第三章机械分离和固体流态化.pptx

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1、1、混合物分类 3.0 概述a.均相物系：物系内部各处物料性质均匀，无相界面。如溶液、混合气体。需用传质分离方法进行分离。b.非均相物系：物系内部有明显的相界面，界面两侧 物料有不同的性质。如气固混合物、液固混合 物。用机械分离方法进行分离。2、连续相（分散介质）在非均相物系内，处于连续状态的物质，又称为分散介质。如气固混合物中的气体为连续相。3、分散相（分散物质）非均相物系内部，处于分散状态的物质，称为分散相，又称为分散物质。如气固混合物中的固体。第1页/共97页（1）回收有价值的分散物质（如气流夹带的催化剂颗粒）（2）净化分散介质以满足生产工艺要求（如催化反应原料气中带有的杂质，需要净化除

2、掉，以免降低催化剂效果）。（3）环境保护和安全生产。4、分离非均相混合物的目的：5、机械分离方法：利用非均相混合物中两相的物理性质（如密度、颗粒形状、尺寸等）的差异，使两相之间发生相对运动而使其分离。（1）沉降：当固体颗粒相对较大时采用。分为重力沉降和离心沉降。（2）过滤：一般分离液固混合物。第2页/共97页（3）袋滤：粒径1m左右。（4）电除尘：粒径1m以下。3.1 重力沉降一、沉降的概念1、沉降：在某种力的作用下，利用分散相与连续相间的密度差异，使之发生相对运动而实现分离的操作过程。当作用力为重力时，称为重力沉降；当作用力是惯性离心力时，称为离心沉降。3、干扰沉降：分散物质浓度相对较大，颗

3、粒间的作用力不能忽略，相互间受到干扰。对于干扰沉降速度的计算，可先计算自由沉降速度，再通过经验法则修正。2、自由沉降：分散物质浓度小，颗粒之间或颗粒与器壁之间的距离很大，使颗粒间互不影响。第3页/共97页二、沉降速度（指自由沉降）1、流体与颗粒间的相对运动方式：流体静止，颗粒运动；流体运动，颗粒静止；流体运动，颗粒运动，但两者速度不同，产生相对运动，沉降速度指的是相对运动速度。2、沉降速度 将单个球形颗粒置于静止的流体中，其受力情况如图所示：F浮F阻F重 开始，由于受力不平衡，颗粒沉降速度，为加速阶段（时间很短，可以忽略）；当受力达平衡时，颗粒作匀速运动，此时F F重F F浮F F阻，此匀速运

4、动速度即为沉降速度u ut t。第4页/共97页对于球形颗粒，各项力计算如下：第5页/共97页第6页/共97页将各项力的计算式带入F重F浮F阻，得：重力沉降速度计算通式 前已指出，阻力系数一般由实验测定，其测定结果见书上P145图3-2。图中s s球形度，球形颗粒：s1第7页/共97页图3-2 关系曲线 第8页/共97页对于球形颗粒曲线，按Ret值，大致分成三个区域：a.b.c.说明：阻力由两部分组成。一是由流体粘性引起的表面摩擦力；二是由湍流边界层分离引起的形体阻力。在滞流区，阻力以表面摩擦力为主，随Ret，粘性的影响，在湍流区，主要以边界层分离引起的形体阻力为主。第9页/共97页3 3、影

5、响沉降速度的的因素 当颗粒浓度较高时，颗粒间相互干扰。使大颗粒的实际沉降速度小于自由沉降速度；小颗粒的沉降速度增大。由于壁面效应，实际沉降速度小于自由沉降速度。在Stokes区，器壁的影响：（1）颗粒浓度（2）颗粒形状球形度越小，沉降速度越小；颗粒的位向对沉降速度也有影响。（3）器壁效应第10页/共97页三、沉降速度的计算1 试差法2 摩擦数群法已知：第11页/共97页 若要计算介质中具有某一沉降速度 ut 的颗粒的直径d，可先令 查 曲线图，可求直径 d，即第12页/共97页第13页/共97页已知：3 无因次数群判别法第14页/共97页4 由颗粒直径d选公式计算ut此法类似于3。第15页/共

