環境工程原理複習

2022-04-27 17:57:05 字數 5067 閱讀 8216

一、名詞解釋

⒈物理量:由數值和計量單位兩部分表示出來,物理量=數值×計量單位。

⒉衡算系統:分析各種與質量傳遞和轉化有關的過程時,首先確定乙個用於分析特定區域,及衡算空間範圍。

⒊沉降分離:含有顆粒物的流體至於某種立場中,使顆粒與連續相的流體之間發生相對運動,沉降到器壁、器底或其他沉積表面,從而實現顆粒與流體的分離。

⒋臨界直徑:在旋風分離器中能從氣體中全部分離出來的最小顆粒直徑。用de表示。

⒌慣性沉降:由慣性力引起的顆粒與流線的偏離,使顆粒與障礙物上沉降的過程。

⒍過濾:分離液體和氣體非均勻相混合物的常用方法。

⒎吸收:依據混合氣體各組分在統一液體溶劑中的物理溶解度的不同,而將氣體混合物分離的操作過程。

⒏吸附分離:通過多孔固體物料與某一混合組分體系接觸,有選擇地使體系中的一種或多種組分附著於固體表面,從而實現特定組分分離的操作過程。

⒐萃取分離:在欲分離的原料混合液中加入一種或其不相溶或部分相溶的液體溶劑,形成兩相體系,在充分混合條件下,利用混合液中被分離組分在兩相中分配差異的性質,使該組分從混合液轉移到液體溶劑中,從而實現分離。

⒑反應速率:一般為單位時間單位體積反應層中該組分的反應量或生成量。

⒒當量直徑:不規則形狀顆粒的尺寸可以用與它的某種幾何量相等的球形顆粒的直徑表示。

⒔穿透點:當吸附區的下端達到床層底部時,出口流體的濃度急劇公升高,這時(穿透曲線)對應的點。(326)

⒕離子交換:通過固體離子交換劑中的離子和溶液中的離子進行等當量的交換來除去溶液中某些離子的操作。

⒖膜分離:是以具有選擇透過功能的薄膜為分離介質,通過在膜兩側施加一種或多種推力,是原料中的某組分選擇性地優先通過膜,從而到達混合物分離和產物的提取、濃縮、純化等目的。

轉化率:407.....

二、填空………

1.根據汙染物的不同,水汙染可分為物理性汙染、化學性汙染和生物性汙染三大類。

物理處理法:沉澱、離心分離、氣浮、過濾、反滲透、膜分離、蒸發濃縮等;

化學性汙染:中和法、化學沉澱法、氧化法、還原法、電解法、超臨界分離法、汽提法、吹脫髮、萃取法、吸附法等

生物處理法:好樣處理法、生態技術、厭氧處理法等

2.空氣淨化與大氣汙染控制技術可分為分離法和轉化法兩大類 。

3.環境淨化與汙染控制技術可分為隔離技術 、分離技術和轉化技術 。

隔離:將汙染物或汙染介質隔離,從而切斷汙染物向周圍環境的擴散途徑,防止汙染進一步擴大。

分離:利用汙染物與汙染介質或其他汙染物在物理性質或化學性質上的差異使其與介質分離,從而達到汙染物去除或**利用的目的。

轉化:利用化學反應或生物反應,使汙染物轉化成無害物質或易於分離的物質。

4.質量濃度: 單位體積混合物中某組分的a的質量;

物質的量濃度: 單位體積混合物中某組分的物質的量;

質量分數: 混合物中某組分的質量與混合物總質量之比;

摩爾分數:混合物中某組分的物質的量與混合物總物質的量之比;

質量比:混合物中某組分的質量與惰性組分質量之比;

摩爾比:混合物中某組分的物質的量與惰性組分物質的量之比;

流量:單位時間流過流動截面的流體體積 ;

流速:單位時間內流體在流動方向上流過的距離 。

5.沉降分離包括: 重力沉降、離心沉降、點沉降、慣性沉降和擴散沉降 。

重力沉降和離心沉降:利用分離顆粒與流體之間存在的密度差,在重力或離心力的作用下使顆粒和流體之間發生相對運動;

