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傳質分離過程

標籤:膜技術誰處理

名詞定義 一類以質量傳遞為主要理論基礎、用於各種均相混合物分離的單元操作。

1產生過程

早在公元前,人們就知道從礦石中提取金屬和從植物中提取藥物的方法,這些是傳質分離過程最早的應用。在近代化學工業的發展過程中,傳質分離過程起了特別重要的作用。例如:經傳質分離製得純凈的氮氫混合氣,使合成氨的工業生產成為可能;將原油分離製得各種燃料油、潤滑油和石油化工原料,後者是石油化工的基礎;同樣,沒有分離提純製得高純度的乙烯、丙烯、丁二烯、氯乙烯等單體,就不可能生產出各種合成樹脂、合成橡膠和合成纖維。幾乎沒有一個化工生產過程是不需要對原料或反應產物進行分離和提純的。用來作為傳質分離裝置的高聳塔群是化工廠最醒目的標誌,而且傳質分離過程的應用不限於化學工業的範圍,例如核工業用各種分離方法提取核燃料,並對其廢棄物進行后處理。可以說在現代生活中,從太空梭到核潛艇、從生物化工到環境保護,都離不開對混合物的分離。

2分類

按物理化學原理,工業常用的傳質分離操作可分為平衡分離過程和速率分離過程兩大類:
速率分離過程
在某種推動力(濃度差、壓力差、溫度差、電位差等)的作用下,有時在選擇性透過膜的配合下,利用各組分擴散速度的差異實現組分的分離。這類過程所處理的原料和產品通常屬於同一相態,僅有組成上的差別。速率分離方法可分為:①膜分離,如超過濾、反滲透、滲析和電滲析等。②場分離,如電泳、熱擴散、超速離心分離等。
膜分離與場分離的區別是:前者用膜分隔兩股流體,後者則是不分流的。不同類型的速率分離過程,分別應用不同的設備,並採用不同的方法進行設計計算和操作控制。

3技術展望

傳質分離過程中的蒸餾、吸收、萃取等一些具有較長歷史的單元操作已經應用很廣,並進行過大量的研究,積累了豐富的操作經驗和資料。但在進一步深入研究這些過程的機理和傳質規律,開發高效的傳質設備,研究和掌握它們的放大規律,改進設備的設計計算方法等方面,仍有許多工作要做。傳質分離過程的能量消耗,常構成單位產品能耗的主要部分,因此降低傳質分離過程的能耗,受到普遍重視。膜分離和場分離是一類新型的分離操作,在處理稀溶液和生化產品的分離、節約能耗、不污染產品等方面,已顯示出它們的優越性。研究和開發新的分離方法,各種分離方法聯合使用以提高效益,以及利用化學反應來進行分離等都是很值得重視的發展方向。
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