6、97页第16页/共97页三、重力沉降设备1.降尘室 指借重力沉降从气流中分离出尘粒的设备。b要使颗粒能完全分离，则应满足：由此可见：降尘室的生产能力只与沉降面积及沉降速度有关，而与降尘室高度无关。故一般设计成扁平形，或在室内设置多层隔板。第17页/共97页构成多层降尘室。如图：对设置了对设置了n n层水平隔板的降尘室，其生产能力为：层水平隔板的降尘室，其生产能力为：（3-30a3-30a）第18页/共97页 降尘室的特点：多层降尘室虽能分离较细的颗粒且节省占地面积，但清灰比较麻烦。第19页/共97页 3.2 3.2 离心沉降离心沉降 处理方法与重力沉降相同，公式形式也相同，只是加速度不同。uT

7、切向速度，m/s第20页/共97页比较结论：离心沉降速度与重力沉降速度有相似的关系；重力沉降速度ut为常数，而离心沉降速度ur不为常数，受旋转速度uT和半径r的影响；离心沉降速度ur不是绝对值，而是绝对速度在径向上的分量，方向沿半径向外。对照重力场则根据受力平衡，可推出：aT离心加速度 平衡时颗粒在径向上相对于流体的运动速度u ur r便是它在此位置上的离心沉降速度：第21页/共97页二、离心分离因子Kc是离心分离设备的一个重要指标，要提高分离效率，可使r，nn。第22页/共97页三、离心沉降设备三、离心沉降设备 旋风分离器旋风分离器旋风分离器旋风分离器是利用惯性离心力的作用从气流中分离出尘粒

8、的设备。是利用惯性离心力的作用从气流中分离出尘粒的设备。如图所示为标准旋风分离器，各结构见图。其外旋流的上部是主如图所示为标准旋风分离器，各结构见图。其外旋流的上部是主要的除尘区。要的除尘区。1.1.结构 图上部为圆筒形，下部为圆锥形，对于标准旋风分离器各部分的尺寸比例为：h=D/2；B=D/4；D1=D/2；H1=2D；H2=2D；S=D/8；D2=D/4第23页/共97页 气流从上部进口进入，受器壁约束向下作螺旋运动。颗粒在惯性离心力作用下被抛向器壁，由于碰撞和摩擦作用，使其丧失动能，掉落于灰斗。净化后的气体在中心轴附近由下而上作螺旋运动，最后由顶部排气管排出。2.工作原理由上而下的螺旋形

9、气流外旋流；由下而上的螺旋形气流内旋流。内外旋流旋转方向相同，顺时针方向。但径向速度指向不同：外旋流指向中心，内旋流指向器壁。第24页/共97页几点假设：a假设气体速度uT恒定，且等于进口气速ui，ui=Vs/hB。b假设颗粒沉降过程中所穿过的气流的最大厚度等于进气口宽度B，即颗粒向器壁沉降距离为B。c假设颗粒沉降服从斯托克斯公式。s，旋转半径rm取平均值，rm=(R+re)/2。（1 1）临界直径临界直径dc：3.3.旋风分离器的性能定义：理论上能100%分离出来的最小颗粒的直径，用dc表示。很明显，dc,旋风分离器性能越好。其应满足：计算公式：第25页/共97页 由上式可知，有利于降低dc

10、的因素：减小旋风分离器直径D；降低旋风分离器的操作温度；提高操作流速ui；增大颗粒密度s；改变旋风分离器类型，增大有效圈数Ne。dc，分离效果更好，但有些因素有双重影响。第26页/共97页（2）旋风分离器的分离效率）旋风分离器的分离效率分离效率是衡量气流在旋风分离器内净化程度的指标。分离效率是衡量气流在旋风分离器内净化程度的指标。c1、c2 分分别别为为进进、出出口口气气体体中中颗粒的质量浓度颗粒的质量浓度(g/cm3)。ci1、ci2 分分别别为为进进、出出口口气气体体中中平平均均粒粒径为径为 di 的颗粒的质量浓度。的颗粒的质量浓度。g/cm3xi 为为进进口口气气体体中中粒粒径径为为 d

