物中某组分的质量占混淆物总质量的分率。 摩尔分率：摩尔分率是指在混淆物中某组分的摩尔数n A占混淆物总摩尔数n 的分率。 2．质量比与摩尔比 质量比是指混淆物中某组分 A 的质量与惰性组分B（不参加传质的组分）的质量之比。 摩尔比是指混淆物中某组分 A 的摩尔数与惰性组分B（不参加传质的组分）的摩尔数之比。 3．质量浓度与摩尔浓度 1
物质透过膜的主要三种方式：被动传递、促进传递、主动传递。(1) 被动传递：物质由高化学位相向低化学位相传递，这一化学位的差就是膜分离过程的推动力。推动力：压力差、浓度差、电位差、温度差。(2)促进传递：膜内有载体，在高化学位一侧，载体同被传递的物质发生反应，而在低化学位一侧又将被传递的物质释放，这种传递过程有很高的选择性。(3）主动传递：膜中的载体同被传递物质在低化学位侧发生反应并释放能量，使被传递物质由低化学位一侧被传递到高化学位一侧，物质的传递方向为逆化学位梯度方向。 反渗透的基本原理 如果用一张只能透过水而不能透过溶质的半透膜将两种不同浓度的水溶液隔开，水会自然地透过半透膜渗透从低浓度水溶液向高浓度水溶液一侧迁移，这一现象称渗透（图4a）。这一过程的推动力是低浓度溶液中水的化学位与高浓度溶液中水的化学位之差，表现为水的渗透压。 随着水的渗透，高浓度水溶液一侧的液面升高，压力增大。当液面升高至H时，渗透达到平衡，两侧的压力差就称为渗透压（图4b）。渗透过程达到平衡后，水不再有渗透，渗透通量为零。 如果在高浓度水溶液一侧加压，使高浓度水溶液侧与低浓度水溶液侧的压差大于渗透压，则高浓度水溶液中的水将通过半透膜流向低浓度水溶液侧，这一过程就称为反渗透（图4c）。 反渗透技术所分离的物质的分子量一般小于500，操作压力为2～100MPa。用于实施反渗透操作的膜为反渗透膜。反渗透膜大部分为不对称膜，孔径小于0.5nm，可截留溶质分子。 反渗透膜的分离机理至今尚有许多争论，主要有氢键理论、选择吸附—毛细管流动理论、溶解扩散理论等。 溶解-扩散理论：①溶剂和溶质被吸附溶解于膜表面；② 溶剂和溶质在膜中扩散传递，最终透过膜。 反渗透膜技术应用领域:（1）海水、苦咸水的淡化制取生活用水，硬水软化制备锅炉用水，高纯水的制备。 （2）在医药、食品工业中用以浓缩药液、果汁、咖啡浸液等。（3）印染、食品、造纸等工业中用于处理污水，回收利用废业中有用的物质等。 （1）渗析的基本原理：膜两侧溶液中的溶质或溶剂在浓度差的推动下透过膜。典型过程：血液透析 （2）电渗析的基本原理：溶液中的离子在电位差的推动下，通过荷电膜而同其他不带电的组分分开。 电渗析过程的基本原理：阳膜：带负电的阳离子传递膜；阴膜：带正电的阴离子传递膜 应用：电渗析广泛地应用于苦盐水脱盐，是世界上某些地区生产淡水的主要方法。 4.液膜分离定义：液膜是一层很薄的液体膜。它能把两个互溶的、但组成不同的溶液隔开，并通过这层液膜的选择性渗透作用实现物质的分离。根据形成液膜的材料不同，液膜可以是水性的，也可是溶剂型的。 液膜的组成与类型（1）液膜的组成：膜溶剂：有机溶剂或水, 构成膜的基体。表面活性剂：控制液膜的稳定性。添加剂/流动载体：提高膜的选择性, 实现分离传质的关键因素 （2）液膜的类型：从形状来分类，可将液膜分为支撑型液膜和球形液膜两类，后者又可分为单滴型液膜和乳液型液膜两种。 优点与缺点，相比于传统萃取：液膜的特点是传质推动力大，速率高，且试剂消耗量少，这对于传统萃取工艺中试剂昂贵或处理能力大的场合具有重要的经济意义。另外，液膜的选择性好，往往只能对某种类型的离子或分子的分离具有选择性，分离效果显著。目前存在的最大缺点是强度低，破损率高，难以稳定操作，而且过程与设备复杂。 膜污染和劣化的定义：膜污染是指在膜过滤过程中，水中的微粒、胶体粒子或溶质大分子由于与膜存在物理化学相互作用或机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞，使膜产生透过流量与分离特性的不可逆变化
