常见非均相物系的分离
非均相物系是指由两种或两种以上物质组成的混合物，不同物
质之间具有明显的物理和/或化学性质差异。在很多情况下，需要将
非均相物系进行分离，以便单独利用或处理每种物质。下面是常见
的非均相物系分离方法。
1. 溶液蒸馏法
溶液蒸馏法是将一个液体从另一个液体中分离出来的一种方法。它利用了两种液体在不同温度下的沸点差异。将混合液体加热到其
中一种液体的沸点，这种液体汽化，经过冷凝后分离出来。例如，
水和酒精的混合物可以用溶液蒸馏法分离成单独的水和酒精。
2. 磁性分离法
磁性分离法是一种利用物质磁性差异进行分离的方法。这种方
法通常适用于含有磁性物质和非磁性物质的混合物。通过加磁场，
磁性物质会被吸附到磁性物质收集器中，而非磁性物质则会保留在
原始混合物中。例如，铁粉可以用磁性分离法从混合物中分离出来。
3. 过滤法
过滤法是将一个物质从另一个物质中分离出来的一种方法，适
用于固体和液体的混合物。该方法利用了物质间的粒度差异。将混
合物过滤，固体颗粒被滤出，而液体则通过筛网留在容器中。例如，沉积在水中的泥土、砂和碎石可以通过过滤法分离。
4. 蒸发结晶法
蒸发结晶法是将溶解在溶液中的固体物质分离出来的一种方法。通过控制温度和压力来使溶液蒸发并结晶，溶解物会被分离出来。
例如，从海水中提取盐分就是利用蒸发结晶法实现的。
5. 萃取法
萃取法是一种利用溶剂对混合物进行分离的方法。尽管在分离
混合物时溶剂的选择很重要，但萃取法的基本步骤是将萃取剂与混
合物混合，使其中一种物质溶解在萃取剂中，另一种物质留在原混
合物中。例如，从生物体中提取化合物通常需要利用萃取法。
6. 离心法
离心法是一种利用离心机对液体混合物进行分离的方法。该方
法依靠液体中不同物质之间的密度差异。将混合物放入离心机中，
并在高速旋转下，物质会向不同方向移动。例如，从牛奶中分离脂
肪可以使用离心法。
7. 气体吸附法
气体吸附法是一种将气态物质从混合物中分离出来的方法。这
种方法利用了不同气体之间的吸附性差异。将混合物通入特殊滤材（如活性炭），其中一种气体会被吸附到滤材中，而另一种则通过
滤材留在混合物中。例如，从空气中分离二氧化碳可以使用气体吸
附法。
通过选择合适的分离方法，可以有效地将非均相物系分离成单
独的物质，这样每种物质就可以被单独地利用或处理。
其他非均相物系分离方法 非均相物系分离方法是物理化学中常用的分离技术，用于分离混合物中的各个组分。除了常见的沉淀、过滤、蒸馏等方法外，还有许多其他非均相物系分离方法，本文将重点介绍一些常见的非均相物系分离方法。 1. 吸附分离法 吸附分离法是利用吸附剂对混合物中的某些组分具有选择性吸附的特性进行分离的方法。常见的吸附剂有活性炭、硅胶、膨润土等。该方法适用于分离液体和气体中的溶质，通过控制吸附剂的选择和条件，可以实现不同组分的分离。 2. 萃取分离法 萃取分离法是利用溶液中各组分在两种互不溶解的溶剂中的溶解度差异进行分离的方法。通常，一种溶剂被称为萃取剂，用于选择性地溶解混合物中的某个组分。常见的萃取剂有乙酸乙酯、苯、四氯化碳等。萃取分离法广泛应用于有机合成、环境监测等领域。 3. 离心分离法 离心分离法是利用离心力将混合物中的不同组分分离的方法。由于不同组分的密度、尺寸等特性不同，它们在离心力的作用下会产生不同的沉降速度，从而实现分离。离心分离法广泛应用于生物化学、生命科学等领域，可以分离细胞、细胞器、蛋白质等。
4. 气相色谱（GC） 气相色谱是一种基于物质在固定相与流动相间分配平衡的方法，通过分离和定量混合物中的不同组分。在气相色谱中，混合物中的组分首先通过装有吸附剂的柱子，然后通过加热柱子使组分逐个挥发，最后被流动相带出，通过检测器进行检测和定量。气相色谱广泛应用于分析化学、环境检测、食品安全等领域。 5. 气液色谱（GLC） 气液色谱是利用不同组分在液态固定相和气相间分配平衡的方法进行分离的。在气液色谱中，混合物首先通过液态固定相，然后通过加热使其逐个挥发，最后被气相带出，通过检测器进行检测和定量。气液色谱广泛应用于分析化学、食品安全、医药生物等领域。 6. 膜分离法 膜分离法是利用特殊的分离膜对混合物中的组分进行分离的方法。根据分离机理和应用需求的不同，膜分离可以分为微滤、超滤、纳滤、逆渗透等。例如，超滤膜可以通过分子大小的差异来分离溶液中的大分子和小分子。膜分离法广泛应用于生物工程、环境工程、饮用水处理等领域。 这些非均相物系分离方法都具有各自的特点和适用范围，可以根据不同的实际需求选择适当的方法，在化学实验、工业生产和环境监测中起到重要作用。
