吸收化工分离工程邓修吴俊生学习教案

2024-01-25吸收化工分离工程邓修吴俊生学习教案目录课程介绍与教学目标吸收分离工程基础吸收塔设备与设计操作条件与优化控制常见问题与解决方案实验操作与数据分析课程总结与拓展延伸01课程介绍与教学目标课程背景及意义01化工分离工程是化学工程领域的重要分支，涉及物质的分离、纯化和回收等关键技术。02随着化工行业的快速发展，对高效、节能、环保的分离技术需求日益迫切。吸收分离作为化工分离的重要手段之一，具有广泛的应用前景和重要的实际意义。0302030401教学目标与要求掌握吸收分离的基本原理、方法和技术。熟悉吸收剂的选择、吸收过程的优化和操作条件的控制。了解吸收分离在化工生产中的应用实例和发展趋势。具备运用所学知识解决实际问题的能力，培养创新意识和实践能力。教材及参考书目教材《化工分离工程》，邓修、吴俊生编著，化学工业出版社。参考书目《化工原理》、《化工热力学》、《化工传递过程》等相关教材，以及吸收分离领域的学术论文和技术报告。02吸收分离工程基础利用混合物中各组分在吸收剂中的溶解度差异，实现组分的分离。吸收分离原理根据吸收剂和混合物中组分的性质，可分为物理吸收和化学吸收。吸收分离分类吸收分离原理及分类吸收剂选择原则高溶解度、低挥发性、低粘度、化学稳定性好、无毒无害等。吸收剂性质对分离效果的影响溶解度、挥发性、粘度、表面张力等性质直接影响吸收剂的吸收能力和分离效果。常见吸收剂类型水、有机溶剂、离子液体等。吸收剂选择与性质热力学定律热力学第一定律和第二定律在吸收过程中的指导作用，以及如何利用这些定律分析吸收过程的能量变化和效率。相平衡与溶解度相平衡原理在吸收过程中的应用，以及如何利用相平衡数据预测和优化吸收分离过程。热力学基本概念温度、压力、焓、熵等热力学参数在吸收过程中的意义和应用。吸收过程热力学基础03吸收塔设备与设计结构简单，操作方便，适用于易溶气体的吸收。喷淋塔具有较大的传质面积和较低的压降，适用于处理量较大或难溶气体的吸收。填料塔具有较好的操作弹性和较高的分离效率，但结构复杂，制造成本较高。板式塔常见吸收塔类型及特点设计原则满足工艺要求，保证操作稳定；降低能耗和物耗，提高经济效益；确保设备安全可靠，符合环保要求。设计方法根据工艺条件和物性数据，选择合适的塔型和结构；进行流体力学计算和传质性能分析，确定塔径、塔高、填料类型及规格等关键参数；进行设备选型和结构优化，提高设备效率和可靠性。吸收塔设计原则与方法设备选型与结构优化根据处理量、操作压力、温度等工艺条件，选择合适的材质、型号和规格的吸收塔设备。设备选型针对特定工艺条件和物性数据，对吸收塔内部结构进行优化设计，如改进填料排列方式、增加分布器或收集器等，以提高传质效率和降低能耗。同时，考虑设备的可维护性和安全性，确保设备的长期稳定运行。结构优化04操作条件与优化控制温度温度是影响分离效果的重要因素之一。在吸收过程中，适当提高温度有利于吸收剂的扩散和传质，但温度过高可能导致吸收剂挥发，降低分离效果。压力压力对吸收过程的平衡常数和传质速率都有影响。在高压下，吸收剂的溶解度增加，有利于吸收过程的进行。然而，过高的压力可能导致设备投资和操作成本增加。物料性质物料的物理和化学性质，如密度、粘度、表面张力等，对分离效果也有显著影响。这些性质决定了物料在设备内的流动和传质行为，从而影响分离效果。操作条件对分离效果影响操作条件优化通过调整温度、压力等操作条件，使分离过程达到最佳状态。可以采用实验设计、模拟计算等方法进行优化。先进控制技术应用引入先进控制技术，如自适应控制、预测控制等，提高分离过程的稳定性和效率。设备改进与选型针对特定分离任务，对设备进行改进或选型，以提高分离效果。例如，选用高效填料、优化设备结构等。