化工單元操作ppt課件-閱讀頁
2025-05-21 12:14本頁面
【正文】 作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) （三）超濾 1． 超濾原理 超濾過程的推動(dòng)力是膜兩側(cè)的壓力差。 第六章 其它單元操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) ?在超濾過程中 ， 單位時(shí)間內(nèi)通過膜的溶液體積稱為膜通量 。 因此 ， 隨著超濾過程的進(jìn)行 ， 膜通量將逐漸下降 。 常用的膜材料有醋酸纖維 、 聚砜 、 聚丙烯腈 、聚酰胺 、 聚偏氟乙烯等 。 第六章 其它單元操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) 2．超濾操作 在超濾過程中，料液的性質(zhì)和操作條件對(duì)膜通量均有一定的影響。 （ 1）料液流速 提高料液流速，可有效減輕膜表面的濃差極化。 （ 2）操作壓力 在一定的范圍內(nèi)，膜通量隨操作壓力的增加而增大，但當(dāng)壓力增加至某一臨界值時(shí)，膜通量將趨于恒定。一般情況下，實(shí)際超濾操作可維持在臨界膜通量附近進(jìn)行。在膜允許的溫度內(nèi)，可采用相對(duì)高的操作溫度，以提高膜通量。因此對(duì)超濾過程中料液主體的濃度應(yīng)加以限制。絕大部分的工業(yè)應(yīng)用屬于濃縮這個(gè)方面，也可以采用與大分子結(jié)合或復(fù)合的辦法分離小分子溶質(zhì)。在制藥生產(chǎn)中經(jīng)常用于病毒及病毒蛋白的精制。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，這種傳熱過程不可能自動(dòng)進(jìn)行。 ?制冷是利用制冷劑的沸點(diǎn)隨壓力變化的特性，使制冷劑在低壓下氣化吸收被冷物質(zhì)的熱量降低其溫度達(dá)到被冷物質(zhì)制冷目的，氣化后的制冷劑又在高壓下冷凝成液態(tài)。 第六章 其它單元操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) 2．制冷循環(huán) 冷凍循環(huán) 1壓縮機(jī)（又稱冷凍機(jī)）； 2冷凝器； 3膨脹機(jī)； 4蒸發(fā)器； 5節(jié)流閥 第六章 其它單元操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) ?理想制冷循環(huán)： 由可逆絕熱壓縮過程 （ 壓縮機(jī) ） 、 等壓冷凝過程 （ 冷凝器 ） 、可逆絕熱膨脹過程 （ 膨脹機(jī) ） 、 等壓等溫蒸發(fā)過程 （ 蒸發(fā)器 ）等組成 。 制冷循環(huán)過程的實(shí)質(zhì)是由壓縮機(jī)作功 ， 通過制冷劑從低溫?zé)嵩慈〕鰺崃?， 送到高溫?zé)嵩?。 ε = Q1 / N N = Q2 – Q1 式中 Q1——從被冷物料中取出的熱量 ， kJ； N ——制冷循環(huán)中所消耗的機(jī)械功 ， kJ； Q2——傳給周圍介質(zhì)的熱量 ， kJ。其值越大 ， 表明外加機(jī)械功被利用的程度越高 ， 制冷循環(huán)的效率越高 。 1． 蒸發(fā)溫度 ?制冷過程的蒸發(fā)溫度是指制冷劑在蒸發(fā)器中的沸騰溫度 。 ? 結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算，選擇適宜的蒸發(fā)溫度。 第六章 其它單元操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) 2．冷凝溫度 制冷過程的冷凝溫度是指制冷劑蒸氣在冷凝器中的凝結(jié)溫度。通常取制冷劑的冷凝溫度比冷卻水高 8～ 10K。 氨冷凝溫度、蒸發(fā)溫度與壓縮比的關(guān)系 工業(yè)上單級(jí)壓縮循環(huán)壓縮比不超過 6～ 8。 第六章 其它單元操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) 4．制冷劑的過冷 ?制冷劑的過冷就是在進(jìn)入節(jié)流閥之前將液態(tài)制冷劑溫度降低，使其低于冷凝壓力下所對(duì)應(yīng)的飽和溫度，成為該壓力下的過冷液體。 ?工業(yè)上常實(shí)現(xiàn)制冷劑的過冷的措施： ? 在冷凝器中過冷 ? 用過冷器過冷 ? 用直接蒸發(fā)的過冷器過冷 ? 回?zé)崞髦羞^冷 ? 在中間冷卻器中過冷 第六章 其它單元操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) 三、制冷能力 1． 制冷能力的表示 制冷能力 （ 制冷量 ） 是制冷劑在單位時(shí)間內(nèi)從被冷物料中取出的熱量 ， 表示一套制冷循環(huán)裝置的制冷效應(yīng) ， 用符號(hào) Q1表示 ， 單位是 W或 kW。 qw = Q1 / G = I1 –I4 式中 G——制冷劑的質(zhì)量流量或循環(huán)量 ， kg/s； I1——制冷劑離開蒸發(fā)器的焓 ， J/kg； I4——制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器的焓 ， J/kg 。 qv =Q1/V =ρ qw 式中 V——進(jìn)入壓縮機(jī)的制冷劑的體積流量 ， m3/s； ρ ——進(jìn)入壓縮機(jī)的制冷劑蒸氣的密度 ， kg/m3。一般出廠的冷凍機(jī)所標(biāo)的制冷能力即為標(biāo)準(zhǔn)制冷能力。 第六章 其它單元操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) ? 提高制冷能力的方法 降低制冷劑的冷凝溫度是提高制冷能力最有效的方法，而降低冷凝溫度的關(guān)鍵在于降低冷卻水的溫度和加大冷卻水的流量，保持冷凝器傳熱面的清潔。 因此應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體的操作條件慎重選用適宜的制冷劑 。 ② 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 ， 在工作壓力 、 溫度范圍內(nèi)不燃燒 、 不爆炸 、 高溫下不分解 ， 對(duì)機(jī)器設(shè)備無腐蝕作用 ， 也不會(huì)與潤滑油起化學(xué)變化 。 第六章 其它單元操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) ④ 在冷凝溫度時(shí)的飽和蒸氣壓（冷凝壓力）不宜過高，這樣可以降低壓縮機(jī)的壓縮比和功率消耗，并避免冷凝器和管路等因受壓過高而使結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。 ⑥臨界溫度要高，能在常溫下液化；凝固點(diǎn)要低，以獲得較低的蒸發(fā)溫度。 ⑧導(dǎo)熱系數(shù)要大，可以提高熱交換器的傳熱系數(shù)。 ⑩價(jià)格低廉，易于獲得。 （ 1）載冷體應(yīng)具備的條件 ① 冰點(diǎn)要低 。 ③ 密度小 ， 粘度小 。 ⑤ 導(dǎo)熱系數(shù)大 。 第六章 其它單元操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) （ 2） 常用的載冷體 ① 水 ② 鹽水溶液 （ 冷凍鹽水 ） ③ 有機(jī)溶液 第六章 其它單元操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) 五、壓縮蒸汽制冷設(shè)備 1． 壓縮機(jī) 壓縮機(jī)是制冷循環(huán)系統(tǒng)的心臟 ， 起著吸入 、 壓縮 、 輸送制冷劑蒸氣的作用 ， 通常又稱為冷凍機(jī) 。 2． 冷凝器 冷凝器是壓縮蒸氣制冷系統(tǒng)中的主要設(shè)備之一 。 在冷凝器里 ， 制冷劑蒸氣把熱量傳給周圍介質(zhì) 水或空氣 ， 因此冷凝器是一個(gè)熱交換設(shè)備 。 第六章 其它單元操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) 3． 節(jié)流閥 節(jié)流閥又稱膨脹閥 ， 其作用是使來自冷凝器的液態(tài)制冷劑產(chǎn)生節(jié)流效應(yīng) ， 以達(dá)到減壓降溫的目的 。 節(jié)流裝置的容量應(yīng)與系統(tǒng)的主體部件相匹配 。
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