點沉降:將顆粒放在電場中使之帶電,在電場力作用下試顆粒與流體發生相對運動;

慣性沉降:指顆粒與流體運動時,流體守到障礙物作用,產生擾流,而顆粒由於慣性偏離流體;

擴散沉降:利用微小粒子布朗運動過程中碰撞在某種障礙物上,從而與流體分離。

6.等體積當量直徑,;等表面積當量直徑,;等表面積當量直徑:。

7.旋風分離器主要用於除去氣體中顆粒在以上的粉塵。反映旋風分離器的分離效能的主要指標臨界直徑和分離效率 ,其中分離效率又有兩種表示方式為總效率和分效率。

8.離心沉降機分為:⑴常速離心機:;⑵超速離心機:;⑶超高速離心機:。為分離因數。

9.過濾按過濾機理可分為表面過濾和深層過濾

⑴表面過濾:採用過濾介質的孔比過濾流體中的固體顆粒的粒徑小,過濾時固體顆粒被過濾介質截留,在表面積累成濾餅;

⑵深層過濾:由固體顆粒堆積而成的過濾介質層通常較厚,過濾通道長而曲折,過濾介質層的空隙大於待過濾流體中的顆粒物的粒徑。

10.在深層過濾中,流體中的懸浮顆粒隨流體進入濾料層進而被濾料層捕獲,該過程主要包括以下三個行為: 遷移行為、附著行為、脫落行為 。

11.吸收過程型別:

⑴按溶質和吸收劑之間發生的作用,可分為物理吸收和化學吸收 ;

物理吸收:在吸收劑中的溶解度大而被吸收;

化學吸收:溶質與吸收劑發生化學反應而被吸收。

⑵按混合氣體中被吸收組分的數目:可分為單組分吸收和多組分吸收 ;

⑶按吸收過程中溫度是否變化:可分為等溫吸收和非等溫吸收 。

12.物理吸收熱力學討論的主要問題是過程發生的方向、極限及推動力 。

13.相際傳質的助力全部集中在兩層停滯膜中 ,即雙助力模型。(選擇)

14.傳質總阻力包括氣模阻力和液膜阻力兩部分。

15.吸附平衡三理論:方程 、方程 、方程 。

在一定的平衡壓力下,隨著溫度公升高 , 吸附量減少 。

16.萃取劑的選擇原則應考慮一下幾方面: 選擇性 、物理性質、 化學性質、 **的難易 、其他指標 。

17.反應器一般有三種操作方式: 間歇操作 、 連續操作和半間歇操作 。

⑴間歇操作:沒有物料的輸入,也沒有物料的輸出,不存在物料的進與出;

⑵連續操作:物料連續輸入,連續輸出,時刻伴隨著物料的流動;

⑶半間歇操作:具有間歇操作和連續操作的某些特點。

三、問答題

迴圈反應器三種形式(474)

⑴將排出反應器的混合物的一部分不經過任何處理直接返送到入口處;

⑵在反應器出口設一分離裝置,將反應產物分離取出,只把未反應的物料送到反應器入口;

⑶在反應器出口設定菌體分離器,將反應產生的菌體濃縮,把濃縮後的菌體一部分或全部送到反應器。

雙膜理論(熟記270)

1、相互接觸的氣、液兩相流體間存在著穩定的相介面,相介面兩側分別有一層虛擬的氣膜和液膜,溶質分子以穩態的分子擴散連續通過這兩層膜;

2、在相介面處,氣、液兩相在瞬間即可達到平衡,介面上沒有傳質阻力,溶質在介面上兩相的組成存在平衡關係;

3、在膜層以外,氣、液兩相流體都充分湍動,不存在濃度梯度,組成均一,沒有傳質阻力;溶質在每一相中的傳質阻力都集中在虛擬的膜層內。

因此,相際傳質的阻力就全部集中在兩層膜中,故該模型又稱為雙阻力模型。

濃差極化現象指什麼?

