什么是化工单元操作

化工生产由物理过程和化学过程两类过程构成。将前、后处理过程按其操作目的的不同划分为若干个单元,称之为单元操作。每一个单元操作完成一个特定的任务。化工生产过程是由若干个单元操作和化学反应过程构成的一个整体。

化工单元操作

1.单元操作分类

各种单元操作根据不同的物理化学原理,采用相应的设备,达到各自的工艺目的。对于单元操作,可从不同角度加以分类。根据各单元操作所遵循的规律,将其划分为如下类型:

(1)遵循流体动力学基本规律的单元操作,包括流体输送、沉降、过滤、物料混合(搅拌)。

(2)遵循热量传递基本规律的单元操作,包括加热、冷却、冷凝、蒸发等。

(3)遵循质量传递基本规律的单元操作,包括蒸馏、吸收、萃取、吸附、膜分离等。从工程目的来看,这些操作都可将混合物进行分离,故又称之为分离操作。

(4)同时遵循热、质传递规律的单元操作,包括气体的增湿与减湿、结晶、干燥等。

另外,还有热力过程(制冷)、粉体工程(粉碎、颗粒分级、流态化)等单元操作。

2.单元操作特点

(1)物理过程。

(2)同一单元操作在不同的化工生产中遵循相同的过程规律,但在操作条件及设备类型(或结构)方面会有很大差别。

(3)对同样的工程目的,可采用不同的单元操作来实现。

3.单元操作的发展趋势

随着新产品、新工艺的开发或为实现绿色化工生产,对物理过程提出了一些特殊要求,又不断地发展出新的单元操作或化工技术,如膜分离、参数泵分离、电磁分离、超临界技术等。同时,以节约能耗、提高效率或洁净无污染生产的集成化工艺(如反应精馏、反应膜分离、萃取精馏、多塔精馏系统的优化热集成等)将是未来的发展趋势。

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