分离过程的节能-分离工程
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生化分离工程与化学分离过程的异同点
生化分离工程与化学分离过程是典型的分离工艺,他们之间有着本质的区别。
首先,从手段的角度来看,生物分离工程主要利用生物体的生理生化规律和特
性来实现混合物的分离,但要保证生物分离过程的正常进行,需要一定技术和环境,即调节室温、酸碱度、营养物质及去除非必要物质,这使得这种工程技术费用相对较高。
而化学分离过程是指利用化学的原理和方法来分离混合物中的特定组分,不需要特殊的环境条件即可实现,是节约经济的一种手段。
其次,从效果来看,生物分离的效果较为完美,获得的混合物中的某些组分的
浓度可以达到100 %,生物物质的分离效率很高,常可达到90%-95%以上,而化学
分离有时不能到达完美分离,并且经过化学分离后有可能降低产品的品质以及可能使混合物中某些有价值的组分损失掉,因此,生物分离工程依然是一种非常可行的选择。
总而言之,生物分离工程与化学分离过程在分离技术方面有着较大的差异,从
效果可以看出,生物分离工程可以获得更完美的效果,可以很好的提高混合物中某些组分的浓度,更符合生产的要求。
第一章绪论2. (第6-10组)利用如附图所示的系统将某混合物分离成三个产品。
试确定:1)固定设计变量数和可调设计变量数;2)指定一组合理的设计变更量解:(1) 4. (第1-10组)确定如图所示的吸收-解吸流程的设计变量数解:假设吸收塔进料有 c 个组分。
按设计变量数的确定原则:N X进料变量数c+2压力等级数N+M+2合计N+M+c+4 Na串级单元数 6侧线采出数 1分配器数 1传热单元数 2合计10(2)一组合理的设计变更量为:侧线流率及侧线采出口的位置。
变量的选择:情况1:吸收塔和解吸塔的操作压力; 气体原料的流率、组成、进料温度和压力;水蒸气的流率、进料温度和压力; 吸收塔和解吸塔的塔板数; 三个换热器各自的一个出口温度。
情况2:固定设计变量的规定与“情况 1 ”的①②③相同; 吸收塔出口气中 CO2的摩尔分数;解吸塔出口气中 CO 2 的摩尔分数; 三个换热器的换热面积。
5. (第2、4、6、8、10组)具有单进料和采用全凝器的精馏塔(如图),若以新鲜水蒸汽直接进入塔釜一级代替再沸器分离乙醇和水的混合物。
假定固定进料,绝热操作,全塔压力为常压,并规定塔顶乙醇浓度,求:(1)设计变量是多少?(2)若完成设计,应推荐哪些变量? 解:(1)则设计变量数为: c+5+4=2+5+4=11(2)若完成设计,应推荐以下变量:回流温度、流出液流率、进料位置、总理论级数第三章 多组分精馏和特殊精馏2. (第6-10组)在连续精馏塔中,分离下表所示的液体混合物。
操作压力为2780.0kPa 、加料量为100kmol /h 。
若要求馏出液中回收进料中91.1%乙烷,釜液中回收进料中93.7%的丙烯,试用清晰分割估算馏出液流量及各组分在两产品中的组成。
N X进料变量数 c+2 压力等级数 2 水蒸气 3 合计c+7Na串级单元数 2 传热单元数3合计 5N X进料变量数 c+2压力等级数 1 水蒸气 2合计c+5 (c=2)Na串级单元数 2 分配器数1 传热单元数1合计4序号 1 2 3 4 5 6 组分 甲烷 乙烷 丙烯 丙烷 异丁烷 正丁烷 x i 0.05 0.35 0.15 0.20 0.15 0.10 ih α10.952.5910.8840.4220.296解:根据题意,组分2(乙烷)是轻关键组分,组分3(丙烯)是重关键组分,而组分1(甲烷)是轻组分,组分4(丙烷)、组分5(异丁烷)和组分6(正丁烷)是重组分。