當含有不同大小分子的混合液流動通過膜麵時,在壓力差作用下,混合液中小於莫孔的組分透過膜,而大於膜孔的組分被截留,這些被截留的組分在緊鄰膜表面形成濃度邊界層,使邊界層的溶質濃度大大高於主體溶液中的濃度,形成由膜表面到主體溶液之間的濃度差。濃度差的存在導致緊靠膜面的溶質方向擴散到主體溶液中,這就是濃差極化現象。

膜分離特點:

1、膜分離過程不發生相變,與其它相比能耗較低,能量的轉化率較高;

2、膜分離過程可以在常溫下進行,特別適於對熱敏感無知的分離;

3、不需要加入其他物質,節省化學藥劑,有利於不改變分離物質原有的特性;

4、在膜分離過程中,分離和濃縮同時進行,有利於**有價值的物質;

5、膜分離裝置簡單,可以實現連續分離,適應性強,操作簡單且易容易實現自控。

離子交換速率的控制步驟:

⑴邊界水膜內的遷移;

⑵交聯網孔內的擴散;

⑶離子交換;

⑷交聯網內的擴散;

⑸邊界水膜內的遷移。(342頁)

離子交換速率的影響因素

⑴離子性質:包括化合價和離子大小;

⑵樹脂的交聯度:樹脂交聯度大,樹脂難以膨脹,樹脂網孔就小,離子在樹脂網孔內的擴散就慢;

⑶樹脂的粒徑:其對液膜擴散和孔道擴散都有影響;

⑷水中離子濃度:擴散依靠濃度梯度推動,離子濃度大小是影響擴散速率。

⑸溶液溫度:溫度公升高,溶液黏度降低,離子和水分子熱運動加劇,有利於離子交換速率。

⑹流速和攪拌速率:樹脂表面附近的水流紊動程度主要影響樹脂表面邊界水膜的厚度,從而影響液膜擴散。

萃取分離的特點

⑴在常溫下操作,無相變;

⑵萃取劑選擇適當可以獲得較高分離效率;

⑶對於沸點非常相近的物質可以進行有效分離。

離子交換樹脂的結構:

⑴固定部分:與骨架牢固結合,不能自由移動;

⑵活動部分:能在一定空間內自由移動,並與周圍溶液中的其他同性離子進行交換反應。

離子交換物理化學性質,選擇性,離子交換樹脂對不同離子親和力強弱反映。

常用吸附劑主要特性

⑴吸附容量大:吸附過程發生在吸附劑表面,吸附容量取決於吸附劑表面積大小;

⑵選擇性強;

⑶穩定性好:在較高溫度下解吸再生其結構不會發生太大的變化;

⑷適當的物理特性:具有良好的流動性和適當的堆積密度,對流體的阻力較小。

⑸價廉易得。(可能是填空題)

化學吸收特點

加快溶質傳質速率,增加吸收劑的吸收容量。溶質的氣相分壓只與溶液中物理溶解態的溶質平衡,因此,氣相分壓一定時,化學吸收可以吸收更多的溶質;溶質在液相擴散中途就發生反應而消耗,是擴散有效膜減少,傳質阻力減小,且介面液相濃度降低增加了傳質推動力,使化學傳質速率增加。

與重力沉降比,離心沉降有什麼特點?

⑴沉降方向不是向下,而是向外,即背離旋轉中心;

⑵離心力隨顆旋轉半徑變化而變化,而重力沉降則是不變的;

⑶離心沉降在數值上遠大於重力沉降,比重力沉降有效。

第十五章:反應動力學的解析方法:(527)

1:積分法,是首先假設乙個反應速率方程求出濃度隨時間變化的積分形式,然後把實驗得到的不同時間的濃度資料與之比較,若兩者相符,則認為假設的方程式是正確的。若不相符,可再假設另外乙個反應速率方程進行比較,直到找到合適的方程為止。

比較時一般把假設的反應速率方程線性化,利用作圖法進行,也可以進行非線性擬合。

2:微分法,是根據濃度隨時間的變化資料,利用**微分法或數值微分法計算出不同濃度是的反應速率,然後以反應速率與反應濃度的關係確定反應速率方程。

流化床反應的優缺點:

優點:1、熱能效率高,而且床內溫度易於維持均勻;2、傳質效率高;3、所用顆粒一般較小,可以減輕內擴散的影響,能有效發揮催化劑的作用;4、反應器的結構簡單。

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