如果您无法下载资料,请参考说明:
1、部分资料下载需要金币,请确保您的账户上有足够的金币
2、已购买过的文档,再次下载不重复扣费
3、资料包下载后请先用软件解压,在使用对应软件打开
2、场分离(三)传质设备按两相的接触方式可分为:分级接触设备(如各种板式塔,多级流化床吸附等)和微分接触设备(如填料塔、膜式塔、喷淋塔、移动床吸附柱等)。在级式接触设备中,两相组成呈阶梯式变化,而在微分接触设备中,两相组成沿设备高度连续变化。此外,对于气固和液固传质设备,还可按固体的运动状态分为固定床、移动床、流化床和搅拌槽等。其中流化床传质设备采用流态化技术,将固体颗粒悬浮在流体中,使两相均匀接触,以实现强化传热、传质和化学反应的目的。传质设备在石油、化工、轻工、冶金、食品、医药、环保等工业部门的整个生产设备中占很大比例。因此,合理选择设备,完善设备设计,优化设备操作,对于节省技资,减少能耗,降低成本,提高经济效益,有着十分重要的意义。1.5分离过程的开发及方法1、逐级经验放大③决策步骤是人为的,不是科学论证的结果。由于上述开发的基本步骤和每步的目的均忽略了结构变量、操作变量和几何变量间的有机联系和相互影响,因此小试中最优的条件往往到中试就不一定是最优,更不要说放大到工业规模了。但从现实性和经济性考虑,逐级经验放大的步骤又只能如此。这样便造成逐级经验放大既费事,又不十分可靠;④放大过程是外推的,而外推往往是不可靠的。因此经验放大有一定的风险,问题愈复杂,每次放大的倍数就愈小。由于逐级经验放大需数次进行真实性的、仅规模小些的试验,必然耗资大,开发周期长,且因化工生产中变量很多,要全面寻优的实验工作量太大,实际上也做不到,所以可靠的最优结果往往得不到。2.数学模型方法分离过程开发应达到下列目的:①合适的分离方法和流程;②优化的工艺操作条件;③分离设备的合理选型与几何尺寸的确定。实际上,上述两种开发方法是从两个侧面去完成上述目的的。如果待开发的过程和设备极其复杂,对它们理解甚少,那么往往需沿袭逐级经验放大法,试验将主要寻求设备的放大效应,得到放大判据。如果过程与设备都很简单,或者对它的理解比较透彻,通过合理的分解和简化完全可能得到可靠的数学模型,则试验将主要是验证数学模型,修正模型参数。因而,针对开发项目的技术特征应采用与之相适应的开发方法。例如,从合成气中脱除二氧化碳,由原来的水洗流程改为碳酸丙烯脂代替水为吸收剂。在取得相平衡数据和理论当量高度值后,可由模型试验直接放大到千倍以上的工业装置。工程技术人员梦寐以求应用数学分析方法直接解决开发方法,但往往由于实际过程的复杂性而却步。一般说,人们的认识多数介于上述两种开发方法之间,所以,成功的开发常常采用数学放大方法和逐级经验放大两者相结合的办法来实现。1.6分离方法的选择3、产品热敏性有时产品对工艺技术的一些特殊要求也和选择分离方法有关。许多产品诸如生化制品、药品、食物、饮料等常会因受热而变质或失去营养成分,石油化工原料如苯乙烯等会在分离过程中因受热而产生自身聚合等,所以,应尽量选用速率控制分离过程。采用热分离时应慎重,尽量避免过热过冷对产品质量所造成的损害。4、物性与分子性质对于大多数分离过程来说,分离因子对分离方法的选择可起指导作用,但起作用的根本原因还在于分子的特性。其中包括分子的体积、形状、偶极矩、极化强度、电荷和化学性质等。例如,对于蒸馏操作,通常把分离的难易归结于宏观量相对挥发度即蒸汽压的差别,但追其根本是取决于分手间吸力的强弱。分离因子:组分i和组分j在产品1中的摩尔分数的比值除以在产品2中的比值。5、经济因素上述1、3、4点的叙述中,往往把注意力集中在技术上的可行性。事实上,经济上的可行性亦往往是取舍某一分离方法的一个决定因素。过程的经济性应包括工程设计和开发费用,设备的投资和操作费用等。工程设计和开发费用的大小一般与这一过程所采用的设备是否是标准设备有关。非标设备愈多,花费愈大。这是因为标准设备已受生产检验并大规模生产,非标设备往往是单件生产,有时还必需付出开发和试验费的缘故。投资包括设备制造与安装费用,设备费用包括主设备和辅助设备全部费用。一般希望设备的几何形状,内部结构愈简单愈好。操作费用是操作人员工资、设备维修、折旧和质量控制等费用的总和。操作费用中原材料消耗和动力消耗往往占主要地位。在操作中最好避免少用非标机械、高速旋转的设备和易损坏难保养的设备。此外,气态和液态的物料显然比固体或泥浆状物料有较低的操作费用和更好的操作性能。6、安全与环保一个有远见的工程技术人员还必需在选定过程前定量地估计过程的安全性和由此可能带来的对生态环境的影响。例如,某些物质和氧气混合后极易出现爆炸,则真空操作应尽量避免。同样,深井水的采用从短期效果来看也许是可行的、经济的,但从长远观点来看,无节制的大量抽取地下水,往往会造成地层下陷,无论对经济和社会都会带来灾难性的效果。这些都应该慎重考虑。7、经验选用工业上现成的有成熟经验的分离方法