11、i 的的颗颗粒粒的的质质量分率。量分率。由由于于0 易测定，故故通通常常工工业业上上用用总总效效率率表表示示旋旋风风分分离离器器的的效效率率。但但它它不不能能表表明明旋旋风风分分离离器器对对各各种种不不同同尺尺寸寸粒子的分离程度。粒子的分离程度。a.总效率0：被旋风分离器除掉的总的颗粒质量占进口含尘气体中全部颗粒质量的分率。b.分效率pi（粒级效率）：入口气体中某一粒级di的颗粒被旋风分离器除掉的分率。第27页/共97页 粒级效率pi与粒径di的关系由实验测定，其测定结果常用曲线表示，称为粒级效率曲线。粒级效率曲线 第28页/共97页 总效率与总效率与设备的操作性能设备的操作性能及及颗粒的粒度

12、分布颗粒的粒度分布有关。有关。同一台设备、同样的操作条件和同样的颗粒进口浓度，同一台设备、同样的操作条件和同样的颗粒进口浓度，分离粗颗粒时的总效率远高于分离细尘粒。分离粗颗粒时的总效率远高于分离细尘粒。故粒级效率才能准确表达旋风分离器的工作性能。故粒级效率才能准确表达旋风分离器的工作性能。工程上更多地采用分割直径 d50（粒级效率为 50%的颗粒的直径）来评价旋风分离器的性能。该该参参数数可可以以更更多多地地反反映映旋旋风风分分离离过过程程特特征征，所所以以粒粒级效率采用级效率采用 d50 为基本量进行表达，即为基本量进行表达，即 第29页/共97页对标准旋风分离器下图为pid/d50曲线 p

13、i(d/d50)曲线只与旋风分离器的类型有关，与器大小无关。故用d50求pi比较方便。图图3-11 3-11 标准旋风分离器的标准旋风分离器的 曲线曲线 第30页/共97页(3)旋风分离器的阻力损失旋风分离器的阻力损失 p pf f旋风分离器的特点：流量大、压头低。旋风分离器的特点：流量大、压头低。摩擦阻力损失以及各个部位的局部阻力损失等。摩擦阻力损失以及各个部位的局部阻力损失等。有理论或半理论式，但工程上主要采用经验公式：有理论或半理论式，但工程上主要采用经验公式：阻阻力力系系数数 主主要要由由旋旋风风分分离离器器的的结结构构决决定定。同同一一结结构构型型式式、不不论论其其尺尺寸寸大大小小，

14、阻阻力力系系数数 接接近近定定值值。标标准准旋旋风分离器风分离器 8.0。入口气速入口气速，分离效率，分离效率，但阻力，但阻力，不经济。，不经济。压压降降一一般般控控制制在在 0.52kPa 左左右右(入入口口气气速速 1025m/s)，采采取取缩缩小小直直径径、多多台台并并联联的的方方式式满满足足分分离离效效率率与与大大流流量量的要求。的要求。第31页/共97页4、影响旋风分离器分离性能的因素（1）设备 D：D,dc,0,pf。设备高H：H,0,pf。排气管管径D1：D1,0,pf。（2）操作条件 ui,dc,0,pf。故适当提高流速有利于分离，但ui不宜过高，因为ui,导致涡流加剧，反而分

15、离效率，而且pf。（3）颗粒s,d,0;含尘浓度c:c,0（c，有利于颗粒的聚集）；c，pf（c，可抑制气体涡流）。第32页/共97页5 5、旋风分离器的结构和形式 为为提提高高旋旋风风分分离离器器的的分分离离效效率率和和降降低低压压强强降降，在在旋旋风分离器的设计时主要考虑以下两方面：风分离器的设计时主要考虑以下两方面：1)1)采用细而长的器身采用细而长的器身 2)2)减小涡流的影响减小涡流的影响 采采用用带带有有旁旁路路分分离离室室或或采采用用异异形形进进气气管管的的旋旋风风分分离器可以改善上涡流的影响。离器可以改善上涡流的影响。XLT/AXLT/A型型 XLP/BXLP/B型型 XLKX

