单元操作的概念【材料浅析】

1、单元操作的概念,1,重点资料,序言,一个化工产品的生产是通过若干个物理操作与若干个化学反应实现的。 长期的实践与研究发现，尽管化工产品千差万别，生产工艺多种多样，但这些产品的生产过程所包含的物理过程并不是很多，而且是相似的。,2,重点资料,化工原理研究对象： 三传一反； “三传一反”概括了化工生产过程的全部特征,传递过程被认为是单元操作的理论基础，开辟了化学工程发展过程的第二个历程。 “三传”为动量传递（流体输送、过滤、沉降、固体流态化等，遵循流体动力学基本规律）、热量传递（加热、冷却、蒸发、冷凝等，遵循热量传递基本规律）和质量传递（蒸馏、吸收、萃取、干燥等，遵循质量传递基本规律），“一反”为

2、化学反应过程。,3,重点资料,举例,流体输送不论用来输送何种物料，其目的都是将流体从一个设备输送至另一个设备； 加热与冷却的目的都是得到需要的操作温度； 分离提纯的目的都是得到指定浓度的混合物等。,4,重点资料,单元操作的定义： 把这些包含在不同化工产品生产过程中，发生同样物理变化，遵循共同的物理学规律，使用相似设备，具有相同功能的基本物理操作，,5,重点资料,操作流程,是在化学工业生产中具有共同的物理变化特点的基本操作，是由各种化工生产操作概括得来的，,6,重点资料,基本包括五个方面： * 流体流动过程，包括流体输送、过滤、固体流态化等。 * 传热过程，包括热传导、蒸发、冷凝等。 * 传质过

3、程，即物质的传递，包括气体吸收、蒸馏、萃取、吸附、干燥等。 * 热力过程，即温度和压力变化的过程，包括液化、冷冻等。 * 机械过程，包括固体输送、粉碎、筛分等。,7,重点资料,常见单元的概念解释,动量传递 流体输送、过滤、沉降等 热量传递 加热、冷却、蒸发、冷凝， 质量传递 蒸馏、吸收、萃取、干燥等， “一反”为化学反应过程，不做太多解释,8,重点资料,流体输送,流体输送：流体以一定流量沿着管道（或明渠）由一处送到另一处。 常见的方式：真空输送，泵输送泵，正压输送，自流动 车间的例子？,9,重点资料,过滤,过滤是在推动力的作用下，位于一侧的悬浮液（或含尘气）中的流体通过多孔介质的孔道向另一侧流

4、动。颗粒则被截留，从而实现流体与颗粒的分离操作过程。被过滤的悬浮液又称为滤浆，过滤时截留下的颗粒层称为滤饼，过滤的清液称为滤液。 现场的实例？离心操作,10,重点资料,离心,高速匀速圆周运动，从而形成一个向心力 物理学解释：做圆周运动的物体因其惯性，有延圆周轨迹切线做直线运动的趋势。而此趋势正是要远离圆心，故称“离心现象”。为使物体保持匀速率圆周运动，则必须给物体提供指向圆心的合力即向心力。,11,重点资料,沉降,由于分散相和分散介质的密度不同，分散相粒子在力场（重力场或离心力场）作用下发生的定向运动。 现场的例子？萃取静置的时间过程,12,重点资料,加热heating，,是指热源将热能传给较

5、冷物体而使其变热的过程。 根据热能的获得，可分为直接的和间接的两类。直接热源加热是将热能直接加于物料；间接热源加热是将上述直接热源的热能加于一中间载热体，然后由中间载热体将热能再传给物料。 现场的例子？,13,重点资料,冷却,使热物体的温度降低而不发生相变化的过程。,14,重点资料,冷凝,“冷凝”形像词。多指两种或多种物理聚合所产生的物理反应。一般多指恒温或高温气体、液体遇冷而凝结的物理过程。,15,重点资料,蒸发,蒸发具有多个定义，一般指物质从液态转化为气态的相变过程 水由液态或固态转化为气态的相变过程 发生在液体表面的汽化，逸入大气的过程 、温度低于沸点时，从水面、冰面或其他含水物质表面逸

6、出水汽的过程 物质从液态转化为气态的相变过程,16,重点资料,蒸馏,蒸馏是一种热力学的分离工艺，它利用混合液体或液-固体系中各组分沸点不同，使低沸点组分蒸发，再冷凝以分离整个组分的单元操作过程，是蒸发和冷凝两种单元操作的联合。 与其它的分离手段，如萃取、吸附等相比，它的优点在于不需使用系统组分以外的其它溶剂，从而保证不会引入新的杂质。,17,重点资料,萃取,萃取，又称溶剂萃取或液液萃取，亦称抽提，是利用系统中组分在溶剂中有不同的溶解度来分离混合物的单元操作。即，是利用物质在两种互不相溶（或微溶）的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使溶质物质从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中的方法。广泛应用于化学、冶金、食品等工业，通用于石油炼制工业。另外将萃取后两种互不相溶的液体分开的操作，叫做分液。,18,重点资料,固-液萃取，也叫浸取，用溶剂分离固体混合物中的组分，如用水浸取甜菜中的糖类；用酒精浸取黄豆中的豆油以提高油产量；用水从中药中浸取有效成分以制取流浸膏叫“渗沥”或“浸沥”。,19,重点资料,20,重点资料,吸收,物质从一种介质相进入另一种介质相的现象。 车间尾气吸收塔的解释,21,重点资料,干燥,从湿物料中除去水分或其他湿分的各种操作。在一定温度下，任何含水的湿物料都有一定的蒸气压,当此蒸气压大于周围气体