《分離工程》課件

《分離工程》課件匯報(bào)人：AA2024-01-24分離工程概述分離技術(shù)原理與方法分離設(shè)備類型與特點(diǎn)分離過(guò)程優(yōu)化與控制典型案例分析與實(shí)踐應(yīng)用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作指南目錄01分離工程概述利用物理、化學(xué)或生物方法將混合物中的不同組分進(jìn)行分離、提純和富集的過(guò)程。分離工程定義根據(jù)分離原理的不同，可分為物理分離、化學(xué)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(lǐng)域環(huán)保領(lǐng)域食品領(lǐng)域醫(yī)藥領(lǐng)域分離工程應(yīng)用領(lǐng)域01020304在化工生產(chǎn)中，分離工程用于原料的預(yù)處理、產(chǎn)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(shì)開(kāi)發(fā)高效、快速的分離技術(shù)，提高分離效率。結(jié)合人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)分離過(guò)程的自動(dòng)化和智能化。發(fā)展環(huán)保、低能耗的分離技術(shù)，減少對(duì)環(huán)境的影響。將不同分離技術(shù)集成在一起，形成多功能的分離系統(tǒng)，滿足復(fù)雜混合物的分離需求。02分離技術(shù)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(guò)加熱使部分組分汽化，再經(jīng)冷凝使不同組分得以分離。原理類型應(yīng)用簡(jiǎn)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(chǎn)中的原料及產(chǎn)品提純、回收溶劑等。030201蒸餾法利用溶質(zhì)在互不相溶的兩種溶劑中溶解度的不同，使溶質(zhì)從一種溶劑內(nèi)轉(zhuǎn)移到另一種溶劑中。原理液-液萃取、固-液萃?。ń。⒊R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(yīng)用萃取法利用膜的選擇性透過(guò)性，使混合物中的某些組分能夠透過(guò)膜，而其他組分則被截留，從而實(shí)現(xiàn)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(yīng)用膜分離法利用吸附劑對(duì)混合物中各組分的吸附能力不同，實(shí)現(xiàn)組分的分離。如活性炭吸附、硅膠吸附等。吸附法利用電場(chǎng)作用下帶電粒子在電場(chǎng)中的遷移速度不同，實(shí)現(xiàn)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(jìn)行交換，達(dá)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(dòng)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(shè)備類型與特點(diǎn)吸收塔、蒸餾塔、萃取塔等。分類結(jié)構(gòu)特點(diǎn)工作原理應(yīng)用領(lǐng)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(nèi)不同溫度、壓力下的物理或化學(xué)性質(zhì)差異，實(shí)現(xiàn)組分的分離。廣泛應(yīng)用于化工、石油、制藥、環(huán)保等領(lǐng)域。塔設(shè)備換熱器設(shè)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(jìn)出口、密封裝置等組成。通過(guò)傳熱面將熱量從一種流體傳遞給另一種流體，實(shí)現(xiàn)熱量交換。在化工、石油、動(dòng)力等工業(yè)部門中廣泛應(yīng)用。分類結(jié)構(gòu)特點(diǎn)工作原理應(yīng)用領(lǐng)域閥門的作用控制管道內(nèi)流體的流動(dòng)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(guò)葉輪的旋轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使液體獲得能量并沿管道輸送。泵的分類離心泵、往復(fù)泵、旋轉(zhuǎn)泵等。泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)由葉輪、泵殼、軸封等組成。泵與閥門設(shè)備

其他輔助設(shè)備管道與管件用于連接各種設(shè)備和管道，構(gòu)成完整的工藝流程。儀表與控制系統(tǒng)用于監(jiān)測(cè)和控制工藝流程中的溫度、壓力、流量等參數(shù)，確保工藝的穩(wěn)定運(yùn)行。安全與防護(hù)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(yùn)行。04分離過(guò)程優(yōu)化與控制123通過(guò)建立描述分離過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，預(yù)測(cè)分離過(guò)程的性能，并指導(dǎo)優(yōu)化操作條件或設(shè)備結(jié)構(gòu)。基于數(shù)學(xué)模型的模擬采用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，合理安排實(shí)驗(yàn)方案，獲取有效數(shù)據(jù)；利用數(shù)據(jù)分析技術(shù)，挖掘數(shù)據(jù)中的有用信息，指導(dǎo)過(guò)程優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)分析應(yīng)用遺傳算法、粒子群算法、模擬退火等智能優(yōu)化算法，對(duì)分離過(guò)程進(jìn)行全局優(yōu)化，提高分離效率和經(jīng)濟(jì)性。智能優(yōu)化算法過(guò)程模擬與優(yōu)化方法前饋控制根據(jù)已知的干擾因素或預(yù)測(cè)的未來(lái)工況，提前對(duì)操作條件或設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，以抵消干擾因素對(duì)分離過(guò)程的影響。