优化控制策略与方法案例二某石化企业应用先进控制技术，实现了分离过程的自动化和智能化，显著降低了能耗和人力成本。案例三某研究机构针对特定分离任务，开发了一种新型高效填料，大幅提高了分离效率和设备产能。案例一某化工厂采用吸收法分离气体混合物，通过优化操作条件，成功提高了产品纯度和收率。实际操作案例分析05常见问题与解决方案ABCD常见故障类型及原因设备泄漏由于密封件老化、松动或损坏，导致设备出现泄漏现象。设备堵塞长时间运行导致设备内部结垢、杂质堆积，造成管道或阀门堵塞。分离效果差操作参数设置不当、设备内部结构损坏或原料性质变化等原因，导致分离效果不达标。仪表失灵由于仪表损坏、电源故障或信号传输问题，导致仪表无法正常显示或控制。设备泄漏定期检查密封件，及时更换损坏的密封件；加强设备维护，确保密封件处于良好状态。设备堵塞定期清洗设备内部，去除结垢和杂质；加强原料预处理，减少杂质进入；在关键部位设置过滤装置，防止堵塞。分离效果差调整操作参数，优化工艺条件；检查设备内部结构，修复或更换损坏部件；对原料进行预处理，降低杂质含量。仪表失灵检查仪表电源和信号传输线路，确保正常供电和信号传输；更换损坏的仪表部件；定期对仪表进行校准和维护。故障诊断与排除方法定期维护保养按照厂家推荐的保养周期对设备进行维护保养，确保设备处于良好状态。建立故障档案对每次故障进行详细记录和分析，总结经验教训，为后续故障预防和处理提供参考。操作规范培训对操作人员进行专业培训，提高操作技能和安全意识，减少人为因素导致的故障。加强日常巡检定期对设备进行全面检查，及时发现并处理潜在问题。预防措施及维护保养建议06实验操作与数据分析实验目的：通过实验操作，掌握化工分离工程中的基本原理和方法，了解不同分离技术的优缺点及适用范围，培养实验技能和数据分析能力。实验步骤准备实验器材和试剂，熟悉实验装置和操作流程。按照实验指导书的要求，进行实验操作，记录实验现象和数据。对实验数据进行处理和分析，得出实验结果。根据实验结果，进行讨论和总结，提出改进意见和建议。实验目的和步骤VS使用精密测量仪器对实验过程中的关键参数进行实时测量和记录，如温度、压力、流量、浓度等。数据处理对采集到的实验数据进行整理、分类和统计分析，采用合适的数学方法和计算工具对数据进行处理，如平均值、标准差、回归分析等。数据采集数据采集和处理方法根据实验数据和处理结果，对实验结果进行分析和解释，比较不同分离技术的效果差异，探讨影响分离效果的关键因素。结合实验结果和理论知识，对实验现象和结果进行深入讨论，分析实验中存在的问题和不足，提出改进和优化建议。同时，可以与其他同学或老师进行交流和讨论，分享经验和见解，促进学术交流和合作。结果分析结果讨论结果分析和讨论07课程总结与拓展延伸01包括蒸馏、吸收、萃取、结晶等分离方法的基本原理和适用范围。化工分离过程的基本原理02详细介绍了各种化工分离设备的结构特点、工作原理及操作要点，如蒸馏塔、吸收塔、萃取塔等。化工分离设备的结构和操作03探讨了如何通过优化操作条件和控制策略来提高化工分离过程的效率和经济性。化工分离过程的优化与控制课程重点回顾知识拓展和延伸方向讨论如何利用人工智能、大数据等先进技术实现化工分离过程的智能化和自动化，提高生产效率和产品质量。化工分离过程的智能化与自动化介绍近年来发展起来的新型化工分离技术，如膜分离、超临界流体萃取等，并分析其在工业生产中的应用前景。新型化工分离技术的研究与应用探讨化工分离过程与化学工程、环境工程、生物工程等相关学科的交叉融合，以及在这些领域中的应用。化工分离过程与其他学科的交叉融合对未来学习和工作的建议深入学习化工分离领域的前沿技术关注国内外最新的研究成果和技术动态，积极学习并掌握先