16、LK型型(扩散式扩散式)第33页/共97页例：已知颗粒的分布情况如下：d di i(m)m)104040X Xi i(%)(%)10101010202020204040重60，离90，且沉降属于Stokes区，现改变流量，使V=0.5V，估计重=?离=?(假设首先分离大颗粒）6.6.旋风分离器的选用旋风分离器的选用 首首先先应应根根据据系系统统的的物物性性，结结合合各各型型设设备备的的特特点点，选定旋风分离器的类型；选定旋风分离器的类型；然然后后依依据据含含尘尘气气的的体体积积流流量量，要要求求达达到到的的分分离离效效率，允许的压力降计算决定旋风分离器的型号与个数。率，允许的压力降计算决定旋风

17、分离器的型号与个数。第34页/共97页解：由题意知，重力沉降分离的临界直径dc=30m，离心沉降分离的临界直径dc=10 m。重力沉降：第35页/共97页结论：u，离心沉降，重力沉降。解释：这是因为对于重力沉降,u，停留时间，故 ；离心沉降，uT（=ui），惯性离心力，故。第36页/共97页3.33.3过滤过滤 与沉降分离相比，过滤操作可使悬浮液的分离更迅速与沉降分离相比，过滤操作可使悬浮液的分离更迅速和彻底和彻底.一、过滤操作的基本概念过滤操作的基本概念1.过滤：利用能让液体通过而不让固体通过的多孔介质分离液固混合物的操作。如图所示：其中的多孔介质过滤介质；处理的混合液滤（料）浆；通过多孔介

18、质的液体滤液；截留的固体滤饼（滤渣）第37页/共97页实验室常见的过滤装置（一）实验室常见的过滤装置（一）右图为实验室中常用的重力过滤的装置，主要元件包括玻璃制的锥形漏斗和白色圆形滤纸。重力过滤第38页/共97页抽滤实验室常见的过滤装置（二）实验室常见的过滤装置（二）第39页/共97页2.2.过滤操作的推动力：重力、压力差、惯性离心力过滤操作的推动力：重力、压力差、惯性离心力a)a)饼层过滤饼层过滤：3.过滤的两种方式 悬浮液置于过滤介质的一侧，固体物沉积于介质表面而形成滤饼层。对于饼层过滤，并不要求颗粒的直径完全大于介质孔道的直径，因此在过滤之初时，一些小的颗粒会深入孔道，迅速的在孔道中发生

19、“架桥”现象，当“架桥”好后，细小颗粒也不能进入孔道而被截留于介质表面形成滤饼。很明显，过滤之初滤液会浑浊，但随着“架桥”现象的发生，滤液逐渐澄清。图图3-18 3-18 架桥现象架桥现象第40页/共97页要求：颗粒浓度高（体积含量1以上）。经历过程：架桥现象滤饼过滤特点：真正起过滤作用的主要是滤饼而不是过滤介质；以饼层阻力为主。b)b)深床过滤深床过滤（深层过滤）当流体流过过滤介质时，颗粒附着于过滤介质内部。特点：不形成滤饼；以介质阻力为主。要求：颗粒浓度低（体积含量0.1以下）；颗粒小。第41页/共97页 工业生产所处理的悬浮液固体颗粒浓度往往较高，属于饼层过滤，因此重点讨论饼层过滤。4.

20、过滤介质 要求：多孔性介质；有足够的机械强度；耐腐蚀、耐热、易得等。应用于食品和生物制品过滤的介质还应考虑无毒，不易滋生微生物，易清洗消毒等。工业用过滤介质主要有：织物介质：能截流颗粒的最小直径为565 m（多用于饼层过滤）.堆积介质：多种固体颗粒或非编织纤维(多用于深床过滤中)c)膜过滤包括微孔过滤（0.550 m)和超滤(0.0510 m)，可实现分子级过滤。第42页/共97页多孔性固体介质：如素瓷板或管、烧结金属等；能拦截直径为13 m的小颗粒。不可压缩滤饼不可压缩滤饼可压缩滤饼可压缩滤饼 当当滤滤饼饼两两侧侧的的压压力力差差增增大大时时，颗颗粒粒的的形形状状和和颗颗粒粒间间的的空空隙隙

