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分離過程與設備的概之2



  1.1.2分離劑
  分離劑是分離過程的輔助物質或推動力。分離劑包括能量分離劑和質量分離劑。常見的分離劑如表1-1所示。
  表1-1常見的分離劑


能量分離劑

機械能(重力、離心力、壓力等)、光能、電能、磁能、熱量、冷量等

質量分離劑

溶劑、吸收液、吸附劑、交換樹脂、表面活性劑、酸、堿、化學反應物、過濾介質、助濾劑、膜、微生物等

  無論是用哪種形式的分離劑,廣義地說都是利用某種形式的能量,都會增加過程的費用,即操作費用。
  能量分離劑,無論是機械能、熱能還是冷能,大都是電能、光能或燃料能量的轉化形式。這些能量真正被用于分離過程的往往是只有其中的一部分,即有效利用部分。如蒸發過程中使溶劑吸熱汽化所需的能量,沉降過程中加速顆;蚴诡w粒具有一定的初始位能所需的能量。這部分能量與總能耗之比為能量的有效利用率,反映了過程或設備的性能之一。其余的能量被耗在熱、冷泄漏、加熱設備、磨擦損失(包括機械磨擦和流體磨擦損失)、加速輔助材料的運動(如離心機)等方面,有的甚至浪費在破壞作用上,如磨損等。但有些能量可以考慮回收,如溶劑蒸氣的熱能(可用來預熱物料或采用多效蒸發)、流體流動的能量(如旋流器出口流的能量)、物料的余熱等。有些能量有時是難于回收的,如機械運動件的動能,有時反而還需要能量停止機件的運動。
  質量分離劑,有時其使用可減少能量分離劑的用量,如助濾劑。但質量分離劑的使用除消耗材料(物質、能量)外,還可能產生污染。這個污染包括對產品的污染和對環境的污染兩個方面。
 。1)對產品的污染
 、. 產品污染,但不影響產品的質量,如洗礦等。
 、. 質量分離劑經過分離過程后,與產品不在同一物流內,如生物制品生產過程中通過助濾劑提取濾液。
 、. 質量分離劑與產品在同一物流內,經過進一步分離可以將分離劑與產品分離,如萃取過程中蒸發回收溶劑。
 、. 有時由于污染性,不能用質量分離劑,如產品是過濾上游物,如麩酸顆粒的過濾、納米材料的過濾脫水等。
 。2)對環境的污染
  有些質量分離劑不構成對產品的污染,但其排放對環境產生污染,如吸附劑、表面活性劑、過濾啤酒用的助濾劑、電場、磁場、微波等。



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