第三章非均相物系的分离 第一节概述 ※非均相物系：物系内部存在相界面，且界面两侧的物理性质完全不同，如： 气态非均相物系：含尘气体，含雾气体。 液态非均相物系：悬浮汽、乳浊汽、泡沫汽。 ※分散质（分散相）：非均相物系中，处于分散状态的物质，如悬浮汽中的固体颗粒。 ※分散介质（连续相）：包围分散质的处于连续状态的流体，如悬浮汽中的液体。 ※非均相物系的分离依据：分散质与分散介质之间物性的差异，如密度，颗粒粒径等。 ※分离方法——机械法，使分散质与分散介质之间发生相对运动实现分离。 本章讨论通过机械方法分离非均相物系的单元操作。 ※非均相物系分离的目的 1．收取分散质：如从气固催化反应器的空气中收集催化剂颗粒。 2．净化分散介质：如原料气中颗粒杂质的去除以净化反应原料气。环保方面，烟道气中煤灰粉粒的去除。 另外，非均相物系的分离在环境保护方面也具有重要的作用。 下面介绍沉降和过滤操作。 第二节重力沉降 沉降操作是借助某种力的作用，利用分散物质与分散介质的密度差异使之发生相对运动而分离的过程。 §3 .2.1 沉降速度 一、球形颗粒的自由沉降
自由沉降：任一颗粒的沉降不因流体中存在其它颗粒而受干扰。即颗粒彼此间相互独立，互不影响。它发生在流体中颗粒稀疏的情况中。 1. 颗粒的受力分析 光滑球粒 直径 ，密度流体密度为颗粒作下沉运动时，受力为 ①重力 ↓ ②浮力 ↑ ③曳力 流体对颗粒下沉的阻力（拖曳力）↑ 对光滑圆球 因次分析 令 ， 则 ， ∴ ∴
由 则 下沉加速段：下沉开始瞬间， 之后， 分速阶段：当 此时颗粒相对于流体的运动速度 叫做沉降速度。 也是加速阶段终了时颗粒相对于流体的速度，亦称“终端速度”。 由于 ∴ 2．曳力系数 ，由实验测定，标绘于 坐标中（双对数） 对于球形颗粒， 分为三个区 stocks区， ，直线AB段 Allen区， ，直线BC段 Newton区 ，CD段 3．沉降速度 由于 存在上述关系，所以 为 stocks公式
其他非均相物系分离方法范文 非均相物系分离方法是指通过物理或化学手段将混合在一起的各种成分分离开来，包括液体-液体、液体-固体、液体-气体、固体-液体、固体-气体和气体-气体等各种物系的分离方法。本文将主要介绍几种常见的非均相物系分离方法。 1. 溶剂萃取法 溶剂萃取法是一种常见的液体-液体分离方法，原理是利用两个互不溶于彼此的溶剂进行分离。其中，混合物与两个溶剂的亲和性不同，通过摇晃、振荡等方法，使混合物中的目标成分转移到对其中一种溶剂有亲和性的溶剂中。然后，通过蒸馏、蒸发等方法将溶剂中的目标成分分离出来。 2. 过滤法 过滤法是一种常见的固体-液体分离方法，原理是利用过滤介质的孔隙大小，使溶液中的固体颗粒无法通过，而只有溶液可以通过。常用的过滤介质有滤纸、滤膜、过滤器等。过滤法通常用于从悬浮液或浑浊液中分离固体颗粒，得到较干净的溶液。 3. 蒸馏法 蒸馏法是一种常见的液体-液体或液体-气体分离方法，原理是在液体混合物中加热，使其沸点较低的组分先蒸发出来，然后通过冷凝转化为液体，最终得到目标组分。蒸馏法根据液体混合物的性质分为常压蒸馏、真空蒸馏、简单蒸馏等不同类型。 4. 结晶法
结晶法是一种常见的固体-液体分离方法，原理是将溶解度较低的固体溶解于溶剂中，然后通过加热或降低温度等方式使溶剂中的溶质逐渐析出，并形成具有特定结晶形态的固体晶体。最后，通过过滤将晶体和溶剂分离开来。 5. 气体-气体分离法 气体-气体分离法通常通过一系列的物理或化学方法将混合在一起的气体分离开来。例如，利用分子量的差异，通过液化和蒸发等方式将混合气体中的不同组分分离出来；或者利用压缩、干燥等方法将气体中的杂质去除。 除了上述几种常见的非均相物系分离方法，还有许多其他方法也可以用于物系的分离，如离心法、萃取法、电渗析法、膜分离法等。这些方法的选择取决于混合物的特性以及需要分离的组分。不同的方法在分离效果、成本、操作简便性等方面都有差异，需要根据具体情况进行选择。在日常的化学实验以及工业生产过程中，非均相物系的分离是一个常见而重要的步骤，有效的分离方法可以提高产品的纯度，改善产量和质量，因此对于相关技术的研究和应用具有重要意义。
非均相物系的分离 第一节概述 非均相物系包括气固系统(空气中的尘埃)、液固系统(液体中的固体颗粒)、气液系统(气体中的液滴)、液液系统(乳浊液中的微滴)等。其中尘埃、固体颗粒、气泡和微滴等统称为分散物质(或称分散相)，而非均相物系中的气体、液体称为分散介质(或称连续相)。 非均相物系分离的依据是连续相与分散相具有不同的物理性质(两相的密度不同)，故可用机械方法将两相分离。利用两相密度差进行分离时，必须使分散相与连续相间产生相对运动，故分离非均相物系的单元操作遵循流体流动的基本规律。 非均相物系的分离主要用于： 1 回收有用物质； 2 净化分散介质； 3 除去废液、废气中的有害物质，满足环境保护的要求。 第二节重力沉降 一、沉降速度 在重力场中，借连续相与分散相的密度差异使 两相分离的过程，称为重力沉降。 1、球形颗粒的自由沉降 若固体颗粒在沉降过程中，不因流体中其它颗 粒的存在而受到干扰的沉降过程，称为自由沉降。 表面光滑的球形颗粒在静止流体中沉降时，由 于颗粒的密度ρs大于流体的密度ρ，所以颗粒受重 力作用向下沉降，即与颗粒与流体产生相对运动。 在沉降中，颗粒所受到的作用力有重力、浮力和阻 力。开始时，颗粒为加速运动，随着颗粒沉降速度 的增大，阻力亦增大，当颗粒受力达平衡时，颗粒即开始作匀速沉降，对应的沉降速度为一定值，称该速度为沉降速度或终端速度，以u t表示，其计算式为
