化工原理学：第12章 其他传质分离方法.pdf

12 第 章 其他传质分离方法 12.1 结晶 12.1.1 概述 1 （）结晶操作类型 ①溶液结晶——溶液中析出固态结晶，如海水制 盐。 ②升华结晶——气相中析出结晶，如雪。 ③熔融结晶——熔融物中析出固态结晶， 如混合二甲苯制对二甲苯。 ④反应沉淀——液相反应，如Fe O 磁粉， 2 3 气相反应，如TiO2钛白粉。 雾凇 2 （）结晶操作特点 ①分离高纯度晶体，如单晶硅。 ②共沸物、热敏性物质的分离，如邻、对硝基苯。 ③结晶热小，能耗比精馏低。 3 （）对产物要求 ①产物纯度高。 ②适当的粒度、粒度分布窄。 ( ) ③晶形针形、片状、棒状等 。 4 （）晶系 晶格——晶体微观粒子几何排列规则的最小单元。 —— 晶系 按晶格结构分类，同一物质，条件不同，可 属不同晶系。 6.2.2溶解度及溶液过饱和 1 （）溶解度曲线 状态：饱和溶液C=C* 不饱和溶液CC* 过饱和溶液CC* ( ) 超溶解度曲线 开始析出晶核 第一介稳区，加入晶种才会结晶； ， ， 。 2 （）过饱和度表示方法 过饱和度ΔC=C-C* 过饱和度比S=C/C* 相对过饱和度δ=ΔC/C* 3 （）形成过饱和状态的方法 ( ) ①降低温度冷却结晶 ( ) ②溶液浓缩 蒸发 选用哪种合适，看溶解度曲线形状 真空自蒸发：两者兼有。 12.1.3 结晶机理与动力学 1 （）结晶的两个阶段：晶核生成、晶体成长。 成核机理： , ΔC ①初级均相成核 较大时自发生成，不宜采用。 ②初级非均相成核，外来物诱导生成，步骤多。 ③二次成核，已有晶体的破碎。 2 （）结晶速率 dN r K Cm 3 ①成核速率 核 核 1/m s dt dL ②晶体成长速率r K Cn m/s 长 dt 长 r m2,n=1~2 核 Cmn ∵ ∴ r 长 ΔC大，有利于成核; ΔC小，有利于晶体成长。 12.1.4 结晶过程的物料和热量衡算 —— 结晶热 生成单位质量溶质晶体所放热量 溶解热——单位溶质晶体在溶剂中溶解所吸热量 ( )( ) 易测 无限稀释 ≈- 结晶热 溶解热 1 （）物料衡算 溶质: Fw =mw +(F- W-m)w 1 2 3 w 100% 注： 不一定为