吸收化工分離工程鄧修吳俊生學習教案

2024-01-25吸收化工分離工程鄧修吳俊生學習教案目錄課程介紹與教學目標吸收分離工程基礎吸收塔設備與設計操作條件與優(yōu)化控制常見問題與解決方案實驗操作與數(shù)據(jù)分析課程總結與拓展延伸01課程介紹與教學目標課程背景及意義01化工分離工程是化學工程領域的重要分支，涉及物質的分離、純化和回收等關鍵技術。02隨著化工行業(yè)的快速發(fā)展，對高效、節(jié)能、環(huán)保的分離技術需求日益迫切。吸收分離作為化工分離的重要手段之一，具有廣泛的應用前景和重要的實際意義。0302030401教學目標與要求掌握吸收分離的基本原理、方法和技術。熟悉吸收劑的選擇、吸收過程的優(yōu)化和操作條件的控制。了解吸收分離在化工生產(chǎn)中的應用實例和發(fā)展趨勢。具備運用所學知識解決實際問題的能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和實踐能力。教材及參考書目教材《化工分離工程》，鄧修、吳俊生編著，化學工業(yè)出版社。參考書目《化工原理》、《化工熱力學》、《化工傳遞過程》等相關教材，以及吸收分離領域的學術論文和技術報告。02吸收分離工程基礎利用混合物中各組分在吸收劑中的溶解度差異，實現(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，可分為物理吸收和化學吸收。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、化學穩(wěn)定性好、無毒無害等。吸收劑性質對分離效果的影響溶解度、揮發(fā)性、粘度、表面張力等性質直接影響吸收劑的吸收能力和分離效果。常見吸收劑類型水、有機溶劑、離子液體等。吸收劑選擇與性質熱力學定律熱力學第一定律和第二定律在吸收過程中的指導作用，以及如何利用這些定律分析吸收過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程中的應用，以及如何利用相平衡數(shù)據(jù)預測和優(yōu)化吸收分離過程。熱力學基本概念溫度、壓力、焓、熵等熱力學參數(shù)在吸收過程中的意義和應用。吸收過程熱力學基礎03吸收塔設備與設計結構簡單，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，但結構復雜，制造成本較高。板式塔常見吸收塔類型及特點設計原則滿足工藝要求，保證操作穩(wěn)定；降低能耗和物耗，提高經(jīng)濟效益；確保設備安全可靠，符合環(huán)保要求。設計方法根據(jù)工藝條件和物性數(shù)據(jù)，選擇合適的塔型和結構；進行流體力學計算和傳質性能分析，確定塔徑、塔高、填料類型及規(guī)格等關鍵參數(shù)；進行設備選型和結構優(yōu)化，提高設備效率和可靠性。吸收塔設計原則與方法設備選型與結構優(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、型號和規(guī)格的吸收塔設備。設備選型針對特定工藝條件和物性數(shù)據(jù)，對吸收塔內部結構進行優(yōu)化設計，如改進填料排列方式、增加分布器或收集器等，以提高傳質效率和降低能耗。同時，考慮設備的可維護性和安全性，確保設備的長期穩(wěn)定運行。結構優(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。在吸收過程中，適當提高溫度有利于吸收劑的擴散和傳質，但溫度過高可能導致吸收劑揮發(fā)，降低分離效果。壓力壓力對吸收過程的平衡常數(shù)和傳質速率都有影響。在高壓下，吸收劑的溶解度增加，有利于吸收過程的進行。然而，過高的壓力可能導致設備投資和操作成本增加。物料性質物料的物理和化學性質，如密度、粘度、表面張力等，對分離效果也有顯著影響。這些性質決定了物料在設備內的流動和傳質行為，從而影響分離效果。操作條件對分離效果影響操作條件優(yōu)化通過調整溫度、壓力等操作條件，使分離過程達到最佳狀態(tài)?？梢圆捎脤嶒炘O計、模擬計算等方法進行優(yōu)化。先進控制技術應用引入先進控制技術，如自適應控制、預測控制等，提高分離過程的穩(wěn)定性和效率。設備改進與選型針對特定分離任務，對設備進行改進或選型，以提高分離效果。例如，選用高效填料、優(yōu)化設備結構等。優(yōu)化控制策略與方法案例二某石化企業(yè)應用先進控制技術，實現(xiàn)了分離過程的自動化和智能化，顯著降低了能耗和人力成本。