吸收化工分離工程鄧修吳俊生學(xué)習(xí)教案

2024-01-25吸收化工分離工程鄧修吳俊生學(xué)習(xí)教案目錄課程介紹與教學(xué)目標(biāo)吸收分離工程基礎(chǔ)吸收塔設(shè)備與設(shè)計(jì)操作條件與優(yōu)化控制常見(jiàn)問(wèn)題與解決方案實(shí)驗(yàn)操作與數(shù)據(jù)分析課程總結(jié)與拓展延伸01課程介紹與教學(xué)目標(biāo)課程背景及意義01化工分離工程是化學(xué)工程領(lǐng)域的重要分支，涉及物質(zhì)的分離、純化和回收等關(guān)鍵技術(shù)。02隨著化工行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)高效、節(jié)能、環(huán)保的分離技術(shù)需求日益迫切。吸收分離作為化工分離的重要手段之一，具有廣泛的應(yīng)用前景和重要的實(shí)際意義。0302030401教學(xué)目標(biāo)與要求掌握吸收分離的基本原理、方法和技術(shù)。熟悉吸收劑的選擇、吸收過(guò)程的優(yōu)化和操作條件的控制。了解吸收分離在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用實(shí)例和發(fā)展趨勢(shì)。具備運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。教材及參考書目教材《化工分離工程》，鄧修、吳俊生編著，化學(xué)工業(yè)出版社。參考書目《化工原理》、《化工熱力學(xué)》、《化工傳遞過(guò)程》等相關(guān)教材，以及吸收分離領(lǐng)域的學(xué)術(shù)論文和技術(shù)報(bào)告。02吸收分離工程基礎(chǔ)利用混合物中各組分在吸收劑中的溶解度差異，實(shí)現(xiàn)組分的分離。吸收分離原理根據(jù)吸收劑和混合物中組分的性質(zhì)，可分為物理吸收和化學(xué)吸收。吸收分離分類吸收分離原理及分類吸收劑選擇原則高溶解度、低揮發(fā)性、低粘度、化學(xué)穩(wěn)定性好、無(wú)毒無(wú)害等。吸收劑性質(zhì)對(duì)分離效果的影響溶解度、揮發(fā)性、粘度、表面張力等性質(zhì)直接影響吸收劑的吸收能力和分離效果。常見(jiàn)吸收劑類型水、有機(jī)溶劑、離子液體等。吸收劑選擇與性質(zhì)熱力學(xué)定律熱力學(xué)第一定律和第二定律在吸收過(guò)程中的指導(dǎo)作用，以及如何利用這些定律分析吸收過(guò)程的能量變化和效率。相平衡與溶解度相平衡原理在吸收過(guò)程中的應(yīng)用，以及如何利用相平衡數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)和優(yōu)化吸收分離過(guò)程。熱力學(xué)基本概念溫度、壓力、焓、熵等熱力學(xué)參數(shù)在吸收過(guò)程中的意義和應(yīng)用。吸收過(guò)程熱力學(xué)基礎(chǔ)03吸收塔設(shè)備與設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，適用于易溶氣體的吸收。噴淋塔具有較大的傳質(zhì)面積和較低的壓降，適用于處理量較大或難溶氣體的吸收。填料塔具有較好的操作彈性和較高的分離效率，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本較高。板式塔常見(jiàn)吸收塔類型及特點(diǎn)設(shè)計(jì)原則滿足工藝要求，保證操作穩(wěn)定；降低能耗和物耗，提高經(jīng)濟(jì)效益；確保設(shè)備安全可靠，符合環(huán)保要求。設(shè)計(jì)方法根據(jù)工藝條件和物性數(shù)據(jù)，選擇合適的塔型和結(jié)構(gòu)；進(jìn)行流體力學(xué)計(jì)算和傳質(zhì)性能分析，確定塔徑、塔高、填料類型及規(guī)格等關(guān)鍵參數(shù)；進(jìn)行設(shè)備選型和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提高設(shè)備效率和可靠性。吸收塔設(shè)計(jì)原則與方法設(shè)備選型與結(jié)構(gòu)優(yōu)化根據(jù)處理量、操作壓力、溫度等工藝條件，選擇合適的材質(zhì)、型號(hào)和規(guī)格的吸收塔設(shè)備。設(shè)備選型針對(duì)特定工藝條件和物性數(shù)據(jù)，對(duì)吸收塔內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，如改進(jìn)填料排列方式、增加分布器或收集器等，以提高傳質(zhì)效率和降低能耗。同時(shí)，考慮設(shè)備的可維護(hù)性和安全性，確保設(shè)備的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。結(jié)構(gòu)優(yōu)化04操作條件與優(yōu)化控制溫度溫度是影響分離效果的重要因素之一。