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1、固液分离概述第1页，本讲稿共27页液固分离液固分离主编：罗茜主编：罗茜副主编：余任焕副主编：余任焕 徐继润徐继润授课时间：授课时间：20122013学年第二学期学年第二学期主讲教师：温瑞主讲教师：温瑞 2013.2.20第2页，本讲稿共27页什么是固液分离？定义：固液分离(solid-liquid separation)是指把固液混合物中的不溶物质和液体通过某种方式分离。应用：此技术广泛应用工业和民用各领域的不同工艺过程。第3页，本讲稿共27页固液分离的目的回收有价的固相回收有价的液相同时固收固相和液相不回收任何一相第4页，本讲稿共27页什么是固相？液相？狭义的固相：指有一定体积和形状的颗粒，
2、包括弹性体和塑性体。广义的固相：还包括诸如酒糟、糖渣、蛋白酶等。液相：包括水、有机液体等牛顿流体及非牛顿流体。第5页，本讲稿共27页扩展内容：弹性体elastic body 定义：定义：在外力作用下，内部各点的应变和应力一一对应，当外力除去后能恢复到原来状态的物体。（弹性体是一种性能独特的人造热可塑性弹性体，具有非常广泛的用途。）特点：良好的外观质感，触感温和，易着色，色调均一，稳定；耐一般化学品（水、酸、碱、醇类剂）；无需硫化即具有传统硫化橡胶之特性，节省硫化剂及促进剂等辅助原料。弱点：不耐高温，高温下绝缘性能变差、外形改变。第6页，本讲稿共27页弹性elasticity：材料在受力发生大变
3、形再撤出外力后迅速回复其近似初始形状和尺寸。第7页，本讲稿共27页橡胶与弹性体的历史背景橡胶与弹性体的历史背景 考古研究表明橡胶这种材料3500年前就被人类做成皮筋用来将石斧和手柄绑扎在一起、制成小球、实心或空心的人形小雕像。因橡胶这种材料是从南美洲三叶橡胶树割开树皮流出的白色浆液得到的被当地土著人称为“Cahuchu”，意为“树之眼泪”。第8页，本讲稿共27页1493-1496年哥伦布第二次来到南美洲，发现海地土著人用橡胶制成的小球具有高弹性，将其作为奇珍带回了欧洲。后来人们发现这些橡胶球能够擦除铅笔的痕迹，就给这种材料命名为“擦子”，英文就是“Rubber”了（英文“Rub”就是擦除擦掉的
4、意思）。这是的rubber就是指天然橡胶了。1839年美国人Goodyear发明了橡胶的硫化，就是使线形的橡胶大分子被交联成三维网络结构（不溶解可熔融）工艺方法，从而奠定了近代橡胶加工工业的基础。第9页，本讲稿共27页后来在研究天然橡胶分子结构的基础上，人类又相继发明了很多种聚合物与天然橡胶具有类似的高弹性，但是硫化工艺还是这些聚合物在加工中不可或缺的独特工艺，因而也称它们为橡胶，但在橡胶前加“合成”以与从天然植物中获得的橡胶相区别。第10页，本讲稿共27页但是在上个世纪70年代，出现了一种不需硫化而只需用简单塑料工艺即可加工的具有橡胶弹性的热塑性高分子材料，其分子结构和加工工艺特征与天然橡胶
5、和合成橡胶有明显的不同，再使用橡胶来命名已经不合适了。为了与一般的塑性体相区分，人们将这类高分子材料称为”elastomer”中文就是弹性体了。“elasticity和elastic”在英文中就是弹性和有弹性的意思。第11页，本讲稿共27页后来弹性体的含义在学术界得到了不断的扩展。在上个世纪九十年代，弹性体指热塑性弹性体和不能用硫黄硫化的各种特殊饱和橡胶（于清溪.橡胶原材料手册.化学工业出版社）。目前“弹性体”更扩展为具有弹性的聚合物的总称。第12页，本讲稿共27页塑性塑性塑性：是一种在某种给定塑性：是一种在某种给定载荷载荷下下,材料产材料产生永久变形的材料特性生永久变形的材料特性。第13页，
6、本讲稿共27页两相流范畴：固液分离属于两相流范畴，其中固体颗粒为分散相，连续状态的液相为分散介质。由于他们具有不同的物理性质，所以可以用机械方法将其分离。实现分离的基本要点：使固液两相间产生相对运动。第14页，本讲稿共27页固液分离按其工作原理可分为三类1、机械分离法：是利用机械力（重力、压力等）使水分与固体物料分离的方法，如沉淀浓缩、过滤、重力脱水和离心脱水等。2、加热法：利用热能使水汽化而与固体物料分离的方法，如干燥。3、物理化学分离法：利用吸水性化学品，如石灰、无水氮化钙等吸收固体物料的水分。第15页，本讲稿共27页机械分离法1、沉降：颗粒相对于流体（静止或运动）运动的过程称沉降分离。分
7、为重力沉降、离心沉降。2、过滤：流体相对于固体颗粒床层运动而实现固液分离的过程称过滤。分为重力过滤、离心过滤、加压过滤和真空过滤，也可分为恒压过滤、先恒速后恒压过滤。第16页，本讲稿共27页过滤第17页，本讲稿共27页终端过滤在传统过滤设备中，滤饼在成饼过程中不收干扰，悬浮液和固体颗粒均以过滤介质为流动终端，故称为终端过滤。特点：滤饼不断增厚，过滤阻力逐渐增大，过滤速率渐减。第18页，本讲稿共27页动态过滤机定义：是压力下的悬浮液在过滤介质上以流动状态连续增浓的过滤机。动态过滤机以压力作过滤推动力，但与一般加压过滤机不同。第19页，本讲稿共27页动态过滤机中悬浮液始终平行于过滤面流动,过滤介质表面不积存或只积存薄层滤渣，因而避免或减少了滤渣层所造成的过滤阻力。流动状态下的悬浮液浓度不断提高，最终排出过滤机的是尚能流动的悬浮液浓缩浆。优点：这种过滤机的过滤速度比过滤面积相同的板框压滤机高数倍，洗涤效果较好。第20页，本讲稿共27页固液分离方法的选择根据物料中水分的分布特性、含量和物料粒度大小等因素决定，考虑固液分离工艺的技术经济指标，使工艺过程合理且经济。第21页，本讲稿共27页第22页，本讲稿共27页第23页，本讲稿共27页第24页，本讲稿共27页第25页，本讲稿共27页第26页，本讲稿共27页第27页，本讲稿共27页