化学工程手册 第17篇 吸附及离子交换PDF电子书下载

18.1 引言 1

符号说明、主要参考书 1

第一部分 吸附分离 1

(1)按膜的性质分类 1

18.1.2 膜的分类 1

18.1.1 膜的定义 1

(4)按膜的作用机理分类 2

(3)按膜的用途分类 2

(2)按膜的结构分类 2

18.1.3 膜的分离作用 3

(1)吸附分离过程的应用 4

17.1.1 吸附分离过程的应用及其循环操作 4

17.1 绪论 4

参考文献 4

(1)膜分离过程的历史 5

(2)吸附分离过程的循环操作 5

18.2 膜分离过程综述 5

18.2.1 膜分离过程的发展和现状 5

(2)膜分离的主要应用 7

17.1.2 吸附剂的种类和性能 8

(1)吸附剂的种类 8

18.2.2 各种膜分离过程的概述 8

(1)气体的渗透分离 8

(2)反渗透 9

(3)超滤 10

(4)渗析 10

(2)吸附剂的性能 10

(5)电渗析 11

(6)其他膜分离过程 11

18.2.3 膜分离过程的机理和传递模型 12

(1)以传递机理为基础 12

参考文献 13

17.2.1 吸附平衡和吸附热 14

17.2 吸附分离理论 14

(1)气相吸附平衡和吸附等温曲线 16

(2)以不可逆热力学为基础 17

18.2.4 合成膜的制备、性质和应用 22

(1)综述 22

(2)液相吸附平衡和吸附等温曲线 23

(2)合成膜的形成 26

(3)吸附热 27

(3)中空纤维素膜 28

(1)吸附速率 29

17.2.2 吸附速率及物质传递 29

符号表 30

(2)传质系数 31

参考文献 31

(1)分离机理 34

18.3 气体的膜分离过程 34

18.3.1 基础理论和主要参数 34

(2)扩散系数、渗透率、溶解度的测定和计算 36

参考文献 37

17.3 设计原理 39

17.3.1 多釜(段)连续式吸附分离 39

(1)接触方式和计算 39

(2)连续釜式吸附分离 40

18.3.2 影响气体渗透性的因素 41

(1)微孔膜 41

17.3.2 恒温下固定床吸附分离 41

(1)固定床吸附柱动力学 41

(2)非多孔膜 43

(2)线性平衡下的浓度分布 48

(3)吸附等温线对透过曲线的影响 51

17.3.3 不等温下固定床吸附分离 55

(1)固定床不等温吸附 55

18.3.3 气体分离膜 55

(1)气体分离膜需符合的主要要求 55

(2)几种高分子聚合膜 57

(2)不等温固定床吸附计算 57

(3)聚合物膜的改性 58

(4)非对称膜和复合膜 59

参考文献 60

17.4 过程设备和计算 61

17.4.1 固定床 61

(1)脱湿干燥 61

(5)多孔膜和液体载体形成的促进分离膜 62

(1)设备结构 63

18.3.4 气体膜分离工程设备 63

(2)操作流程和工艺计算 66

(3)污水处理 67

(2)溶剂回收 67

(4)流动相的流向 71

(1)移动床 75

17.4.2 移动床和多柱串联吸附柱 75

(1)工业气体中氧的回收 78

18.3.5 气体膜分离的应用 78

(2)空气中氧气的富集 80

(3)天然气中氦的提取 81

(2)多床层(塔节)串联吸附柱 82

(4)二氧化碳的分离 82

符号表 84

参考文献 85

17.4.3 变压吸附 86

(1)操作原理 86

附录 美国Westing house氦回收装置的假设性设计要点 86

(2)工艺流程 89

18.4 反渗透 90

18.4.1 基本理论和传递方程 90

(1)反渗透的基本原理 90

(2)渗透压 91

(3)变压吸附分离塔的计算 92

(3)浓差极化 93

17.4.4 流化床 93

(1)工艺流程 93

(2)过程计算 94

(4)反渗透速率方程 94

(5)A、DAM／K？.K的测定和推算 95

17.4.5 其它吸附分离方法 98

(1)色谱分离 98

(1)纤维素膜 98

18.4.2 反渗透膜的制备和性质 98

(3)参数泵吸附 100

(2)循环区吸附 100

参考文献 101

(2)聚酰胺膜 102

第二部分 离子交换 102

符号说明 102

名词浅释 103

主要参考书 103

17.5 概述 104

17.5.1 离子交换的基本原理 104

