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1、第三章非均相分离第1页，共21页，编辑于2022年，星期二由于转筒式真空过滤机为恒压操作，则有由于转筒式真空过滤机为恒压操作，则有 转鼓每转一周得到的滤液体积为：转鼓每转一周得到的滤液体积为：(V+VV+Ve e)2 2=KA=KA2 2(+(+e e)p 过滤时间过滤时间 为为:p 假设转鼓转速为假设转鼓转速为n n r/minr/min，则转一周的时间为则转一周的时间为:T T=60/=60/n n第2页，共21页，编辑于2022年，星期二按每小时计的滤液生产能力为：按每小时计的滤液生产能力为：若忽略滤布阻力，则若忽略滤布阻力，则e e=0=0、V Ve e=0=0，则上式简化为：则上式简
2、化为：第3页，共21页，编辑于2022年，星期二例例例例1 1 1 1、拟用一板框压滤机在拟用一板框压滤机在拟用一板框压滤机在拟用一板框压滤机在3kgf/cm3kgf/cm3kgf/cm3kgf/cm2 2 2 2压力下过滤某悬浮液，过压力下过滤某悬浮液，过压力下过滤某悬浮液，过压力下过滤某悬浮液，过滤常数滤常数滤常数滤常数K K K K为为为为710710710710-5-5-5-5m m m m2 2 2 2/s/s/s/s，q q q qe e e e0.015m0.015m0.015m0.015m3 3 3 3/m/m/m/m2 2 2 2，现要求每一操作周，现要求每一操作周，现要求每
3、一操作周，现要求每一操作周期得到期得到期得到期得到10m10m10m10m3 3 3 3滤液，滤液，滤液，滤液，过滤时间为过滤时间为过滤时间为过滤时间为0.5h0.5h0.5h0.5h，滤饼不可压缩，且滤饼，滤饼不可压缩，且滤饼，滤饼不可压缩，且滤饼，滤饼不可压缩，且滤饼与滤液体积比与滤液体积比与滤液体积比与滤液体积比VVVVc c c c=0.03m=0.03m=0.03m=0.03m3 3 3 3/m/m/m/m3 3 3 3。求：求：求：求：(1)(1)(1)(1)需要多大过滤面积；需要多大过滤面积；需要多大过滤面积；需要多大过滤面积；第4页，共21页，编辑于2022年，星期二求：求：求
4、：求：(2)(2)(2)(2)如果操作压力提高至如果操作压力提高至如果操作压力提高至如果操作压力提高至6kgf/cm6kgf/cm6kgf/cm6kgf/cm2 2 2 2，现有一台板框压滤机，每，现有一台板框压滤机，每，现有一台板框压滤机，每，现有一台板框压滤机，每个框的尺寸为个框的尺寸为个框的尺寸为个框的尺寸为635mm635mm25mm635mm635mm25mm635mm635mm25mm635mm635mm25mm，要求每个过滤周期得到的滤液要求每个过滤周期得到的滤液要求每个过滤周期得到的滤液要求每个过滤周期得到的滤液量仍为量仍为量仍为量仍为10m10m10m10m3 3 3 3，过
5、滤时间不超过过滤时间不超过过滤时间不超过过滤时间不超过0.5h0.5h0.5h0.5h，至少需要多少个滤框才能至少需要多少个滤框才能至少需要多少个滤框才能至少需要多少个滤框才能满足要求。满足要求。满足要求。满足要求。解：得到解：得到解：得到解：得到10m10m10m10m3 3 3 3滤液产生的滤饼为：滤液产生的滤饼为：滤液产生的滤饼为：滤液产生的滤饼为：第5页，共21页，编辑于2022年，星期二校核过滤时间是否不超过校核过滤时间是否不超过0.5h0.5h第6页，共21页，编辑于2022年，星期二 得过滤时间：得过滤时间：得过滤时间：得过滤时间：3030个滤框个滤框可满足要求可满足要求对不可压