ξρρρ34)(dg u s t -= 2、阻力系数ζ 阻力系数ζ是流体与颗粒相对运动时的雷诺数准Re t 的函数，即 ζ=f(Re t ) μρ i t du Re = 阻力系数ζ与Re t 的关系由实验测定，结果如图3-2所示。图中曲线按Re t 值可分成四个区，即 (1) 层流区，Re t ≤2(又称斯托克斯区) t Re 24= ξ (2) 过渡区，2＜ Re t ＜103 6.0Re 5 .18t =ξ (3) 湍流区，103＜ Re t ＜2×105 ζ=0.44 对应各区沉降速度u i 的计算公式如下： (1) 层流区 μρρ18)(2g d u s i -= (2) 过渡区
最新整理其他非均相物系分离方法 气体的净制是化工生产过程中较为常见的分离操作。实现气体的净制除可利用前面介绍的沉降与过滤方法外，还可利用惯性、洗涤等分离方法。 一惯性分离器 惯性分离器是利用夹带于气流中的颗粒或液滴的惯性进行分离在气体流动的路径设置障碍物，气流或液流绕过障碍物时发生突然的转折，颗粒或液滴便撞击在障碍物上被捕集下来。 惯性分离的操作原理与旋风分离器相近，颗粒的惯性愈大，气流转折的曲率半径愈小，则其分离效率愈高。所以颗粒的密度与直径愈大，则愈易分离。适当增大气流速度及减少转折处的曲率半径也有利于提高分离效率。一般来说，惯性分离器的分离效率比降尘室略高，可作为预除尘器使用。 二、文丘里除尘器 文丘里除尘器是一种湿法除尘设备。其结构与文丘里流量计相似。收缩管、喉管、扩散管3部分组成。只是喉管四周均匀地开有若干小孔，有时扩散管内设置有可调锥，以适应气体负荷的变化。操作中，含尘气体以50～lOOm／s 的速度通过喉管时，把液体喉管外围夹套经径向小孔进入喉管内，并喷成很细的雾滴，促使尘粒润湿并聚结变大，随后引入旋风分离器或其他分离设备进行分离。 文丘里除尘器结构简单紧凑、造价较低、操作简便，但阻力较大，其压力降—;般为2000—;5000Pa，需与其他分离设备联合使用。 三、泡沫除尘器 泡沫除尘器也是常用的湿法除尘设备之一，其外壳为圆形或方形简体，中间装有水平筛板将内部分成上下两室。液体上室的一侧靠近筛板处进入，并水平流过筛板，气体下室进入，穿过筛孔与板上液体接触，在筛板上形成一泡沫层，泡沫层内气液混合剧烈，泡沫不断破灭和更新，从而创造了良好的捕尘条件。气体中的尘粒一部分(较大尘粒)被从筛板泄漏下来的液体吸去，器底排出，
常见非均相物系的分离 非均相物系是指由两种或两种以上物质组成的混合物，不同物 质之间具有明显的物理和/或化学性质差异。在很多情况下，需要将 非均相物系进行分离，以便单独利用或处理每种物质。下面是常见 的非均相物系分离方法。 1. 溶液蒸馏法 溶液蒸馏法是将一个液体从另一个液体中分离出来的一种方法。它利用了两种液体在不同温度下的沸点差异。将混合液体加热到其 中一种液体的沸点，这种液体汽化，经过冷凝后分离出来。例如， 水和酒精的混合物可以用溶液蒸馏法分离成单独的水和酒精。 2. 磁性分离法 磁性分离法是一种利用物质磁性差异进行分离的方法。这种方 法通常适用于含有磁性物质和非磁性物质的混合物。通过加磁场， 磁性物质会被吸附到磁性物质收集器中，而非磁性物质则会保留在 原始混合物中。例如，铁粉可以用磁性分离法从混合物中分离出来。 3. 过滤法 过滤法是将一个物质从另一个物质中分离出来的一种方法，适 用于固体和液体的混合物。该方法利用了物质间的粒度差异。将混 合物过滤，固体颗粒被滤出，而液体则通过筛网留在容器中。例如，沉积在水中的泥土、砂和碎石可以通过过滤法分离。 4. 蒸发结晶法
蒸发结晶法是将溶解在溶液中的固体物质分离出来的一种方法。通过控制温度和压力来使溶液蒸发并结晶，溶解物会被分离出来。 例如，从海水中提取盐分就是利用蒸发结晶法实现的。 5. 萃取法 萃取法是一种利用溶剂对混合物进行分离的方法。尽管在分离 混合物时溶剂的选择很重要，但萃取法的基本步骤是将萃取剂与混 合物混合，使其中一种物质溶解在萃取剂中，另一种物质留在原混 合物中。例如，从生物体中提取化合物通常需要利用萃取法。 6. 离心法 离心法是一种利用离心机对液体混合物进行分离的方法。该方 法依靠液体中不同物质之间的密度差异。将混合物放入离心机中， 并在高速旋转下，物质会向不同方向移动。例如，从牛奶中分离脂 肪可以使用离心法。 7. 气体吸附法 气体吸附法是一种将气态物质从混合物中分离出来的方法。这 种方法利用了不同气体之间的吸附性差异。将混合物通入特殊滤材（如活性炭），其中一种气体会被吸附到滤材中，而另一种则通过 滤材留在混合物中。例如，从空气中分离二氧化碳可以使用气体吸 附法。 通过选择合适的分离方法，可以有效地将非均相物系分离成单 独的物质，这样每种物质就可以被单独地利用或处理。