在吸收過(guò)程中，適當(dāng)提高溫度有利于吸收劑的擴(kuò)散和傳質(zhì)，但溫度過(guò)高可能導(dǎo)致吸收劑揮發(fā)，降低分離效果。壓力壓力對(duì)吸收過(guò)程的平衡常數(shù)和傳質(zhì)速率都有影響。在高壓下，吸收劑的溶解度增加，有利于吸收過(guò)程的進(jìn)行。然而，過(guò)高的壓力可能導(dǎo)致設(shè)備投資和操作成本增加。物料性質(zhì)物料的物理和化學(xué)性質(zhì)，如密度、粘度、表面張力等，對(duì)分離效果也有顯著影響。這些性質(zhì)決定了物料在設(shè)備內(nèi)的流動(dòng)和傳質(zhì)行為，從而影響分離效果。操作條件對(duì)分離效果影響操作條件優(yōu)化通過(guò)調(diào)整溫度、壓力等操作條件，使分離過(guò)程達(dá)到最佳狀態(tài)?？梢圆捎脤?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、模擬計(jì)算等方法進(jìn)行優(yōu)化。先進(jìn)控制技術(shù)應(yīng)用引入先進(jìn)控制技術(shù)，如自適應(yīng)控制、預(yù)測(cè)控制等，提高分離過(guò)程的穩(wěn)定性和效率。設(shè)備改進(jìn)與選型針對(duì)特定分離任務(wù)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)或選型，以提高分離效果。例如，選用高效填料、優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)等。優(yōu)化控制策略與方法案例二某石化企業(yè)應(yīng)用先進(jìn)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了分離過(guò)程的自動(dòng)化和智能化，顯著降低了能耗和人力成本。案例三某研究機(jī)構(gòu)針對(duì)特定分離任務(wù)，開(kāi)發(fā)了一種新型高效填料，大幅提高了分離效率和設(shè)備產(chǎn)能。案例一某化工廠采用吸收法分離氣體混合物，通過(guò)優(yōu)化操作條件，成功提高了產(chǎn)品純度和收率。實(shí)際操作案例分析05常見(jiàn)問(wèn)題與解決方案ABCD常見(jiàn)故障類型及原因設(shè)備泄漏由于密封件老化、松動(dòng)或損壞，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。設(shè)備堵塞長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢、雜質(zhì)堆積，造成管道或閥門堵塞。分離效果差操作參數(shù)設(shè)置不當(dāng)、設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞或原料性質(zhì)變化等原因，導(dǎo)致分離效果不達(dá)標(biāo)。儀表失靈由于儀表?yè)p壞、電源故障或信號(hào)傳輸問(wèn)題，導(dǎo)致儀表無(wú)法正常顯示或控制。設(shè)備泄漏定期檢查密封件，及時(shí)更換損壞的密封件；加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)，確保密封件處于良好狀態(tài)。設(shè)備堵塞定期清洗設(shè)備內(nèi)部，去除結(jié)垢和雜質(zhì)；加強(qiáng)原料預(yù)處理，減少雜質(zhì)進(jìn)入；在關(guān)鍵部位設(shè)置過(guò)濾裝置，防止堵塞。分離效果差調(diào)整操作參數(shù)，優(yōu)化工藝條件；檢查設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)，修復(fù)或更換損壞部件；對(duì)原料進(jìn)行預(yù)處理，降低雜質(zhì)含量。儀表失靈檢查儀表電源和信號(hào)傳輸線路，確保正常供電和信號(hào)傳輸；更換損壞的儀表部件；定期對(duì)儀表進(jìn)行校準(zhǔn)和維護(hù)。故障診斷與排除方法定期維護(hù)保養(yǎng)按照廠家推薦的保養(yǎng)周期對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，確保設(shè)備處于良好狀態(tài)。建立故障檔案對(duì)每次故障進(jìn)行詳細(xì)記錄和分析，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，為后續(xù)故障預(yù)防和處理提供參考。操作規(guī)范培訓(xùn)對(duì)操作人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，提高操作技能和安全意識(shí)，減少人為因素導(dǎo)致的故障。加強(qiáng)日常巡檢定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行全面檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理潛在問(wèn)題。