化工原理第三章 机械分离
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第三章机械分离概述一、机械分离的应用在工业生产中,有很多情况需要将混和物分离,原料需要经过提纯或净化之后才符合加工要求,产品或中间产品也需要提纯净化才能出售,废气、废液、废渣也需要提纯分离才符合排放标准。
混和物分离有均相混和物分离和非均相混和物分离。
本章介绍非均相混和物的沉降、过滤的基本单元操作。
以碳酸氢铵的生产为例,如图是它的流程示意图。
氨水与二氧化碳在碳化塔1内进行碳化反应之后,生成的是含有碳酸氢铵晶体的悬浮液,即为一种液体与固体微粒的混合物,然后通过离心机或过滤机2将固体和液体分离开。
但分离后的晶体中仍然含有少量的水分,因此,还要将分离后的晶体经气流干燥器4干燥,即使物料在热气流的带动下迅速通过气流干燥器,使晶体中所含有的水分汽化并除去。
由于这时的固体粒子分散在气相之中,又要通过旋风分离器6等装置将其与气相分离开,以得到最后的产品。
在这个过程中,包含着流体与固体粒子的分离、混合与输送等不同的操作,而这些操作中又有一个共同的特点,即流体与固体粒子之间具有相相对运动,同时还往往伴随有热量和质量的传递。
主要应用有:1)对固体粒子或流体作进一步加工;2)回收有价值的物质;3)除去对下一工序有害的物质;4)减少对环境的危害。
二、常见分离方法1)沉降分离法,利用两相密度差;2)过滤分离法,利用两个相对多孔介质穿透性的差异;3)静电分离法,利用两相带电性差异;4)湿洗分离法,气固穿过液体,固体黏附于液体而分离。
三、均相物系与非均相物系不同成分的物质以相同的相态均匀混合组成的稳定系统为均相物系,各种气体总能够均匀地混合成均一的相,如空气。
墨水、乙醇+水、汽油+柴油、盐水、糖水等等也是均相物系。
含有不同相态的物质系统组成的混和物系为非均相物系,如云雾(气相+液相)、烟尘(气相+固相)、乳浊液(两种液相)就是非均相物系。
水+苯、水+砂子,沙尘暴等都是非均相系的例子。
非均相物系是指物质系统中存在着两相或更多的相。