第三章非均相物系的分离 主要内容：过滤；沉降；固体流态化。 重点内容：过滤原理及数学描述；重力沉降速度确定；离心沉降速度确定：过滤过程计算。基本要求:熟练掌握过滤过程计算。 课时安排：6 第一节概述 一、化工生产中常遇到的混合物可分为两大类： 第一类：均相物系—如混合气体、溶液。 特征：物系内各处性质相同，无分界面。须用吸收、蒸馏等方法分离。 第二类：非均相体系液态非均相物系。 固体颗粒与液体构成的悬浮液； 不互溶液体构成的乳浊液； 气态非均相物系 固体颗粒（或液体雾滴）与气体构成的含尘气体（或含雾气体）； 气泡与液体所组成的泡沫液等。 特征：物系内有相间的界面，界面两侧的物性截然不同。 （1）分散相：往往是液滴、雾滴、气泡，固体颗粒，µm。 （2）连续相：连续相若为气体，则为气相非均相物系。 连续相若为液体，则为液相非均相物系。 二、非均相物系分离的目的： 1）净制参与工艺过程的原料气或原料液。 2）回收母液中的固体成品或半成品。 3）分离生产中的废气和废液中所含的有害物质。 4）回收烟道气中的固体燃料及回收反应气中的固体触媒等。 总之：以满足工艺要求，提高产品质量，改善劳动条件，保护环境，节约能源及提高经济效益。 常用分离方法： 1）重力沉降：微粒借本身的重力在介质中沉降而获得分离。 2）离心分离：利用微粒所受离心力的作用将其从介质中分离。亦称离心沉降。此法适
用于较细的微粒悬浮体系。 3）过滤：使悬浮体系通过过滤介质，将微粒截留在过滤介质上而获得分离。4）湿法净制：使气相中含有的微粒与水充分接触而将微粒除去。 5）电除尘：使悬浮在气相中的微粒在高压电场内沉降。
第三章 非 均 相 分 离 §1 概述 非均相分离的分类 在日常生活中， 水泥厂上空总是粉尘飞扬，火力发电厂的烟囱时不时也是黑烟滚滚，这些就是污染环境的含粉尘气体。如何去除排放气体中的粉尘呢？这就是本章要解决的非均相物系分离的问题。 关于分离的操作有均相物系——传质操作（如蒸馏、吸收、萃取、干燥等）和非均相物系——机械操作（如沉降、过滤等）。 1. 非均相物系：存在相界面。对悬浮物有分分散相与连续相。 2. 常见非均相物系分离操作有： 1）沉降物系置于力场，两相沿受力方向产生相对运动而分离，即沉降。 包括重力沉降——重力场，颗粒自上而下运动。离心沉降——离心 力场，颗粒自旋转中心向外沿运动。 2）过滤：利用多孔的介质，将颗粒截留于介质上方达到液体与固体分 离 3）湿法净制：“洗涤”气体 4）静电除尘：高压直流电场中，带电粒子定向运动，聚集分离。 非均相物系分离的目的有：①回收分散物质，例如从结晶器排出的母液中分离出晶粒；②净制分散介质，例如除去含尘气体中的尘粒；③劳动保护和环境卫生等。因此，非均相物系的分离，在工业生产中具有重要的意义。 本章讨论：重力沉降，离心沉降及过滤三个单元操作。 §2 重力沉降 一、重力沉降速度t u 自由沉降：单一颗粒或充分分散的颗粒群（颗粒间不接触）在粘性流体中沉降。 重力沉降速度——指自由沉降达匀速沉降时的速度。 一． 球形颗粒沉降速度计算式推导： 球形颗粒在自由沉降中所受三力，如图3-1所示： 图3-1 颗粒在流体中的受力情况 （1） 重力：g d mg F s g ρπ 36==， N ；
（2） 浮力：g d F b ρπ 36 =, N ； （3） 阻力：颗粒阻力可仿照管内流动阻力的计算式，即参考局部阻力计算式，得：ρ ζρρζA F u A F p h u h d t d f t f =??=?=?=222 2 242222t t d u d u A F ??=???=∴ρπζρζ 由于是匀速运动，合力为零：d b g F F F =- 24662 233t s u d g d g d ρπ ξρπ ρπ =- ξρ ρρ3)(4g d u s t -=∴ …………（Ⅰ） 式中， d ——球形颗粒直径，m ； ξ——阻力系数 ； s ρ，ρ——颗粒与流体密度，3-?m kg ； A ——颗粒在沉降方向上投影面积， 2m ； 下面的关键是求阻力系数 ξ 。 二. 阻力系数： 通过因次分析可知，阻力系数ξ应是颗粒与流体相对运动时的雷诺准数e R 和颗粒球形度s ?的函数，即：μρ ?ζt et s et du R R f ==，),(（式中μ——流体粘度， Pa*s, s ?——颗粒球形度，对球形颗粒s ?=1）。实验测取的结果如图3-2所示：