21、不不会会发发生生明明显显变变化化，单单位位厚厚度度床床层层的的流流动阻力可视作恒定。动阻力可视作恒定。当当滤滤饼饼两两侧侧的的压压力力差差增增大大时时，颗颗粒粒的的形形状状和和颗颗粒粒间间的的空空隙隙会会有有明明显显的的改改变变，单单位位厚厚度度饼饼层层的的流动阻力随压力差增大而增大。流动阻力随压力差增大而增大。5 5、滤饼的压缩性和助滤剂、滤饼的压缩性和助滤剂第43页/共97页助滤剂：对于可压缩性滤饼，随着过滤过程的进行，阻力，故推动力，滤饼会变形，单位厚度饼层阻力，为了减少这种现象，常向滤饼中加入另一种物质，以形成疏松坚固的骨架，使滤液得以畅流，所加的物质称为助滤剂。本节主要讨论饼层过滤，

22、对于饼层过滤，起过滤作用的主要是滤饼，滤饼是由众多固体颗粒堆积成的床层。故首先讨论颗粒床层的特性。二、颗粒床层的特性1.单颗粒的特性 对颗粒床层流体通道有重要影响的单颗粒特性主要是颗粒的形状、体积V及表面积A。首先讨论特殊的球形颗粒。第44页/共97页A.球形颗粒球形颗粒各特性可用统一的参数颗粒直径d表示。B.非球形颗粒 以某种特性相当的球形颗粒代表，相应的球的直径称当量直径。第45页/共97页 描述颗粒特性的参数主要是颗粒的体积V、表面积A及比表面积a。等效的球形颗粒的当量直径de应能反应实际颗粒在这些方面的特性。因此相应定义不同的当量径。a.体积当量直径de：使当量球形颗粒的体积等于真实颗

23、粒 体积。b.表面积当量直径dS:使当量球形颗粒的表面积等于真实颗粒的表面积Sp。c.比表面积当量直径da：使当量球形颗粒的比表面积等于实际颗粒的比表面积a。第46页/共97页 显然，de，ds，da三者在数值上不等，但由各自的定义可推导出三者的关系。球形颗粒，s=1s=1；非球形颗粒，sdi,dpi 第51页/共97页如果相邻两号筛孔直径无限接近，则矩形数目无限增多，而每个矩形的面积无限缩小并趋近一条直线。将这些直线的顶点连接起来，可得到一条光滑的曲线，称为频率函数曲线。曲线上任一点的纵坐标 fi称为粒径为dpi 的颗粒的频率函数。频率函数曲线有两个重要特性：.在一定粒度范围内的颗粒占全部颗

24、粒的质量分率等于该粒度范围内频率函数曲线下的面积；原则上讲，粒度为某一定值的颗粒的质量分率为零。.频率函数曲线下的全部面积等于 1。分布函数与频率函数的关系第52页/共97页B.平均直径 虽然颗粒群有某种粒度分布，但为了简单起见，常用某当量直径代替。需指明，任何一个当量直径都不能全面代表一个分布函数，而只能在某一侧面与原分布函数等效。本章涉及的过滤，颗粒尺寸小，流体在颗粒内的流动很慢，故流动阻力主要由颗粒内固体表面积决定，而颗粒形状影响小（局部阻力小），所以以比表面积等效作为准则来确定颗粒群的平均直径。第53页/共97页式中：dpa-平均比表面积直径，m；xi-dpi粒径段内颗粒的质量分率第5

25、4页/共97页B.床层空隙率3.固定床的特性p140A.固定床：由众多颗粒堆积成的静止床层。定义：影响空隙率的因素：不同颗粒：不同填充方式：湿法填充振动填充湿法填充：先在设备内充以液体，再将颗粒倒入设备内，颗粒所受冲击力小，填充相对较松，相对较大。振动填充：设备受到振动的情况下将颗粒注入，因此填充相对较紧密，相对小一些。壁效应的影响第55页/共97页D.床层的比表面积床层的比表面积ab 单位体积床层（不是颗粒）具有的颗粒表面积。即单位体积床层（不是颗粒）具有的颗粒表面积。即颗粒与流体接触的表面积。颗粒与流体接触的表面积。当忽略颗粒之间接触面积的影响时，有：指颗粒碰到器壁而反弹，从而使分布不均匀