17.5.2 离子交换树脂的结构特征 104

17.5.3 离子交换树脂的基本性能 105

(1)含水量和密度 105

(3)复合膜 106

(2)粒度 106

(3)交联度 106

(4)溶胀变化 106

(5)交换容量 106

(4)其它反渗透膜 107

18.4.3 浓差极化和反渗透操作 107

(1)浓差极化的危害和控制 107

(6)选择性 107

17.5.4 离子交换剂的种类、牌号和特性 108

(1)离子交换树脂分类 108

(2)各种离子交换剂 108

(2.1)无机离子交换剂 108

(2.2)煤及其他天然有机物离子交换剂 108

(2.3)液体离子交换剂 108

(2.4)离子交换膜 108

(2.5)螯合离子交换树脂 108

(2)膜污染、老化的防治 108

18.4.4 反渗透膜组件 109

(1)板框式 109

(2)管式 110

(3)螺旋卷式 111

(4)毛细管式 111

(5)中空纤维式 111

(6)槽式 112

18.4.5 反渗透设备的设计 113

(1)基本方程 113

(2)流动体系的基本方程 114

(3)径向流动体系的基本方程 116

(2.6)吸附树脂 116

(1)离子的转换 116

17.5.5 离子交换的应用 116

(4)电解质与非电解质的分离——离子排斥法 117

(3)离子物质的浓缩 117

(2)杂质的去除 117

(6)催化作用 118

(5)性质相似物质的分级分离——离子交换层析法 118

17.6.6 离子交换在水处理中的应用 119

18.4.6 反渗透的应用 119

(1)苦咸水和海水淡化 119

(2)部分脱盐 120

(1)水的硬度 120

(2)纯水生产 121

(3)用离子交换脱盐制备纯水 121

参考文献 121

(3)低分子量水溶性组分的浓缩回收 122

17.6.2 离子交换的选择性及影响选择性的因素 123

(1)选择性系数 123

17.6 离子交换平衡 123

17.6.1 离子交换等温线 123

参考文献 125

符号表 125

18.5 电渗析 127

(2)影响选择性的因素 127

18.5.1 电渗析的基本理论 127

(1)电渗析的基本原理 127

(2)离子交换膜的选择透过机理 128

17.6.3 分配比和分离因数 128

(1)分配比或分配系数 128

(3)电渗析中的传递过程 129

(2)分离因数 129

17.6.4 离子交换平衡的实验通式 129

17.6.5 离子交换的多组分平衡 130

(4)基本传质方程 130

参考文献 131

(5)电极反应及电极电位 131

18.5.2 离子交换膜 132

(1)离子交换膜的种类 132

17.7 离子交换动力学 132

17.7.1 He1fferich判别式 132

(2)离子交换膜的性能 133

17.7.2 在同位素交换中颗粒扩散控制的交换速率 134

(1)颗粒扩散速率公式 134

(2)交换度和相对交换速率 134

17.7.3 在同位素交换中液膜扩散控制的交换速率 137

(1)无限浴条件 137

(2)有限浴条件 137

(2)交换速率公式 138

(1)Nernst-P1anck公式 138

17.7.4 在离子交换中颗粒扩散制的交换速率 138

17.7.5 在离子交换中液膜扩散控制的交换速率 139

17.7.6 离子交换速率通则和实验式 140

参考文献 141

17.8.1 设计前所需基本数据 142

(3)离子交换膜的制备 142

17.8 离子交换设计原理 142

17.8.2 间歇式离子交换 143

17.8.3 固定床离子交换 143

(1)透过曲线 143

(1)浓差极化和极限电流密度 143

18.5.3 浓差极化及其控制 143

(3)极限电流密度的测定 144

(2)WiIIson浓差极化公式 144

(4)浓差极化的危害和控制 144

(2)工作交换容量的确定 144

(5)膜的污染和中毒 145

(1)电渗析器的主要部件 146

18.5.4 电渗析器 146

(4)柱的理论塔板有效高度和有效塔板数 146

(3)透过比，T 146

(5)单一组分取代过程柱的利用率 147

(6)设计计算实例 147

(2)电渗析器的组装 148

(4)电渗析器的能耗 149