第三章 非均相物系的分离 3.1引言 化工生产中，需要将混合物加以分离的情况很多，例如：生产中所用原料通常含有杂质，必须经过分离提纯或净化后才能符合加工要求。从反应器中送出的反应产物通常含有未反应掉的反应物及副产物，也须进行分离处理。液相反应如果有沉淀产生将形成悬浮液，必须将固体颗粒和液体加以分离(实验室通常用布氏漏斗过滤）。此外，生产中形成的废气、废液和废渣（简称三废）在排放以前，须采用一定的分离手段将其中的有害物质除去。随着国际上环境保护的呼声日渐高涨，三废处理越来越引起重视。 由于分离处理应用的普遍性和重要性，现在形成了一个专门学科—分离工程。 下面简述混合物的分类。 按相态分类，混合物可分为均相物系(即均相混合物)与非均相物系(即非均相混合物)。 均相物系是指分散得十分均匀，达到分子分散水平的物系。 非均相物系是指含有二个或二个以上的相的混合物，包括： ●固体混合物：二种或二种以上不同固体物质的混合物，如各种矿石。 ●固液混合物：如液相反应产生固体沉淀形成的悬浮液，泥浆等。 ●固气混合物；如烟。 ●液液混合物：如乳浊液（油水混合物）。 ●液气混合物：如雾。 非均相混合物的特点是体系包括一个以上的相，一般可用机械方法加以分离，故又称机械分离。 本章讨论非均相混合物的分离 ，关于均相混合物的分离将在蒸发、吸收、蒸馏各章中加以介绍。 第一节 筛分 用筛将固体颗粒分成不同大小的各个部分的单元操作称为筛分，每一部分称为一个粒级。下面先讨论有关固体颗粒的一些属性。 3-2固体颗粒属性 一.球形颗粒大小的量度—颗粒平均直径 球形颗粒群中含有不同直径的颗粒，可用某一数值来表示其平均直径，平均直径的表示方法有多种，随使用目的而异，简介如下。 1. 长度平均直径 若所考虑的颗粒主要性质与其直径大小有关，则用长度平均直径表示颗粒的平均直径，用d Lm （L 代表长度length ，m 代表平均mean ）表示，按此定义，有下述关系 K K 2211K 21Lm d n d n d n )n n n (d +++=+++ΛΛ （3-2-1）
其他非均相物系分离方法模版 非均相物系分离是指在一个物系中，存在多种不同性质或不同形态的物质互相混合的情况下，以分离这些物质为目的的方法。非均相物系分离方法有很多种，包括沉淀法、过滤法、萃取法、蒸馏法、结晶法等等。下面将详细介绍这些方法及其应用。 一、沉淀法 沉淀法是利用物质的密度差异进行分离的方法，通常是将混合物和溶液中的添加剂反应生成浊度大的沉淀，通过离心或过滤的方式将沉淀与溶液分离。常见的沉淀法包括共沉淀、溶剂萃取法、湿法沉淀法等。 1. 共沉淀方法：是利用两种或多种物质在溶液中形成共沉淀而达到分离的目的，该方法通常在溶液中加入沉淀剂，形成不溶性盐类的沉淀物，然后通过离心或过滤将沉淀与溶液分离。 2. 溶剂萃取法：是利用不同物质在不同溶剂中的溶解度差异进行分离的方法。溶剂萃取法通常是将混合物与一个适合溶解其中一种物质的溶剂接触，使得某一种物质溶解于溶剂中，而另一种物质没有溶解，然后通过分离溶剂与混合物进行分离。 3. 湿法沉淀法：是将溶液中的物质通过化学反应生成不溶性的盐类沉淀物，然后通过离心或过滤将沉淀与溶液分离。常见的湿法沉淀法有碳酸盐沉淀法、硫化法、氢氧化沉淀法等。 二、过滤法
过滤法是利用不同物质的颗粒大小差异进行分离的方法，通过将混合物通过滤纸，将固体颗粒滤出，使得滤液和固体分离。常见的过滤法有普通过滤法、吸附过滤法、压滤法等。 1. 普通过滤法：用纸、棉花等材料做成滤纸，将混合物倒入漏斗中，通过滤纸的微孔使液体通过而将固体分离。 2. 吸附过滤法：利用吸附剂对混合物中的某种物质具有吸附作用，将混合物通过吸附剂进行过滤，使得吸附剂上的物质固定在吸附剂上，而将其他物质滤出。 3. 压滤法：将混合物放置在悬浊液柱上，施加压力使悬浊液通过滤液管，将固体分离。 三、萃取法 萃取法是利用相溶性差异进行分离的方法，通常是混合物与一个适合溶解其中一种物质的溶剂接触，使得某一种物质溶解于溶剂中，而另一种物质没有溶解，然后通过分离溶剂与混合物进行分离。常见的萃取法有分液漏斗萃取法、挥发溶剂萃取法、萃取柱法等。 1. 分液漏斗萃取法：将混合物与溶剂放置在分液漏斗中，通过分液漏斗的分液线将溶剂和混合物分离。 2. 挥发溶剂萃取法：将混合物与蒸发速度较快的溶剂接触，使得其中一种物质挥发至溶剂中，而另一种物质没有挥发，然后通过蒸发溶剂将两种物质分离。
非均相物系分离理论 均相物系(honogeneoussystem):均相混合物。 物系内部各处均匀且无相界面。 如溶液和混合气体都是均相物系。 自然界的混合物分为两大类：非均相物系(nonhonogeneoussystem):非均相混合物。 物系内部有隔开不同相的界面存在且界面两侧的物料性质有显著差异。 如：悬浮液、乳浊液、泡沫液属于液态非均相物系含尘气体、含雾气体属于气态非均相物系。 第一节概述非均相物系的分离原理：在非均相物系中分散物质和分散介质组成由于非均相物的两相间的密度等物理特性差异较大因此常采用机械方法进行分离。 按两相运动方式的不同机械分离大致分为沉降和过滤两种操作。 过滤介质:过滤采用的多孔物质滤浆:所处理的悬浮液滤液:通过多孔通道的液体滤饼或滤渣:被截留的固体物质。 以某种多孔物质为介质在外力的作用下使悬浮液中的液体通过介质的孔道而固体颗粒被截留在介质上从而实现固液分离的单元操作。 第二节过滤一、过滤操作的基本概念过滤(filtration)深床过滤织物介质(又称滤布)：由棉、毛、麻、丝等天然纤维及合成纤维制成的织物以及玻璃丝、金属丝等织成的网过滤介质的分类：堆积介质由各种固体颗粒（细砂、硅藻土等）堆积而成多用于深床过滤多孔固体介