26、。靠近壁面附近的孔隙率大于中间的，这种情况对传热传质不利。C.床层的平均自由截面积A0定义：上式推导过程如下：第56页/共97页床层的比表面积也可用颗粒的堆积密度估算，即 颗粒的堆积密度颗粒的真实密度第57页/共97页三、流体通过固定床的流动目的：找流动阻力与流速的关系。1.流体通过颗粒床层的流动特点：流道曲折且相互交联，即流道不规则；对过滤而言，由于流道不规则，因而细小密集的颗粒对滤液的流动产生较大的阻力。2.阻力产生的原因：流道突变，流体对颗粒的碰撞。但对过滤而言，由于u很小，故这部分阻力很小，可以忽略。流体的内摩擦。了解了固定床的特点，知道阻力产生的原因及主要原因，可以采用数学模型法来解

27、决问题。第58页/共97页颗粒床层中不规则的通道长度 l、管径de的平行细管3.模型的建立：思路：用一组平行的细管代替复杂的不规则流道，如下图。对细管的要求：管道截面积=床层中孔的截面积管道总表面积=床层孔的表面积细管容积=床层孔容积。A1122第59页/共97页我们的目的是找pc与u的关系，因此就该用固定床的特性代替式中的u1，l，de。第60页/共97页K模型参数 对上述床层的简化处理只是一种假定，其有效性应通过实验检验。康采尼对此进行了实验研究，证明了模型的有效性，且确定出模型参数K5.0，称为康采尼常数。第61页/共97页1.1.过滤速率与过滤速度过滤速率dV/d：单位时间内获得的滤液

28、体积。m3/s,过滤速度u：指单位时间通过单位截面面积的滤液体积，m/s。即过滤速度是单位过滤面积上的过滤速率。用公式表示如下：四、过滤基本方程第62页/共97页2.2.滤饼的阻力rr滤饼的比阻滤饼的比阻1/m1/m2 2，反映了颗粒形状、尺寸及床层的空隙率对滤液流动的影响，为单位厚度床层的阻力，单位1/m2。则滤饼的阻力：第63页/共97页3.3.过滤介质的阻力 过滤介质的阻力一般较小，但有时不可忽略，特别是过滤介质的阻力一般较小，但有时不可忽略，特别是在过滤初始滤饼层较薄的期间。在过滤初始滤饼层较薄的期间。由于滤饼和过滤介质分界处的压强很难确定，因此常将过滤介质与滤饼联合起来考虑。由等比定

29、律得：一一定定操操作作条条件件下下，以以一一定定介介质质过过滤滤一一定定悬悬浮浮液液时时，L Le e为为定定值；但同一介质在过滤不同悬浮液的操作中，值；但同一介质在过滤不同悬浮液的操作中，L Le e值不同。值不同。第64页/共97页4.4.过滤基本方程式为了计算的方便，将上式继续变形。对可压缩性滤饼，随p p变化，r r也将发生变化，常用以下经验式估算。同理有同理有:第65页/共97页令令q:单位过滤面积所得滤液体积；qe:单位过滤面积所得当量滤液体积。第66页/共97页则有：则有：第67页/共97页 特点：过滤操作是在恒定压强差下进行的。随着操作的进行，滤饼不断变厚，致使过滤阻力逐渐增加

30、，但推动力不变，因而过滤速率逐渐变小。五、恒压过滤方程第68页/共97页边界条件：过滤时间过滤时间滤液体积滤液体积过滤前过滤前0e0Ve过滤后过滤后e+eVeV+Ve则过滤前有第69页/共97页过滤时有：第70页/共97页过滤常数过滤常数 介质常数介质常数 由实验测定由实验测定 六、恒速过滤和先恒速后恒压过滤恒速过滤和先恒速后恒压过滤特点：过滤速率为常数，随特点：过滤速率为常数，随，L,L,p,p,K K不为常数不为常数1.1.恒速过滤恒速过滤第71页/共97页 对不可压缩滤饼进行恒速过滤时，其压强差随着过滤时间成直线增高。实际上很少采用把恒速过滤进行到底的操作方法，而是采用先恒速后恒压的复合

