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關于蒸餾與超重力精餾的過程解析
點擊次數:438 發布時間:2017-07-25
蒸餾是把液體加熱使其部分變成蒸氣,再使蒸氣冷凝成液體以除去其中所含雜質的過程。超重力精餾是利用混合物中各組分的揮發度不同,借助于多次部分氣化與部分冷凝,zui終使不同組分盡可能的完全分離的過程。蒸餾與精餾主要是氣液兩相間的傳熱與傳質過程,有些還伴有反應過程,以組分在兩相中的濃度偏離平衡濃度的程度來衡量傳質推動力的大小,以達到平衡為極限。因此,相律、相平衡關系,物料衡算與熱量衡算是分析蒸餾和精餾原理與建立數學模型的基礎。
蒸餾和超重力精餾的方法有簡單蒸餾(微分蒸餾)、平衡蒸餾(閃急蒸餾)、精餾、蒸汽蒸餾、真空蒸餾與特殊蒸餾等??梢蚤g歇操作也可連續操作。在有色金屬生產中以真空蒸餾與連續精餾應用zui廣。粗鋅經過超重力精餾可以制得99.99%的精鋅。粗四氯化鈦、粗四氯化硅都可通過精餾提純。應用真空蒸餾可以提純多種有色金屬,真空精煉鈹的純度可達到99.97%,海綿鈦、海綿鋯、堿金屬、堿土金屬及稀土金屬等都可通過真空蒸餾除去其中殘留的雜質。
真空蒸餾在電阻爐或感應爐中的蒸餾罐內完成。鋅蒸餾在平罐或豎罐中進行。精餾使用的設備有板式塔與填料塔。鋅的精餾是在碳化硅制的疊加的塔盤構成的精餾塔內完成。
蒸餾和精餾過程的解析計算包括確定組分間平衡、產品流量設備的尺寸與生產負荷。(1)確定組分間的平衡關系,兩元系的平衡方程為:
y=ax/1+(a-1)x
(2)確定產品的流量與組分,物料平衡方程是:
F=D+W
FxF=DxD+W
式中F、D、W分別為進料、出口冷凝液及殘液流率,k mol/s;x、y分別為液相、氣相中易揮發組分的分子分率,%。(3)確定設備的工藝尺寸,塔徑與塔高。(4)確定設備的生產負荷等。
提高熱力學效率與降低能耗,開發新結構設備,實現過程的動態學與自動控制;過程的數學模擬與zui優化,提高分離精度與生產能力等,是蒸餾與超重力精餾的研究方向。
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