6、缩滤饼，对不可压缩滤饼，K K与操作压力成正比，即：与操作压力成正比，即：第7页，共21页，编辑于2022年，星期二例例2 2 某厂用压滤机过滤某胶粘物料。恒压过滤某厂用压滤机过滤某胶粘物料。恒压过滤16min16min后，得滤液后，得滤液20L20L，继续过滤到，继续过滤到1h1h后，得滤液后，得滤液48L48L，此时滤框已被充满，停止操作，此时滤框已被充满，停止操作，再用再用15min15min进行洗涤、装卸。若每次过滤前于滤布表面覆盖一层助滤剂进行洗涤、装卸。若每次过滤前于滤布表面覆盖一层助滤剂（其厚度可忽略不计），则滤布阻力可降至原来阻力的（其厚度可忽略不计），则滤布阻力可降至原来阻力
7、的1/41/4，每次覆盖，每次覆盖操作需操作需3min3min。试问加助滤剂后过滤机的生产能力可提高百分之几？可认。试问加助滤剂后过滤机的生产能力可提高百分之几？可认为加助滤剂后过滤常数不变。为加助滤剂后过滤常数不变。第8页，共21页，编辑于2022年，星期二(1)(1)加助滤剂前的生产能力加助滤剂前的生产能力恒压过滤恒压过滤V V2 2+2vve=KA+2vve=KA2 220202 2+220Ve=KA+220Ve=KA2 216 (1)16 (1)48482 2+248Ve=KA+248Ve=KA2 260 (2)60 (2)(2)/(1)(2304+96Ve)/(400+40Ve)=6
8、0/16(2)/(1)(2304+96Ve)/(400+40Ve)=60/16Ve=14.89 L Ve=14.89 L 代入（代入（1 1）得得KAKA2 2=62.224 L=62.224 L2 2/min /min 生产能力生产能力48/(60+15)=0.64 L/min48/(60+15)=0.64 L/min 第9页，共21页，编辑于2022年，星期二(2)(2)加助滤剂后的生产能力加助滤剂后的生产能力Ve=14.89/4=3.723Ve=14.89/4=3.723V V2 2+2VVe=KA+2VVe=KA2 248482 2+2483.723=62.224+2483.723=6
9、2.224=42.77min=42.77min新工况的生产能力新工况的生产能力=48/=48/（42.77+15+342.77+15+3）=0.79 L/min=0.79 L/min生产能力提高（生产能力提高（0.790.790.640.64）/0.64=0.234/0.64=0.234即提高即提高23.4%23.4%第10页，共21页，编辑于2022年，星期二例例3 3：以某板框式压滤机在恒压条件下过滤含硅藻土的悬浮夜。过滤机的滤：以某板框式压滤机在恒压条件下过滤含硅藻土的悬浮夜。过滤机的滤框尺寸为框尺寸为81081025(81081025(mm)mm)，共有共有3737个框。已测出过滤常数
10、个框。已测出过滤常数K K=10=10-4 4m m2 2/s/s，q qe e=0.01m=0.01m3 3/m/m2 2，e e=1s=1s。若已知单位面积上通过的滤液量若已知单位面积上通过的滤液量为为0.150.15m m3 3/m/m2 2，所用洗水量为滤液量的所用洗水量为滤液量的1/51/5。求：。求：1)1)过滤面积和滤框内的总容量；过滤面积和滤框内的总容量；2)2)过滤所需的时间；过滤所需的时间；3)3)洗涤时间；洗涤时间；4)4)生产能力生产能力Q(tQ(td d=15min)=15min)。第11页，共21页，编辑于2022年，星期二解：解：1)1)过滤面积过滤面积 A=2L
11、BZ=20.810.8137=48.6mA=2LBZ=20.810.8137=48.6m2 2 滤框总容积滤框总容积 V Vz z=LB=LB Z=0.810.810.02537=0.607mZ=0.810.810.02537=0.607m3 3 2)2)过滤时间过滤时间 3)3)洗涤时间洗涤时间 4)4)生产能力生产能力 (q+qq+qe e)2 2=K(=K(+e e)(0.15+0.01)(0.15+0.01)2 2=10=10-4-4(+1)+1)=255=255s s w w=8 8(q+q(q+qe e)q)qw w/5K=8(0.15+0.01)0.15/(510/5K=8(0.
