【正文】 熱量傳遞過(guò)程 LOGO ZHENGZHOU UNIVERSITY 熱量傳遞過(guò)程 ? 熱管（ heat tube）封閉的管殼中充以工作介質(zhì)并利用介質(zhì)的相變吸熱和放熱進(jìn)行熱交換的高效換熱元件。 LOGO ZHENGZHOU UNIVERSITY 熱量傳遞過(guò)程 ? 熱管一般由管殼、吸液芯和端蓋組成。管壁有吸液芯，其由毛細(xì)多孔材料構(gòu)成。這種循環(huán)是快速進(jìn)行的，熱量可以被源源不斷地傳導(dǎo)開(kāi)來(lái)。 ? 優(yōu)良的等溫性。 ? 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)運(yùn)動(dòng)部件和噪聲。它設(shè)計(jì)有關(guān)干燥、蒸餾、濃縮、萃取等傳質(zhì)過(guò)程及設(shè)備。 ? 物料與水分結(jié)合形式 ： ? 化學(xué)結(jié)合水 包括水分與物料的離子結(jié)合和結(jié)晶性分子結(jié)合 ， 若脫掉結(jié)晶水 ， 晶體必遭破壞 。 ? 機(jī)械結(jié)合水 包括有毛細(xì)管水分 、 潤(rùn)濕水分和空隙水分。 水和物料的機(jī)械混合，易用加熱和機(jī)械方法脫 除。 LOGO ZHENGZHOU UNIVERSITY 干燥過(guò)程 用途 水果蔬菜干燥 谷物干燥 生物物料干燥 纖維物料干燥 食品干燥 其它干燥 LOGO ZHENGZHOU UNIVERSITY 用吸濕劑如濃硫酸、無(wú)水氯化鈣、分子篩等除去氣體、液體和固體中的少量水分。只用于少量物料的除濕干燥。 該方法脫水快，費(fèi)用省。如離心分離后水分含量達(dá) 5%~10%?；蛘哂美鋬龇ㄊ顾纸Y(jié)冰后升華而除去濕分，這是物料中常用的干燥方法。 將操作氣速控制在一定范圍內(nèi)時(shí) ， 顆粒物料懸浮在上升的氣流中形成沸騰狀流化床 ， 料層內(nèi)顆粒物料的相互碰撞 、 混合劇烈 ， 氣固兩相間的傳熱傳質(zhì)過(guò)程得到強(qiáng)化 ， 使物料得以干燥 。 又稱(chēng)為流化床干燥器 ， 是流態(tài)化技術(shù)在干燥作業(yè)上的應(yīng)用 。 液狀物料由霧化器噴成霧狀細(xì)滴并分散于熱氣流中 ， 使水分迅速汽化而獲得微粒狀干燥產(chǎn)品 。 特別適合于干燥熱敏性的物料 ， 如牛奶 、 蛋制品 、 血漿 、 洗衣粉 、抗菌素 、 酵母和染料等 ， 已廣泛應(yīng)用于食品 、 醫(yī)藥 、 燃料 、 塑料及化學(xué)肥料等行業(yè) 。 通常在常壓或真空下間歇操作 。 進(jìn)風(fēng) 排氣 物料盤(pán) 加熱器 風(fēng)扇 小車(chē) 進(jìn)風(fēng) 排氣 LOGO ZHENGZHOU UNIVERSITY 蒸餾過(guò)程 ? 蒸餾是利用混合液體中各組分具有不同的揮發(fā)度來(lái)分離液體混合物的一種方法。 閃蒸罐 塔頂產(chǎn)品 yA xA 加熱器 原料液 塔底產(chǎn)品 Q BABAAA xxyyxy ?? 或減壓閥 LOGO ZHENGZHOU UNIVERSITY 蒸餾過(guò)程 LOGO ZHENGZHOU UNIVERSITY 蒸餾過(guò)程 蒸餾是在塔設(shè)備內(nèi)進(jìn)行的。 LOGO ZHENGZHOU UNIVERSITY 吸收過(guò)程 ? 