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1、 2 2净化连续相净化连续相 除除去去药药液液中中无无用用的的混混悬悬颗颗粒粒以以便便得得到到澄澄清清药药液液；将将结结晶晶产产品品与与母母液液分分开开；除除去去空空气气中中的的尘尘粒粒以以便便得得到到洁洁净净空空气气；除除去去催催化化反反应应原原料料气气中中的的杂杂质，以保证催化剂的活性等。质，以保证催化剂的活性等。3 3 3 3环境保护和安全生产环境保护和安全生产 近年来，工业污染对环境的危害愈来愈明显，近年来，工业污染对环境的危害愈来愈明显，利用机械分离的方法处理工厂排出的废气、废液，利用机械分离的方法处理工厂排出的废气、废液，使其浓度符合规定的排放标准，以保护环境；去使其浓度符合规定的
2、排放标准，以保护环境；去除容易构成危险隐患的漂浮粉尘以保证安全生产。除容易构成危险隐患的漂浮粉尘以保证安全生产。第1页/共38页三、非均相物系 分散相（或分散物质）：处于分散状态的物质，如：分散于流体中的固体颗粒、液滴或气泡；连续相（或分散介质）：包围着分散相物质且处于连续状态的流体，如：气态非均相物系中的气体；液态非均相物系中的连续液体。注意！注意！第2页/共38页四、分离 工业上按照连续相与分散相不同的物理性质来分离：机械分离机械分离依据分散相和连续相发生相对运动的方式来分类：筛分、沉降、过滤第3页/共38页3.2 颗粒及颗粒床层的特性一、颗粒的特性及描述-单一颗粒特性：大小（粒径）形状系
3、数比表面积球形颗粒 非球形颗粒 直径dp 当量直径，如体积当量直径 deV球形度 第4页/共38页二、颗粒床层的特性：1.床层空隙率：乱堆：0.470.702.床层比表面积：3.床层自由截面积：实际情况：存在壁效应壁面附近床层的空隙率总是大于床层内部的，较多的流体必趋向近壁处流过，使床层截面上流体分布不均匀；注意：当器壁尺寸颗粒尺寸，可以忽略。第5页/共38页三、筛分泰勒（Tyler）标准筛-其筛孔大小以每英寸长度筛网上的孔数表示，称为“目”。例如100目的筛即指每英寸筛网上有100个筛孔。目数越大，筛孔越小。筛网用金属丝制成，孔类似正方形。将几个筛子按筛孔从大到小的次序从上到将几个筛子按筛孔
4、从大到小的次序从上到下叠置起来，最底下置一无孔的盘下叠置起来，最底下置一无孔的盘-底盘。底盘。样品加于顶端的筛上，摇动或振动一定的时样品加于顶端的筛上，摇动或振动一定的时间。通过筛孔的物料称为间。通过筛孔的物料称为筛过物筛过物，未能通过，未能通过的称为的称为筛留物筛留物。筛留物的直径等于相邻两号。筛留物的直径等于相邻两号筛孔宽度的算术平均值，将筛留物取出称重，筛孔宽度的算术平均值，将筛留物取出称重，可得样品质量分率分布曲线。可得样品质量分率分布曲线。标准筛筛分第6页/共38页3.3 沉降分离一、重力沉降沉降：在某种力场中利用分散相和连续相之间的密度差异，使之发生相对运动而实现分离的操作过程。作
5、用力：重力重力沉降惯性离心力离心沉降据颗粒是否受干扰：自由沉降、干扰沉降浮力Fb 曳力FD质量力Fc颗粒在流体中沉降时受力第7页/共38页1 1、自由沉降极短，通常可以忽略;该段的颗粒运动速度称为沉降速度，用u0表示。加速段：等速段：-单个颗粒在无限流体中的降落过程；重力沉降速度：以球形颗粒为例 第8页/共38页 Re0=du0/1或2 层流区 如图3-2中的实线所示。-斯托克斯定律 第9页/共38页由于干扰作用，实际沉降速度由于干扰作用，实际沉降速度小于小于自由沉降速度。自由沉降速度。由于壁面效应，实际沉降速度由于壁面效应，实际沉降速度小于小于自由沉降速度。自由沉降速度。v 干扰沉降 v 非
6、球形颗粒的沉降 v 壁面效应 球形度越小，沉降速度越小球形度越小，沉降速度越小；颗粒的位向对沉降速度也有影响颗粒的位向对沉降速度也有影响。第10页/共38页2.重力沉降设备用于除去75 m以上颗粒用于除去510 m 颗粒第11页/共38页降尘室则表明，该颗粒能在降尘室中除去。思考思考1：为什么气体进入降尘为什么气体进入降尘室后，流通截面积要扩大？室后，流通截面积要扩大？思考思考2 2：为什么降尘室要做成扁平的？为什么降尘室要做成扁平的？结构：结构：除尘原理：除尘原理：为了增大停留时间。为了增大停留时间。第12页/共38页第13页/共38页降尘室思考思考3：要想使某一粒度的颗粒在降尘室要想使某一
