《分離工程》課件

《分離工程》課件匯報人：AA2024-01-24分離工程概述分離技術原理與方法分離設備類型與特點分離過程優(yōu)化與控制典型案例分析與實踐應用實驗設計與操作指南目錄01分離工程概述利用物理、化學或生物方法將混合物中的不同組分進行分離、提純和富集的過程。分離工程定義根據分離原理的不同，可分為物理分離、化學分離和生物分離三類。分離工程分類分離工程定義與分類化工領域環(huán)保領域食品領域醫(yī)藥領域分離工程應用領域01020304在化工生產中，分離工程用于原料的預處理、產品的提純和回收等。用于廢水處理、廢氣治理和資源回收等。在食品加工中，分離工程用于提取、濃縮和純化食品中的有益成分。用于藥物的提取、純化和制劑等。高效化綠色化智能化集成化分離工程發(fā)展趨勢開發(fā)高效、快速的分離技術，提高分離效率。結合人工智能、大數據等技術，實現分離過程的自動化和智能化。發(fā)展環(huán)保、低能耗的分離技術，減少對環(huán)境的影響。將不同分離技術集成在一起，形成多功能的分離系統，滿足復雜混合物的分離需求。02分離技術原理與方法利用液體混合物中各組分揮發(fā)性的差異，通過加熱使部分組分汽化，再經冷凝使不同組分得以分離。原理類型應用簡單蒸餾、精餾、特殊精餾（如萃取精餾、共沸精餾等）。石油煉制、化工生產中的原料及產品提純、回收溶劑等。030201蒸餾法利用溶質在互不相溶的兩種溶劑中溶解度的不同，使溶質從一種溶劑內轉移到另一種溶劑中。原理液-液萃取、固-液萃?。ń。?、超臨界流體萃取等。類型從植物中提取有效成分、廢水處理、金屬離子的分離與富集等。應用萃取法利用膜的選擇性透過性，使混合物中的某些組分能夠透過膜，而其他組分則被截留，從而實現分離。原理微濾、超濾、納濾、反滲透、電滲析等。類型海水淡化、純水制備、廢水處理與回用、氣體分離等。應用膜分離法利用吸附劑對混合物中各組分的吸附能力不同，實現組分的分離。如活性炭吸附、硅膠吸附等。吸附法利用電場作用下帶電粒子在電場中的遷移速度不同，實現組分的分離。如紙電泳、凝膠電泳等。電泳法利用離子交換劑與溶液中的離子進行交換，達到分離的目的。如硬水軟化、金屬離子的分離與富集等。離子交換法利用固定相與流動相之間的相互作用力不同，使混合物中各組分在色譜柱上得以分離。如氣相色譜、液相色譜等。色譜法其他分離方法03分離設備類型與特點吸收塔、蒸餾塔、萃取塔等。分類結構特點工作原理應用領域一般由塔體、塔板、填料、液體分布器、塔頂冷凝器、塔底再沸器等組成。利用混合物中各組分在塔內不同溫度、壓力下的物理或化學性質差異，實現組分的分離。廣泛應用于化工、石油、制藥、環(huán)保等領域。塔設備換熱器設備管殼式換熱器、板式換熱器、熱管換熱器等。由傳熱面、流體進出口、密封裝置等組成。通過傳熱面將熱量從一種流體傳遞給另一種流體，實現熱量交換。在化工、石油、動力等工業(yè)部門中廣泛應用。分類結構特點工作原理應用領域閥門的作用控制管道內流體的流動方向、流量和壓力等。閥門的分類截止閥、閘閥、球閥等。泵的工作原理通過葉輪的旋轉或往復運動，使液體獲得能量并沿管道輸送。泵的分類離心泵、往復泵、旋轉泵等。泵的結構特點由葉輪、泵殼、軸封等組成。泵與閥門設備

其他輔助設備管道與管件用于連接各種設備和管道，構成完整的工藝流程。儀表與控制系統用于監(jiān)測和控制工藝流程中的溫度、壓力、流量等參數，確保工藝的穩(wěn)定運行。安全與防護裝置如安全閥、爆破片、阻火器等，用于保障工藝流程的安全運行。04分離過程優(yōu)化與控制123通過建立描述分離過程的數學模型，利用計算機進行數值計算，預測分離過程的性能，并指導優(yōu)化操作條件或設備結構?；跀祵W模型的模擬采用實驗設計方法，合理安排實驗方案，獲取有效數據；利用數據分析技術，挖掘數據中的有用信息，指導過程優(yōu)化。