氣體吸收是氣體混合物中一種組分（或多種）從氣相轉(zhuǎn)移到液相的過(guò)程。 ? 依據(jù)混合氣體各組分在同一種 液體溶劑 中物理溶解度（或化學(xué)反應(yīng)活性）的不同，而將氣體混合物分離的操作過(guò)程。 LOGO ZHENGZHOU UNIVERSITY 吸收過(guò)程 ? 液體溶劑 —— 吸收劑 ? 混合氣體中能顯著溶于液體的組分 —— 溶質(zhì) ? 幾乎不溶解的組分 —— 惰性組分 ? 吸收后得到的溶液 —— 吸收液 ? 吸收后的氣體 —— 凈化氣 LOGO ZHENGZHOU UNIVERSITY 吸收過(guò)程 (1)按溶質(zhì)和吸收劑之間發(fā)生的反應(yīng) ： ? 物理吸收：氣體溶質(zhì)不與液體溶劑發(fā)生明顯的化學(xué)反應(yīng)。 堿液凈化含 SO2鍋爐尾氣 (2)按混合氣體中被吸收組分?jǐn)?shù)目 ： ? 單組分吸收：如用水吸收 HCl氣體制取鹽酸 ? 多組分吸收：堿液吸收煙氣（含 SO2, NOx, CO2, CO等） (3)按體系溫度是否變化： ? 如果液相溫度明顯升高 —— 稱(chēng)為非等溫吸收 ? 如果液相溫度基本保持不變 —— 稱(chēng)為等溫吸收 吸收的類(lèi)型 單組分等溫物理吸收是最簡(jiǎn)單和最基礎(chǔ)的。 ? 吸附過(guò)程的逆向操作稱(chēng)為解吸過(guò)程，可以使已吸附于多孔固體吸附劑表面的各類(lèi)溶質(zhì)有選擇性地脫出。 LOGO ZHENGZHOU UNIVERSITY 吸附過(guò)程 ? 吸附過(guò)程中，吸附劑的選擇非常重要。常見(jiàn)吸附劑 活性炭 硅膠 氧化鋁 分子篩 合成樹(shù)脂 LOGO ZHENGZHOU UNIVERSITY 吸附過(guò)程 固定床 流動(dòng)床 LOGO ZHENGZHOU UNIVERSITY ? 通常采用的吸附劑解吸再生循環(huán)操作的方法如下： ? 變溫吸附 提高溫度使吸附劑的吸附容量減少而解吸，利用溫度的變化完成循環(huán)操作。 ? 變濃度吸附 帶分離溶質(zhì)為熱敏性物質(zhì)時(shí)刻利用溶劑沖洗或萃取劑抽提來(lái)完成解吸再生。 吸附過(guò)程 LOGO ZHENGZHOU UNIVERSITY 萃取過(guò)程 液 液萃取的基本原理 在液體混合物中加入與其不完全混溶的液體溶劑 （ 萃取劑 ） ， 形成液 液兩相 ， 利用液體混合物中各組分在兩液相中溶解度的差異而達(dá)到分離的目的 。 液體溶劑對(duì)固體混合物進(jìn)行的溶質(zhì)萃取過(guò)程稱(chēng)為固 液萃取 ， 也稱(chēng)浸出 、 浸提或浸瀝 。 溶質(zhì)： 混合液中被分離出的物質(zhì) ， 以 A表示； 稀釋劑 （ 原溶劑 ） ： 混合液中的其余部分 ， 以 B表示； 萃取劑： 萃取過(guò)程中加入的溶劑 ， 以 S表示 。 按性質(zhì)可分為 物理萃取 （ 不涉及化學(xué)反應(yīng)的物理傳遞過(guò)程 ， 在石油化工領(lǐng)域應(yīng)用廣泛 ） 和 化學(xué)萃取 （ 主要應(yīng)用于金屬的提取與分離 ） ；按萃取對(duì)象可分為有機(jī)物萃取和無(wú)機(jī)物萃取 。 溶劑能選擇性地溶解各組分，即對(duì)溶質(zhì)具有顯著地溶解能力，而對(duì)其他組分和原溶劑完全不溶或部分互溶。 ?脫溶劑得到溶質(zhì)，回收溶劑。 