反饋控制通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)分離過(guò)程的關(guān)鍵參數(shù)，與設(shè)定值進(jìn)行比較，采用控制算法對(duì)操作條件或設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，使分離過(guò)程保持穩(wěn)定和優(yōu)化狀態(tài)。先進(jìn)控制策略應(yīng)用模型預(yù)測(cè)控制、自適應(yīng)控制、魯棒控制等先進(jìn)控制策略，提高分離過(guò)程的動(dòng)態(tài)性能和抗干擾能力。過(guò)程控制策略及實(shí)施03清潔生產(chǎn)技術(shù)開(kāi)發(fā)綠色、環(huán)保的分離工藝和技術(shù)，從源頭上減少污染物的產(chǎn)生和排放，實(shí)現(xiàn)分離過(guò)程的清潔生產(chǎn)。01節(jié)能技術(shù)采用高效分離設(shè)備、優(yōu)化操作條件、回收利用余熱余壓等節(jié)能技術(shù)，降低分離過(guò)程的能耗。02減排技術(shù)通過(guò)改進(jìn)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(shù)，減少分離過(guò)程的污染物排放。節(jié)能減排技術(shù)在分離過(guò)程中的應(yīng)用05典型案例分析與實(shí)踐應(yīng)用原油分離利用分離工程原理，將原油中的不同組分進(jìn)行分離，得到汽油、煤油、柴油等產(chǎn)品。氣體分離在石油化工過(guò)程中，需要將各種氣體進(jìn)行分離，如氧氣、氮?dú)狻錃獾?，以滿足不同工藝需求。催化劑回收通過(guò)分離工程方法，將使用過(guò)的催化劑進(jìn)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(yīng)用案例利用分離工程中的萃取、蒸餾等技術(shù)，從天然藥物或合成藥物中提取有效成分。藥物提取通過(guò)色譜、電泳等分離方法，對(duì)藥物進(jìn)行純化和精制，提高藥物純度和質(zhì)量。純化與精制制藥過(guò)程中產(chǎn)生的廢水含有大量有機(jī)物和無(wú)機(jī)鹽，通過(guò)分離工程手段進(jìn)行處理和回收，降低環(huán)境污染。廢水處理制藥行業(yè)應(yīng)用案例食品添加劑制備通過(guò)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(guò)程中產(chǎn)生的廢水含有大量有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，通過(guò)分離工程手段進(jìn)行處理和回收，實(shí)現(xiàn)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(jìn)行分離，如蛋白質(zhì)、脂肪、糖類等。食品加工行業(yè)應(yīng)用案例環(huán)保領(lǐng)域在環(huán)保領(lǐng)域中，分離工程被廣泛應(yīng)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(shù)對(duì)廢氣中的有害物質(zhì)進(jìn)行去除；通過(guò)沉淀、過(guò)濾等手段對(duì)廢水進(jìn)行凈化；采用焚燒、熱解等方法對(duì)固廢進(jìn)行減量化處理。新材料領(lǐng)域在新材料制備過(guò)程中，常常需要利用分離工程手段對(duì)原料進(jìn)行提純和精制。例如，通過(guò)蒸餾、萃取等方法從混合物中提取目標(biāo)組分；利用色譜、電泳等技術(shù)對(duì)目標(biāo)組分進(jìn)行進(jìn)一步純化和分離。能源領(lǐng)域在能源領(lǐng)域中，分離工程被應(yīng)用于石油、天然氣等能源的開(kāi)采和加工過(guò)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(shù)對(duì)天然氣中的雜質(zhì)進(jìn)行去除和提純。其他行業(yè)應(yīng)用案例06實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作指南掌握分離工程的基本原理和方法；熟悉實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理；學(xué)會(huì)操作實(shí)驗(yàn)裝置，掌握實(shí)驗(yàn)技能；培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。01020304實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵箝_(kāi)機(jī)前檢查檢查實(shí)驗(yàn)裝置是否完好，各部件是否連接緊密，電源是否接通；實(shí)驗(yàn)裝置包括分離塔、加熱器、冷卻器、泵、閥門、管道等；開(kāi)機(jī)操作啟動(dòng)加熱器、冷卻器和泵，調(diào)整實(shí)驗(yàn)參數(shù)；關(guān)機(jī)操作關(guān)閉加熱器、冷卻器和泵，清理實(shí)驗(yàn)裝置。分離操作觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；實(shí)驗(yàn)裝置和操作流程介紹記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的溫度、壓力、流量等參數(shù)；數(shù)據(jù)記錄對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、計(jì)算和分析；數(shù)據(jù)處理根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析分離效果，評(píng)估實(shí)驗(yàn)裝置的性能。結(jié)果分析數(shù)據(jù)記錄、處理及結(jié)果分析方法實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)及安全防范措施010203嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度；實(shí)驗(yàn)前認(rèn)真預(yù)習(xí)，了解實(shí)驗(yàn)原理和操作步驟；實(shí)驗(yàn)注意事