實驗設計與數據分析應用遺傳算法、粒子群算法、模擬退火等智能優(yōu)化算法，對分離過程進行全局優(yōu)化，提高分離效率和經濟性。智能優(yōu)化算法過程模擬與優(yōu)化方法前饋控制根據已知的干擾因素或預測的未來工況，提前對操作條件或設備狀態(tài)進行調整，以抵消干擾因素對分離過程的影響。反饋控制通過實時監(jiān)測分離過程的關鍵參數，與設定值進行比較，采用控制算法對操作條件或設備狀態(tài)進行調整，使分離過程保持穩(wěn)定和優(yōu)化狀態(tài)。先進控制策略應用模型預測控制、自適應控制、魯棒控制等先進控制策略，提高分離過程的動態(tài)性能和抗干擾能力。過程控制策略及實施03清潔生產技術開發(fā)綠色、環(huán)保的分離工藝和技術，從源頭上減少污染物的產生和排放，實現分離過程的清潔生產。01節(jié)能技術采用高效分離設備、優(yōu)化操作條件、回收利用余熱余壓等節(jié)能技術，降低分離過程的能耗。02減排技術通過改進分離工藝、采用環(huán)保型分離劑、提高廢氣廢水處理效率等減排技術，減少分離過程的污染物排放。節(jié)能減排技術在分離過程中的應用05典型案例分析與實踐應用原油分離利用分離工程原理，將原油中的不同組分進行分離，得到汽油、煤油、柴油等產品。氣體分離在石油化工過程中，需要將各種氣體進行分離，如氧氣、氮氣、氫氣等，以滿足不同工藝需求。催化劑回收通過分離工程方法，將使用過的催化劑進行回收和再生，降低成本和減少環(huán)境污染。石油化工行業(yè)應用案例利用分離工程中的萃取、蒸餾等技術，從天然藥物或合成藥物中提取有效成分。藥物提取通過色譜、電泳等分離方法，對藥物進行純化和精制，提高藥物純度和質量。純化與精制制藥過程中產生的廢水含有大量有機物和無機鹽，通過分離工程手段進行處理和回收，降低環(huán)境污染。廢水處理制藥行業(yè)應用案例食品添加劑制備通過分離工程方法制備食品添加劑，如乳化劑、增稠劑、防腐劑等。食品廢水處理食品加工過程中產生的廢水含有大量有機物和營養(yǎng)物質，通過分離工程手段進行處理和回收，實現資源化利用。成分分離利用分離工程原理，將食品中的不同成分進行分離，如蛋白質、脂肪、糖類等。食品加工行業(yè)應用案例環(huán)保領域在環(huán)保領域中，分離工程被廣泛應用于廢氣、廢水和固廢的處理與回收。例如，利用吸附、膜分離等技術對廢氣中的有害物質進行去除；通過沉淀、過濾等手段對廢水進行凈化；采用焚燒、熱解等方法對固廢進行減量化處理。新材料領域在新材料制備過程中，常常需要利用分離工程手段對原料進行提純和精制。例如，通過蒸餾、萃取等方法從混合物中提取目標組分；利用色譜、電泳等技術對目標組分進行進一步純化和分離。能源領域在能源領域中，分離工程被應用于石油、天然氣等能源的開采和加工過程。例如，利用蒸餾、萃取等手段從原油中分離出不同餾分；采用吸附、膜分離等技術對天然氣中的雜質進行去除和提純。其他行業(yè)應用案例06實驗設計與操作指南掌握分離工程的基本原理和方法；熟悉實驗裝置的結構和工作原理；學會操作實驗裝置，掌握實驗技能；培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。01020304實驗目的和要求開機前檢查檢查實驗裝置是否完好，各部件是否連接緊密，電源是否接通；實驗裝置包括分離塔、加熱器、冷卻器、泵、閥門、管道等；開機操作啟動加熱器、冷卻器和泵，調整實驗參數；關機操作關閉加熱器、冷卻器和泵，清理實驗裝置。分離操作觀察實驗現象，記錄實驗數據；實驗裝置和操作流程介紹記錄實驗過程中的溫度、壓力、流量等參數；數據記錄對實驗數據進行整理、計算和分析；數據處理根據實驗結果，分析分離效果，評估實驗裝置的性能。結果分析數據記錄、處理及結果分析方法實驗注意事項及安全防范措施010203嚴格遵守實驗室規(guī)章制度；實驗前認真預習，了解實驗原理和操作步驟；實驗注意事