2分離工程與技術(shù)第一講(已修改)
2025-03-06 18:25 本頁面
【正文】 第一講 分離過程的作用和特征 劉艷升中國石油大學(xué)（北京）化學(xué)科學(xué)與工程學(xué)院 2023年 10月 20日l分離過程的定義l分離過程的多樣性和重要性l分離過程的經(jīng)濟(jì)意義l分離過程的特征及分類l分離因子l新分離過程開發(fā)的一般方法分離過程的定義 *分離（ separation）與混合（ mixing）Clausius 認(rèn)為：宇宙的熵趨于極大化！由熱力學(xué)第二定律：一切自然過程的發(fā)生都是使熵或混亂度增加 混合過程是自發(fā)過程，是熵增加的過程； 混合過程是體系內(nèi)能減小的過程！ 分離過程是反自發(fā)過程，是熵減小的過程： 分離過程是體系內(nèi)能增加的過程！ 因此，分離過程的實現(xiàn)需要外界提供熱力學(xué)功分離過程的定義 *分離（ separation）與混合（ mixing） ，鹽就會迅速溶解，是一個自發(fā)過程。 功的條件下，你根本無法完全從水中將鹽完全分離出來！是一個反自發(fā)過程。 分離過程的定義 *分離（ separation）與混合（ mixing）分離過程的定義 1980年， C J King給出分離過程下了最簡單的定義： 將一種混合物轉(zhuǎn)變成組成互不相同的兩種或兩種以上產(chǎn)物的操作過程。 分離過程的多樣性 海水淡化一直是人類解決地球上淡水資源不足永恒的研究方向。目前通用的技術(shù)有：① 蒸發(fā) /冷凝： 利用水分子與鹽分子揮發(fā)性的差異，由外界提供熱量，使海水汽化、冷凝后得到純水。② 海水冷凍： 利用冰塊中不含鹽極低的特性，先冷凍后加熱汽化可以得到相對純的水。③ 膜分離： 外界加入多孔膜材料，利用水分子和鹽分子滲透性的差異，實現(xiàn)的水提純過程。 分離過程的多樣性 上述所述的三種分離過程，都可以將使水和鹽分子實現(xiàn)分離。l方法 ① ：可以得到極純的水，方法 ② 和方法 ③ 可以的到相對純的水。l三種方法都需要外界提供熱力學(xué)功。l三種方法都是產(chǎn)生第二相，或加入第二相。 因此，分離過程具有多樣性，并且每一種分離過程可以獲得的產(chǎn)品最高純度是不同的，都需要外界提供熱力學(xué)功，絕大部分屬于相際分離。 分離過程的多樣性分離過程多樣性： 構(gòu)成體系的各元素（包括微觀的分子和宏觀的分子團(tuán)等）具有多種不同的物理和化學(xué)性質(zhì)，理論上，基于不同性質(zhì)差異就可以構(gòu)造出不同的分離過程。 目前，由于人們對物質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)的認(rèn)識是相對有限的，因此，同一體系具有許多種不同的分離方法潛力，每種分離方法各有不同的特點，但這些分離方法是否能夠?qū)崿F(xiàn)取決于在當(dāng)前相關(guān)支撐科學(xué)的水平。 l對于在當(dāng)前支撐科學(xué)水平下可以實現(xiàn)的分離過程的選擇應(yīng)具體問題具體分析。l隨著支撐科學(xué)的發(fā)展又會產(chǎn)生新的分離過程。探索新分離過程一直是化學(xué)工程發(fā)展的重點內(nèi)容。l各種分離方法的選擇不僅僅是簡單地考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)性問題，更需要考慮應(yīng)用場所、相關(guān)支撐條件、技術(shù)成熟度和應(yīng)用成熟度等方面。分離過程的共性問題
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