质这类介质具有很多细微孔道如多孔陶瓷、多孔塑料等。 多用于含少量细微颗粒的悬浮液过滤介质过滤推动力悬浮液自身压强差重力悬浮液的侧加压过滤介质的侧抽真空离心力过滤阻力介质阻力：可视为平变且一般过滤初较明显滤饼阻力:滤饼厚度：随过滤进行而增加滤饼特性：颗粒形状、大小粒大多情况下过滤阻力主要取决于滤饼阻力。 对于颗粒层中不规则的通道可以简化成由一组当量直径为de的细管而细管的当量直径可由床层的空隙率和颗粒的比表面积来计算。 二、过滤的基本理论滤液通过饼层的流动颗粒床层的特性可用空隙率、当量直径等物理量来描述。 空隙率：单位体积床层中的空隙体积称为空隙率。 比表面积：单位体积颗粒所具有的表面积称为比表面积。 颗粒床层的特性依照第一章中非圆形管的当量直径定义当量直径为：故对颗粒床层直径应可写出：滤液通过饼层的流动常属于滞流流型可以仿照圆管内滞流流动的泊稷叶公式(哈根方程)来描述滤液通过滤饼的流动则滤液通过饼床层的流速与压强降的关系为：式中u滤液在床层孔道中的流速msL床层厚度m,Δpc滤液通过滤饼层的压强降pa阻力与压强降成正比因此可认为上式表达了过滤操作中滤液流速与阻力的关系。 床层空隙中的滤液流速u床层截面积计算的滤液平均流速u上式中的比例常数K′与滤饼的空隙率、颗粒形状、排列及粒度范围诸因素有关。
其他非均相物系分离方法范本 非均相物系分离是指将两种或多种不互溶的物质从混合物中分离的过程。在实际应用中，非均相物系分离经常被用于提取、纯化和回收目标物质。以下是一些常见的非均相物系分离方法的范本。 1. 溶剂萃取 溶剂萃取是通过将混合物与适当的溶剂相混合，然后通过差异的物理和化学性质来分离不同的成分。溶剂选择应根据混合物的特性和目标物质的亲溶性来确定。溶剂可以使目标物质溶解，而不溶于其他成分，从而实现分离。常见的溶剂包括水、有机溶剂（如乙酸乙酯、苯和丙酮等）。 2. 萃取柱 萃取柱是一种固相萃取技术，用于将目标物质从混合物中分离出来。它通常由填料填充的管状柱子组成。填料可以选择吸附或离子交换材料，具体取决于目标物质的特性。混合物经过柱子时，目标物质会与填料相互作用，从而被分离出来。 3. 结晶 结晶是一种通过控制溶液中溶质的溶解度和溶剂的蒸发来分离物质的方法。混合物溶解在溶剂中，然后通过慢慢蒸发溶剂，使溶质逐渐结晶出来。结晶的选择取决于混合物的物理和化学性质以及结晶条件的优化。常用的结晶方法包括冷却结晶、蒸发结晶和溶剂结晶。
4. 分液漏斗 分液漏斗是一种用于将不同密度的液体分离的设备。混合物被倒入分液漏斗中，然后慢慢待其分离成两个不同层次的液相。较重的液相沉入漏斗底部，较轻的液相停留在上层。通过旋转分液漏斗，可以方便地将两种液相分开。 5. 蒸馏 蒸馏是一种基于液体沸点差异的分离方法。混合物被加热，在不同的沸点下，液体组分会先沸腾并蒸发。然后，蒸汽被再次冷凝成液体形式，在收集容器中得到纯净的目标物质。蒸馏可以是简单蒸馏、分馏蒸馏或真空蒸馏。 6. 过滤 过滤是一种通过使用过滤器将固体颗粒从混合物中分离的方法。混合物被倒入过滤器中，过滤器上的细孔可以阻止固体颗粒通过，而允许液体通过。通过这种方式，液体分离出来，而固体被滤掉。常见的过滤方法包括真空过滤、重力过滤和压力过滤。 7. 沉淀 沉淀是一种通过加入沉淀剂将溶液中的物质转化为不溶性颗粒，然后通过离心或过滤分离出来的方法。沉淀剂的选择取决于目标物质的特性和反应条件。一旦沉淀形成，可以使用离心机将固体物质分离出来。 8. 融化分离
第二章非均相物系分离 第一节概述 混合物可以分为均相混合物和非均相混合物。 非均相混合物的特点是在物系内部存在两种以上的相态，如悬浮液、乳浊液、含尘气体等。其中固体颗粒、微滴称为分散相或分散物质；而气体、液体称为连续相或分散介质。 非均相物系分离的依据是连续相与分散相具有不同的物理性质，因此可以用机械的方法将两相分离。操作方式分为两种： （1）沉降分离颗粒相对于流体（静止或运动）运动的过程称沉降分离。 分为重力沉降、离心沉降。 （2）过滤流体相对于固体颗粒床层运动而实现固液分离的过程称过滤。 分为重力过滤、离心过滤、加压过滤和真空过滤，也可分为恒压过滤、先恒速后恒压过滤。 2-1-1 非均相分离在工业中的应用 一、回收分散相 二、净化连续相 三、环境保护和安全生产 2-1-2 颗粒与颗粒群的特性 颗粒的特性 1、球形颗粒 体积V=d3 表面积S=πd2 比表面积S/V=6/d 2、非球形颗粒 工业上遇到的固体颗粒大多是非球形颗粒 体积当量直径d e d e= 表面积当量直径d es d es = 球形度（形状系数）φs＝ 颗粒群的特性 由大小不同的颗粒组成的集合体称为颗粒群。 1、颗粒群粒径分布 颗粒群的粒度组成情况即粒径分布。可用筛分分析法测定各种尺寸颗粒所占的分率。 2、颗粒的平均粒径