传质分离过程原理 传质分离是一种利用不同物质在物理性质或化学性质上的差异而对其 进行分离的工艺。它在化工、制药、食品等领域中得到广泛应用。传质分 离过程主要包括溶剂萃取、吸附、膜分离等方法，以下将详细介绍这几种 方法的原理。 1.溶剂萃取。溶剂萃取是一种通过溶剂对待分离物进行组分分布的过程。它利用不同物质在溶剂中的溶解度差异，通过调整操作条件来实现物 质的分离。溶剂萃取的原理是将混合物溶解在适宜的溶剂中，然后加入萃 取剂与混合物中的组分发生反应，形成混合物中不同组分的溶剂萃取化合物。通过不同的操作条件，如温度、压力、pH值等来实现物质的分离。 溶剂萃取广泛应用于分离提纯金属离子、有机物等。 2.吸附。吸附是一种利用吸附剂对待分离物进行吸附和解吸过程的分 离方法。其原理是根据不同物质在吸附剂表面的吸附性能差异，通过将混 合物通过吸附剂来实现物质的分离。吸附剂常用的有活性炭、分子筛等。 吸附分离的过程通常包括两个阶段，即吸附阶段和解吸阶段。在吸附阶段，混合物通过吸附剂时，各个组分根据其在吸附剂表面的亲和力发生吸附， 并在吸附剂上形成吸附相；在解吸阶段，通过改变操作条件，如温度、压 力等，使被吸附的物质从吸附剂上解吸到溶液中，从而实现物质的分离。 3.膜分离技术。膜分离是利用半透膜对混合物中组分进行分离的方法。半透膜是一种具有选择性传递性能的材料，可以选择性地传递其中一种或 几种组分，而阻止其他组分通过。常用的膜分离技术包括渗透膜、离子交 换膜和渗流膜等。膜分离的原理主要包括渗透压差、电荷排斥和分子筛效应。在渗透压差方面，通过通过半透膜形成的渗透压差来实现物质的传递 与分离；在电荷排斥方面，通过半透膜上的电荷作用来实现电荷相同的离
食品分离技术 第一章绪论 第一节分离技术的概念 分离过程就是通过一定的手段，将混合物分成互不相同的几种产品的操作过程，它包括提取和除杂两个部分。 分离技术是一门研究如何从混合物中把一种或几种物质分离出来的科学技术。 要实现混合物的分离，需要某种专门的设备和专门的过程，并且要提供相应的能量和物质。这是因为物质的混合过程是一个熵的增加过程，可以自发地进行；而从混合物中进行分离，是一个熵减少的过程。熵减的过程必须要有外加能量才能进行。 第二节分离技术的分类及特点 所有的分离技术，都可以分为机械分离和传质分离两大类。 机械分离处理的是两相或者两相以上的混合物，其目的是简单地将各相加以分离，过程中不涉及传质过程。如：过滤、沉降、离心分离、旋风分离等。 传质分离过程的特点是过程中有传质现象发生。传质分离技术处理的物料可以是均相体系，也可以是非均相体系。 传质分离过程包括平衡分离过程和速率分离过程。 平衡分离过程是指借助于分离媒介（热能、溶剂、吸附剂），使均相混合物变成两相系统，再以各处组分扩散速度的差异来实现分离的过程。如：闪蒸、萃取、精馏、吸附、吸收、离子交换、结晶以及泡沫分离等。 速率分离控制分离过程则主要是根据混合物中各个组分扩散速度的差异来实现分离的过程。如：反渗透、超滤、电流等，分离过程所处理的原料产品通常属于同一相态，仅仅是组成上存在差异，利用浓度差、压力差以及温度差等作为分离推动力。 如果按分离性质分类则有： ①物理分离法：以被分离对象在物理性质方面的差异作为分离依据，采用有效的化学手段进行分离，包括热扩散法、梯度磁性分离法以及过滤、沉淀、离心分离等各种机械分离法。 ②化学分离法：依据被分离对象在化学性质方面的差异，采用有效的化学手段进行分离的技术，如沉淀分离法、溶剂萃取法、离子交换技术等。 ③物理化学分离法：被分离对象中，有时存在着不止一个特征方面的差异，包括在物理和化学方面的差异，据此可以采用物理手段与化学手段相结合的技术进行分离。 一般来说，被分离组分之间的性质差别越大越多，分离的手段越多，分离越容易，分离得到的结果越精细，产品越好。 第三节分离技术与食品工业 食品分离技术是指各种分离技术（包括物理的、化学的以及物理化学的）在食品科学与食品工程中的应用。 其重要性表现在：