案例三某研究機構針對特定分離任務，開發(fā)了一種新型高效填料，大幅提高了分離效率和設備產(chǎn)能。案例一某化工廠采用吸收法分離氣體混合物，通過優(yōu)化操作條件，成功提高了產(chǎn)品純度和收率。實際操作案例分析05常見問題與解決方案ABCD常見故障類型及原因設備泄漏由于密封件老化、松動或損壞，導致設備出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。設備堵塞長時間運行導致設備內部結垢、雜質堆積，造成管道或閥門堵塞。分離效果差操作參數(shù)設置不當、設備內部結構損壞或原料性質變化等原因，導致分離效果不達標。儀表失靈由于儀表損壞、電源故障或信號傳輸問題，導致儀表無法正常顯示或控制。設備泄漏定期檢查密封件，及時更換損壞的密封件；加強設備維護，確保密封件處于良好狀態(tài)。設備堵塞定期清洗設備內部，去除結垢和雜質；加強原料預處理，減少雜質進入；在關鍵部位設置過濾裝置，防止堵塞。分離效果差調整操作參數(shù)，優(yōu)化工藝條件；檢查設備內部結構，修復或更換損壞部件；對原料進行預處理，降低雜質含量。儀表失靈檢查儀表電源和信號傳輸線路，確保正常供電和信號傳輸；更換損壞的儀表部件；定期對儀表進行校準和維護。故障診斷與排除方法定期維護保養(yǎng)按照廠家推薦的保養(yǎng)周期對設備進行維護保養(yǎng)，確保設備處于良好狀態(tài)。建立故障檔案對每次故障進行詳細記錄和分析，總結經(jīng)驗教訓，為后續(xù)故障預防和處理提供參考。操作規(guī)范培訓對操作人員進行專業(yè)培訓，提高操作技能和安全意識，減少人為因素導致的故障。加強日常巡檢定期對設備進行全面檢查，及時發(fā)現(xiàn)并處理潛在問題。預防措施及維護保養(yǎng)建議06實驗操作與數(shù)據(jù)分析實驗目的：通過實驗操作，掌握化工分離工程中的基本原理和方法，了解不同分離技術的優(yōu)缺點及適用范圍，培養(yǎng)實驗技能和數(shù)據(jù)分析能力。實驗步驟準備實驗器材和試劑，熟悉實驗裝置和操作流程。按照實驗指導書的要求，進行實驗操作，記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。對實驗數(shù)據(jù)進行處理和分析，得出實驗結果。根據(jù)實驗結果，進行討論和總結，提出改進意見和建議。實驗目的和步驟VS使用精密測量儀器對實驗過程中的關鍵參數(shù)進行實時測量和記錄，如溫度、壓力、流量、濃度等。數(shù)據(jù)處理對采集到的實驗數(shù)據(jù)進行整理、分類和統(tǒng)計分析，采用合適的數(shù)學方法和計算工具對數(shù)據(jù)進行處理，如平均值、標準差、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)實驗數(shù)據(jù)和處理結果，對實驗結果進行分析和解釋，比較不同分離技術的效果差異，探討影響分離效果的關鍵因素。結合實驗結果和理論知識，對實驗現(xiàn)象和結果進行深入討論，分析實驗中存在的問題和不足，提出改進和優(yōu)化建議。同時，可以與其他同學或老師進行交流和討論，分享經(jīng)驗和見解，促進學術交流和合作。結果分析結果討論結果分析和討論07課程總結與拓展延伸01包括蒸餾、吸收、萃取、結晶等分離方法的基本原理和適用范圍?；し蛛x過程的基本原理02詳細介紹了各種化工分離設備的結構特點、工作原理及操作要點，如蒸餾塔、吸收塔、萃取塔等?；し蛛x設備的結構和操作03探討了如何通過優(yōu)化操作條件和控制策略來提高化工分離過程的效率和經(jīng)濟性。化工分離過程的優(yōu)化與控制課程重點回顧知識拓展和延伸方向討論如何利用人工智能、大數(shù)據(jù)等先進技術實現(xiàn)化工分離過程的智能化和自動化，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量?；し蛛x過程的智能化與自動化介紹近年來發(fā)展起來的新型化工分離技術，如膜分離、超臨界流體萃取等，并分析其在工業(yè)生產(chǎn)中的應用前景。新型化工分離技術的研究與應用探討化工分離過程與化學工程、環(huán)境工程、生物工程等相關學科的交叉融合，以及在這些領域中的應用?；し蛛x過程與其他學科的交叉融合對未來學習和工作的建議深入學習化工分離領域的前沿技術關注國內外最新的研究成果和技術動態(tài)，積極學習并掌握先