7、粒度的颗粒在降尘室中被中被100%除去，必须满足什么条件？除去，必须满足什么条件？思考思考4：能够被能够被100%除去的最小颗粒，除去的最小颗粒，必须满足什么条件？必须满足什么条件？第14页/共38页降尘室思考思考2 2：为什么降尘室要做成扁平的？为什么降尘室要做成扁平的？可见，降尘室最大处理量与底面积、沉降速度有关,而与降尘室高度无关。故降尘室多做成扁平的。注注意意!降降尘尘室室内内气气体体流流速速不不应应过过高高，以以免免将将已已沉沉降降下下来来的的颗颗粒粒重重新新扬扬起起。根根据据经经验验，多多数数灰灰尘尘的的分分离离，可可取取u3m/s，较较易易扬扬起起灰灰尘的，可取尘的，可取u75
8、m以上颗粒-用于除去510 m 颗粒3.离心沉降设备第22页/共38页离心沉降设备旋风分离器：结构：结构：除尘原理：除尘原理：含尘气体以切线方向进入，速度为1225 m s-1，按螺旋形路线向器底旋转，接近底部后转而向上，成为气芯，然后从顶部的中央排气管排出。气流中所夹带的尘粒在随气流旋转的过程中逐渐趋向器壁，碰到器壁后落下，自锥形底落入灰斗（未绘出）。上部为圆筒形，下部为圆锥形。第23页/共38页一、概述过滤的概念过滤：利用能让液体通过而截留固体颗粒的多孔介质（过滤介质），使悬浮液中固液得到分离的单元操作。滤浆：过滤操作中所处理的悬浮液。滤液：通过多孔介质的液体。滤渣（滤饼）：被截留住的固体
9、物质。3.4 过滤第24页/共38页滤浆滤饼过滤介质滤液滤饼过滤第25页/共38页深层过滤 这种过滤是在过滤介质内部进行的，介质表面无滤饼形成。过滤用的介质为粒状床层或素烧（不上釉的）陶瓷筒或板。此法适用于从液体中除去很小量的固体微粒，例如饮用水的净化。第26页/共38页滤浆滤饼过滤介质滤液-推动力：重力、压力、离心力 滤饼过滤第27页/共38页工业用过滤介质主要有：棉、麻、丝、毛、合成纤维、金属丝等编织成的滤布。过滤介质：多孔性介质、耐腐蚀、耐热并具有足够的机械强度。滤浆滤饼过滤介质滤液滤饼过滤滤饼的压缩性：空隙结构易变形的滤饼为可压缩滤饼。第28页/共38页 使使用用时时，可可预预涂涂，也
10、也可可以以混混入入待待滤的滤浆中一起过滤。滤的滤浆中一起过滤。助滤剂能形成助滤剂能形成结构疏松结构疏松、而且几、而且几乎是不可压缩的滤饼。可乎是不可压缩的滤饼。可改善原滤改善原滤饼的可压缩性和过于致密的缺点。饼的可压缩性和过于致密的缺点。助滤剂：-是颗粒细小、粒度分布范围较窄、坚硬而悬浮性好 的颗粒状或纤维固体，如硅藻土、纤维粉末、活性 炭、石棉。滤浆滤饼过滤介质滤液滤饼过滤第29页/共38页二、过滤设备：过滤设备 第30页/共38页 固体流态化运用在粉粒状物料的输送、混固体流态化运用在粉粒状物料的输送、混合、加热或冷却、干燥、吸附、煅烧和气合、加热或冷却、干燥、吸附、煅烧和气 固固反应等过程
11、中。反应等过程中。一、什么是流态化？将大量固体颗粒悬浮于流动的流体之中，并在将大量固体颗粒悬浮于流动的流体之中，并在流体作用下使颗粒作翻滚运动，类似于液体流体作用下使颗粒作翻滚运动，类似于液体的沸腾，故称这种状态为固体流态化。的沸腾，故称这种状态为固体流态化。3.6 固体流态化第31页/共38页一、什么是流态化？此时流体的真正速度 u u0第32页/共38页二、流化床的两种形态 床内颗粒的分散状态和扰动程度平缓地加大，床层的上界面较为清晰。散式流化床：液固体系散式流化床：液固体系聚式流化床：气固体系聚式流化床：气固体系乳化相（密相）气泡相（稀相）两种不正常现象腾涌现象沟流现象第33页/共38页三、流化床的主要特性液体样特性：第34页/共38页小结沉降 设备：降尘室结构 公式（了解）：（Re2）降尘室：能100%去除的最小颗粒满足 气体处理能力与底面积呈正比，与高度无关。概念：自由沉降、沉降速度、影响沉降速度的因素斯托克斯公式第35页/共38页概念：滤浆、滤饼、过滤介质、滤液 过滤：第36页/共38页作业：复习概念Thank you for listening！第37页/共38页感谢您的观看！第38页/共38页