x i＝ 3、颗粒的密度 颗粒的真密度：当不包括颗粒之间的空隙时，单位颗粒群体积内颗粒的质量，kg/m3。 堆积密度（表观密度）：当包括颗粒之间的空隙时，单位颗粒群体积内颗粒的质量，kg/m3。 4、颗粒的粘附性和散粒性 第二节颗粒沉降 2-2-1 颗粒在流体中的沉降过程 颗粒与流体在力场中作相对运动时，受到三个力的作用：质量力F、浮力F b、、曳力F d 。 对于一定的颗粒和流体，重力F g、浮力F b一定，但曳力F d却随着颗粒运动速度而变化。当颗粒运动速度u等于某一数值后达到匀速运动，这时颗粒所受的诸力之和为零 2-2-2重力沉降及设备 球形颗粒的自由沉降 颗粒在重力沉降过程中不受周围颗粒和器壁的影响，称为自由沉降。 固体颗粒在重力沉降过程中，因颗粒之间的相互影响而使颗粒不能正常沉降的过程称为干扰沉降。 球形颗粒在静止流体中沉降时，颗粒受到的作用力有重力、浮力和阻力。 当合力为零时，颗粒相对于流体的运动速度u=u t，u t称为沉降速度，又称为“终端速度”。 u t = 其中是颗粒沉降时的阻力系数。并且是颗粒对流体作相对运动时的雷诺数Re t的函数 =f(Re t)= f() 与Re t的关系可由实验测定，如图2-2所示。图中将球形颗粒（φs=1）的曲线分为三个区域，即 （1）滞流区（10-4< Re t≤2）=
第3章非均相物系的分离和固体流态化 3．1 概述 本章介绍利用流体力学原理(颗粒与流体之间相对运动)实现非均相物系的分离流态化及固体颗粒的气力输送等工业过程。 1．混合物的分类 自然界的大多数物质是混合物。若物系内部各处组成均匀且不存在相界面，则称为均相混合物或均相物系，溶液及混合气体都是均相混合物。由具有不同物理性质(如密度差别)的分散物质和连续介质所组成的物系称为非均相混合物或非均相物系。在非均相物系中，处于分散状态的物质，如分散于流体中的固体颗粒、液滴或气泡，称为分散物质或分散相；包围分散物质且处于连续状态的物质称为分散介质或连续相。根据连续相的状态，非均相物系分为两种类型： ①气态非均相物系，如含尘气体、含雾气体等； ②液态非均相物系，如悬浮液、乳浊液及泡沫液等。 2．非均相混合物的分离方法 由于非均相物系中分散相和连续相具有不同的物理性质，故工业上一般都采用机械方法将两相进行分离。要实现这种分离，必须使分散相与连续相之间发生相对运动。根据两相运动方式的不同，机械分离可按下面两种操作方式进行。 ①颗粒相对于流体(静止或运动)运动而实现悬浮物系分离的过程称为沉降分离。实现沉降操作的作用力可以是重力，也可以是惯性离心力，因此，沉降过程有重力沉降与离心沉降之分。 ②流体相对于固体颗粒床层运动而实现固液分离的过程称为过滤。实现过滤操作的外力可以是重力、压强差或惯性离心力。因此，过滤操作又可分为重力过滤、加压过滤、真空过滤和离心过滤。 气态非均相混合物的分离，工业上主要采用重力沉降和离心沉降方法。在某些场合，根据颗粒的粒径和分离程度要求，也可采用惯性分离器、袋滤器、静电除尘器或湿法除尘设备 等，如表3—1所示。 ┘ 此外，还可采用其他措施．预先增大微细粒子的有效尺寸而后加以机械分离。例如，使含尘或含雾气体与过饱和蒸汽接触，发生以粒子为核心的冷凝；又如，将气体引入超声场内，使细粒碰撞并凝聚。这样，可使微细颗粒附聚成较大颗粒，然后在旋风分离器中除去。 对于液态非均相物系，根据工艺过程要求可采用不同的分离操作。若要求悬浮液在一定程度上增浓，可采用重力增稠器或离心沉降设备；若要求固液较彻底地分离，则要通过过滤操作达到目的；乳浊液的分离可在离心分离机中进行。 3．非均相混合物分离的目的 (1)收集分散物质例如收取从气流干燥器或喷雾干燥器出来的气体以及从结晶器出来的晶浆中带有的固体颗粒，这些悬浮的颗粒作为产品必须回收；又如回收从催化反应器出来的气体中夹带的催化剂颗粒以循环使用。 (2)净化分散介质某些催化反应，原料气中夹带有杂质会影响触媒的效能，必须在气体进反应器之前清除催化反应原料气中的杂质，以保证触媒的活性。