LOGO ZHENGZHOU UNIVERSITY 萃取過(guò)程 ? 對(duì)于液 液系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)兩相的密切接觸和快速分離比氣液系統(tǒng)困難的多。目前已有 30多種萃取設(shè)備在工業(yè)中應(yīng)用。每一分類(lèi)又可分為有外加能量和無(wú)外加能量?jī)煞N。 LOGO ZHENGZHOU UNIVERSITY 膜分離過(guò)程 膜分離過(guò)程是利用天然或人工合成的、具有選擇透過(guò)能力的薄膜，以外界能量或化學(xué)位差為推動(dòng)力，對(duì)雙組分或多組分體系進(jìn)行分離、分級(jí)、提純或富集。 有機(jī)污染物的分離效果較差。 與微濾技術(shù)相似。 常需預(yù)處理，工作壓力較高。 工作壓力高；制水率低；能耗大。 ? 第一類(lèi)一假定的傳遞機(jī)理為基礎(chǔ)，其中包含了被分離物的物化性質(zhì)和傳遞特性。 通過(guò)非多孔型膜的滲透 ：溶解 擴(kuò)散模型，不完全溶解 擴(kuò)散模型。它關(guān)聯(lián)了壓力差、濃度差、電位差等對(duì)滲透流的關(guān)系，以線(xiàn)性方程描述伴生效應(yīng)的過(guò)程。 ? 膜分離與反應(yīng)過(guò)程結(jié)合，產(chǎn)生了新的膜反應(yīng)過(guò)程，開(kāi)發(fā)了膜反應(yīng)器、氣相膜反應(yīng)器等。 ② 原理 離子交換分離法是 基于物質(zhì)在固相與液相之間的分配 。 ②特點(diǎn) ：吸附的選擇性高，適應(yīng)性強(qiáng)，處理對(duì)象廣，分離容易，使用設(shè)備簡(jiǎn)單。適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)大規(guī)模分離要求，也適合實(shí)驗(yàn)室超微量物質(zhì)的分離。 ? 離子交換劑對(duì)不同離子具有不同的親和力和選擇性 室溫下多價(jià)離子比單價(jià)離子優(yōu)先交換： ? 對(duì)堿金屬和堿土金屬離子 ，它的親和力隨原子序數(shù)的增加而增加： ? 離子排斥 離子排斥的速度比離子交換慢 。 2 2 4N a C a L a T h? ? ? ?L i N a K R b C s? ? ? ? ?2 2 2 2M g C a S r B a? ? ? ?LOGO ZHENGZHOU UNIVERSITY 離子交換過(guò)程 ? 非水溶液中的離子交換 為了維持電荷的平衡，對(duì)和樹(shù)脂骨架結(jié)構(gòu)中具有相反電荷的離子稱(chēng)為反離子。由于親和力大小不同，不同離子在離子交換柱中的遷移速度不相同。 ? 篩選效應(yīng) 由于置換速率較小的原因 大的離子或聚合物不能大量吸收，因而對(duì)不同大小的離子產(chǎn)生篩選效應(yīng)。LOGO ZHENGZHOU UNIVERSITY 離子交換應(yīng)用 N a O H再生劑 H 2 SO 4再生劑柱1 陰離子交換柱號(hào)2C u S O 4Z n S O 4N i S O 4C r O 42(H 2 C r O 4 )去除C r O 42回收C r O 42H 2 C r O 4回收Na 2 C r O 4Na 2 SO 4去中和工序H 2 O廢水廢水含C r O 42Cu2+Zn