預(yù)防措施及維護(hù)保養(yǎng)建議06實(shí)驗(yàn)操作與數(shù)據(jù)分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)操作，掌握化工分離工程中的基本原理和方法，了解不同分離技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技能和數(shù)據(jù)分析能力。實(shí)驗(yàn)步驟準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材和試劑，熟悉實(shí)驗(yàn)裝置和操作流程。按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的要求，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行討論和總結(jié)，提出改進(jìn)意見(jiàn)和建議。實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮筒襟EVS使用精密測(cè)量?jī)x器對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量和記錄，如溫度、壓力、流量、濃度等。數(shù)據(jù)處理對(duì)采集到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分類和統(tǒng)計(jì)分析，采用合適的數(shù)學(xué)方法和計(jì)算工具對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，如平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、回歸分析等。數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集和處理方法根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和處理結(jié)果，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和解釋，比較不同分離技術(shù)的效果差異，探討影響分離效果的關(guān)鍵因素。結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論知識(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行深入討論，分析實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題和不足，提出改進(jìn)和優(yōu)化建議。同時(shí)，可以與其他同學(xué)或老師進(jìn)行交流和討論，分享經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解，促進(jìn)學(xué)術(shù)交流和合作。結(jié)果分析結(jié)果討論結(jié)果分析和討論07課程總結(jié)與拓展延伸01包括蒸餾、吸收、萃取、結(jié)晶等分離方法的基本原理和適用范圍?；し蛛x過(guò)程的基本原理02詳細(xì)介紹了各種化工分離設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理及操作要點(diǎn)，如蒸餾塔、吸收塔、萃取塔等?；し蛛x設(shè)備的結(jié)構(gòu)和操作03探討了如何通過(guò)優(yōu)化操作條件和控制策略來(lái)提高化工分離過(guò)程的效率和經(jīng)濟(jì)性?；し蛛x過(guò)程的優(yōu)化與控制課程重點(diǎn)回顧知識(shí)拓展和延伸方向討論如何利用人工智能、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)化工分離過(guò)程的智能化和自動(dòng)化，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。化工分離過(guò)程的智能化與自動(dòng)化介紹近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新型化工分離技術(shù)，如膜分離、超臨界流體萃取等，并分析其在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用前景。新型化工分離技術(shù)的研究與應(yīng)用探討化工分離過(guò)程與化學(xué)工程、環(huán)境工程、生物工程等相關(guān)學(xué)科的交叉融合，以及在這些領(lǐng)域中的應(yīng)用?；し蛛x過(guò)程與其他學(xué)科的交叉融合對(duì)未來(lái)學(xué)習(xí)和工作的建議深入學(xué)習(xí)化工分離領(lǐng)域的前沿技術(shù)關(guān)注國(guó)內(nèi)外最新的研究成果和技術(shù)動(dòng)態(tài)，積極學(xué)習(xí)并掌握先