12、15+0.01)0.15/(510-4-4)=348s)=348s 第12页，共21页，编辑于2022年，星期二【例例】用用2626个框的个框的BMS20/635-25BMS20/635-25板框压滤机过滤每升水含板框压滤机过滤每升水含2525克颗粒的悬浮液克颗粒的悬浮液,过滤压力为过滤压力为3.39103.39105 5PaPa时，测得过滤时，测得过滤常数常数K K=1.67810=1.67810-4-4m m2 2/s,/s,q qe e=0.0217m=0.0217m3 3/m/m2 2。洗涤时，水温、。洗涤时，水温、压力与过滤时相同，其体积为滤液体积的压力与过滤时相同，其体积为滤液体积
13、的8 8。辅助操作。辅助操作时间为时间为15min15min。已知固体密度为。已知固体密度为2930kg/m2930kg/m3 3，湿滤饼密度为，湿滤饼密度为1930kg/m1930kg/m3 3。求板框压滤机的生产能力。求板框压滤机的生产能力。124第13页，共21页，编辑于2022年，星期二解：解：过滤面积过滤面积A=(0.635)2226=21m2 滤框总容积滤框总容积=(0.635)20.02526=0.262m3悬浮液悬浮液过滤过滤湿饼湿饼Vc滤液滤液V干饼干饼水水25g/1L水水125第14页，共21页，编辑于2022年，星期二悬浮液中每升水含悬浮液中每升水含25克颗粒克颗粒滤饼中
14、各量关系滤饼中各量关系解上述两个方程式得解上述两个方程式得126第15页，共21页，编辑于2022年，星期二代入恒压过滤方程式代入恒压过滤方程式过滤时间过滤时间对于板框压滤机对于板框压滤机127第16页，共21页，编辑于2022年，星期二洗涤时间洗涤时间生产能力生产能力128第17页，共21页，编辑于2022年，星期二【例例】用过滤面积为用过滤面积为0.04m0.04m2 2的小型板框压滤机恒压过滤含固的小型板框压滤机恒压过滤含固体体10%10%（质量）的滤浆，滤饼不可压缩，滤饼含水量（质量）的滤浆，滤饼不可压缩，滤饼含水量20%20%。过滤时间分别为过滤时间分别为0 0，38.2s38.2s
15、，114.4s114.4s时的滤液量分别为时的滤液量分别为0 0，0.004m0.004m3 3，0.008m0.008m3 3。若在相同条件下处理滤浆。若在相同条件下处理滤浆10 t/h10 t/h。需要多大的过滤面积？滤液密度为需要多大的过滤面积？滤液密度为1000kg/m1000kg/m3 3。96第18页，共21页，编辑于2022年，星期二解：解：将已知条件代入得将已知条件代入得解得解得97第19页，共21页，编辑于2022年，星期二10吨悬浮液中含液体：吨悬浮液中含液体：101000（1-0.1）/1000=9 m39m3的液体有一部分滞留在滤饼中，设滞留在滤饼中的液体有一部分滞留在滤饼中，设滞留在滤饼中的液体的液体x吨吨 计算得计算得 x=0.25 t=0.25m3 因此，滤液量因此，滤液量V为为 V=9-0.25=8.75m398第20页，共21页，编辑于2022年，星期二将恒压过滤方程将恒压过滤方程 变形为变形为 99第21页，共21页，编辑于2022年，星期二