项目二非均相物系的分离与设备 非均相物系的分离与设备 化学工业出版社 好 任务1:了解非均相物系分离在化工生产中的应用想一想：化工生产中，经常会遇到含尘气体、悬浮液的分离问题，那么采取什么操作能完成含尘气体、悬浮液的分离呢？含尘气体、悬浮液的分离问题属于非均相物系的分离，下面我们学习有关非均相物系分离的相关知识。 好 1. 应用在自然界、工农业生产以及日常生活里我们会接触到很多混合物，如空气、雾、泥水、牛奶等。在化工生产中，很多原料、半成品、排放的废物等大多为混合物，为了满足生产要求和环境保护，常常要对混合物进行分离。非均相混合物的定义：非均相混合物是指由两个或两个以上的相组成的混合物。非均相混合物中，有一相处于分散状态，称为分散相(分散物质),如雾中的小水滴、烟尘中的尘粒；另一相处于连续状态，称为连续相(或分散介质),如雾和烟尘中的气相。化工生产中，非均相混合物的分离过程常用于回收分散物质、净化分散介质、劳动保护和环境卫生等。 好 悬浮液和乳浊液自然界里的大多数物质是混合物，混合物可分为均相混合物和非均相混合物两大类。相是具有相同组成，相同物理性质和相同化学性质的均匀物质。相与相之间有明确的界面。均相混合物的定义：均相混合物内部各处物质均匀而不存在相界面，如空气、酒精等。非均相混合物的定义：非均相混合物的内部有隔开两相的界面存在，而界面两侧的物料性质截然不同，如悬浮液、乳浊液、含尘气体等。固体颗粒分散于液体中，因布朗运动而不能
很快下沉，此时固体分散相与液体的混合物称悬浮液。悬浮液中的固体颗粒的粒径为10-3-10-4cm,大于胶体。血液,泥水,氢氧化铜和水的混合液，碳酸钙和水的混合液等都是悬浮液。 好 非均相混合物的实例 乳浊液 悬浮液 好 2.非均相物系的分类和分离方法非均相混合物按聚集状态分类，常见的有气-固相(如烟道气)、气-液相(如雾)、液-固相(如泥水)、液-液相(如牛奶)、固-固相(如金属矿)。非均相混合物通常采用机械的方法分离，即利用非均相混合物中分散相和连续相的物理性质(如密度、颗粒形状、尺寸等)的差异，使两相之间发生相对运动而使其分离。根据两相运动方式的不同，机械分离可有两种操作方式，过滤和沉降。重力沉降是微粒(分散相)借助本身的重力在分散介质中沉降而获得分离。离心分离是利用微粒(分散相)所受离心力的作用将其从分散介质中分离，亦称离心沉降。过滤是利用两相对多孔介质穿透性的差异，在某种推动力的作用下，使非均相混合物得以分离的操作。 好 任务2:认识重力沉降及设备想一想：重力沉降有什么优缺点？在化工生产中，重力沉降一般用在什么场合？重力沉降是借助重力的作用，使流体和颗粒之间发生相对运动，把流体和颗粒分离的操作。工业生产中，借助重力沉降分离非均相混合物的设备常见的有降尘室和连续沉降槽。降尘室用于分离含尘气体，而连续沉降槽用于分离悬浮液。 好 1. 降尘室降尘室一般呈扁平状，通常只能作为预除尘设备，用于分离粒径较大的尘粒。最简单的水平流动型降尘室如下图所示：
第三章非均相混合 物分离 主讲教师童汉清
均相混合物和非均相混合物 1、均相混合物：物料内部各处性质均匀一致而不存在 相界面。如溶液、混合气体。 均相混合物的常用分离方法有吸收、精馏、萃 取等 2、非均相混合物：物系内部有相界面存在，且界面两 侧物料性质截然不同。如含尘气体、悬浮液等。 1）分散物质（分散相） 非均相物系中处于分散状态的物质。 2）分散介质（连续相） 非均相物系中处于连续状态的物质。 非均相混合物的常用分离方法有：筛分、沉降、过滤等。 §1 沉降 一、概述 1、沉降操作的分类 重力沉降：颗粒在重力场中受重力作用与连续相发生 相对运动而沉降。 离心沉降：颗粒离心力的作用与连续相发生相对运动 而沉降。 2、沉降操作在食品工业中的应用 1）以澄清为目的
2）以增稠为目的 3）以分级分离为目的 4）以净化为目的 二、重力沉降 1、球形颗粒的自由沉降 重力： g d mg F s g ⋅⋅==ρπ 36 浮力： g d F b ⋅⋅= ρπ 36 阻力： 2 2 u A A p F d ⋅⋅⋅=⋅∆=ρξ （ 因为 g u g p 22 ⋅=∆ξρ ） 重力 F g = 浮力 F b + 阻力 F d 得 ()ρ ξρρ⋅⋅⋅-= 34g d u s 沉降速度公式 2、曳力系数ξ 1）表面曳力与形体曳力 表面曳力（摩擦阻力）：流体与颗粒表面间的摩擦力在 流动方向上的分力。 形体曳力（涡流阻力）：因边界层脱体产生颗粒上下端 的压差。 2）对曳力系数ξ的 因次分析
曳力的影响因素：μρ;;;u d p 曳力的函数关系：() μρ...u d f F p d = 因次分析的结果：() p Re φξ= 3、Re -ξ关系曲线图 该图分四个区 1）层流区： 1Re 104 〈〈- 此时表面曳力为主，形体曳力可以忽略。 该区内 Re 24= ξ 则有公式：()μ ρρ182g d u s o -= 斯托克斯（Stokes ）公式 所以该区称为斯托克斯区。 2）过渡区： 3 10Re 1〈〈 此时形体曳力不可忽略。 该区内6 .0Re 5 .18= ξ 则有公式： ()ρ ρρ6 .0Re 27 .0-⋅=s o d g u 阿仑（Allen ）公式 所以该区称为阿仑区。 3）湍流区： 5 3102Re 10⨯〈〈 此时形体曳力为主。表面曳力可以忽略。