(3)电渗析脱盐的流程 149

(7)再生过程和条件的选择 149

(1)操作参数的确定 151

18.5.5 电渗析系统设计 151

(8)树脂床的水头损失△P的计算 151

(9)每次循环周期所需时间 152

(2)反应区的离子交换速率 153

(1)Avco系统的过程性能分析 153

17.8.4 连续式移动床的计算 153

(10)固定床离子交换设计的基本数据 153

(3)操作图和操作参数 154

(3)设计过程 154

(2)膜面积的计算 154

(4)设计上的考虑 155

(1)透过曲线方程式 156

17.8.5 离子交换色层分离 156

18.5.6 电渗析的应用 157

(2)洗提曲线方程式 157

(1)苦咸水和海水淡化 157

(2)纯水制备 158

(3)交换柱的分离效能——分离产物的纯度 158

(3)海水浓缩制造食盐 159

(4)废水处理 159

(4)色层分离中最优化操作条件的选择 159

(5)在化工、食品、制药生产中的应用 160

符号表 161

参考文献 161

(1)混合床的交换平衡 161

17.8.6 混合床制备去离子水的设计计算 161

(2)混合床去离子过程的速率公式 162

(3)出水质量与树脂利用率 162

18.6.1 基本理论 163

18.6 超滤 163

(1)超滤的基本原理 163

(4)混合床去离子的性能 163

(2)超滤过程的基本特性 163

(4)透过速率方程 164

(3)传质系数 164

17.9 离子交换的过程和装置 165

17.9.1 间歇式离子交换过程和装置 165

17.9.2 柱式固定床离子交换单元装置 166

(1)惯用的交换与再生顺流过程 166

(2)逆流再生过程 166

18.6.2 超滤、微孔过滤和反渗透的比较 166

17.9.3 连续式的离子交换过程和装置 168

(1)移动床离子交换过程——Higgins系统 168

18.6.3 超滤膜的性质和制备 168

(3)国产双柱式流动床离子交换水处理装置的流程 169

(2)Asahi连续式离子交换过程 169

(4)Avco连续移动床离子交换系统 170

(1)超滤膜的性质 170

(2)超滤膜的制备 171

18.6.4 影响超滤效果的因素 172

(1)超滤(透过)速率 172

17.9.4 混合床的离子交换过程 172

17.9.5 一个制备纯水的流程 173

17.9.6 一个回收铀的流程 173

(2)膜的寿命 173

(3)膜的清洗和消毒 174

18.6.5 超滤设备和流程 174

(1)设备 174

(2)流程 174

17.9.7 电镀厂废水回收铬的流程 174

17.9.10 离子交换单元的经济评价 175

17.9.9 离子交换树脂的污损和处理 175

17.9.8 离子交换系统的测量和控制 175

(3)超滤的费用估算 175

参考文献 176

附录 离子交换的计算转换表 176

18.6.6 设计计算 176

(1)计算方法 176

(2)基础数据 177

18.6.7 超滤的应用 179

(1)食品、制药工业中的应用 179

(2)废水处理 181

符号表 183

参考文献 184

18.7 液体的渗透汽化 186

18.7.1 基本原理和传递模型 186

(1)纯液体的渗透汽化 186

(2)液体混合物的渗透汽化 187

(3)以化学位梯度为传质推动力，且膜中扩散系数不随浓度而变化的简化情况 188

(4)膜内扩散系数与浓度有关，且考虑过程中的伴生现象 189

18.7.2 渗透汽化过程的特点 190

18.7.3 分离过程的影响因素 191

(1)温度的影响 191

(2)膜下游侧压力的影响 191

(3)液体混合物组分间的相互作用对渗透流速的影响 193

(4)渗透液体和高分子膜性质的影响 193

18.7.4 渗透汽化过程所用的膜 199

(1)均相膜 199

(3)复合膜 200

(2)非对称性膜 200

18.7.5 设备计算与操作 201

(1)实验室装置和操作 201

(2)分离装置的计算 201

18.7.6 渗透汽化膜分离过程的应用 205

(1)恒沸物的分离 205

(2)对于近沸点难分离物系的分离 206

(3)用渗透汽化法分离有机化合物 206

符号表 206