31、过滤操作方法。对不可压缩滤饼，令：令：于是于是第72页/共97页2.2.先恒速后恒压过滤先恒速后恒压过滤恒速过滤的时间为 R，得滤液VR。恒速段：注意：V,指恒速、恒压过滤总的滤液体积和总的过 滤时间。V-VR,-R指恒压阶段所得的滤液体积及恒 压阶段过滤时间。第73页/共97页先恒速后恒压操作，V,p,过滤速率随时间的变化关系七、过滤常数的测定1.恒压下K、（Ve)qe、e的测定RV(dV/d)P V第74页/共97页为了便于测定第75页/共97页123qq1q2q3qq1q1+q2q1+q2+q3/q将以上数据作图，如下由斜率2/KK由截距2qe/Kqe第76页/共97页2.S2.S、k

32、k的测定七、过滤设备按操作方式分：间歇性过滤机和连续性过滤机。按推动力分：压滤过滤机；吸滤过滤机；离心过滤机。1.1.板板框过滤机框过滤机 由许多带有凹凸纹路的滤板和滤框交替排列于机架上组装而成。见下页图。滤框、滤板（洗涤板、过滤板）第77页/共97页第78页/共97页 为了便于区别，通常在板、框外铸有小钮。过滤板为一钮（1），框为二钮（2），洗涤板为三钮（3）。板框在机架上的组装顺序为123212321第79页/共97页第80页/共97页至下页注意板框过滤机各代号及数字的意义p179。第81页/共97页 由此可见，洗水的路径是滤浆的2倍，横穿面积是过滤时的1/2。称为横穿洗涤法。板框过滤机每

33、一周期经历的步骤：装合过滤（洗涤）卸饼清洗滤布。第82页/共97页返回板框过滤机的滤板，滤框和过滤过程板框过滤机的滤板，滤框和洗涤过程12321横穿洗涤法洗水进口洗水出口第83页/共97页2.2.加压叶滤机加压叶滤机属加压间歇式操作，但属于置换洗涤，即洗水路径与滤液相同，Lw=L。第84页/共97页3.转筒真空过滤机回转筒真空过滤机及分配头结构1转筒；2滤饼；3割刀；4分配头 5吸走滤液的真空凹槽；6吸走洗水的真空凹槽；7通入压缩空气的凹槽I过滤区；II洗涤脱水区；III卸渣区1.结构第85页/共97页2 2 操作特点操作特点第86页/共97页特点：特点：在过滤终了进行洗涤，此时滤饼厚度不变，

34、在过滤终了进行洗涤，此时滤饼厚度不变，洗涤推动力洗涤推动力 p p不变，等于过滤终了时的推动力。洗不变，等于过滤终了时的推动力。洗涤速度为常数涤速度为常数 。八、滤饼的洗涤及过滤机的生产能力滤饼的洗涤及过滤机的生产能力1.洗涤A.目的：回收滞流在滤饼中的滤液；净化滤饼。B.洗涤速率及时间洗涤速率：单位时间消耗的洗水容积。用(dv/d)w表示。第87页/共97页对板框：第88页/共97页洗涤时间洗涤时间ww 对叶滤机、回转真空过滤机：即同样条件下，板框的洗涤时间是叶滤机、回转真空过滤机的4倍。第89页/共97页2.生产能力QA.指一个生产周期T所获得的滤液量。m3/s，区别于过 滤速率。B.板框

35、、叶滤机：C.回转真空过滤机生产周期T：指转筒旋转一周所需的时间。单位：s。要得到Q的计算式，首先需找出一个生产周期所获得的滤液量V。第90页/共97页第91页/共97页例.在3105Pa的压强差下对钛白粉在水中的悬浮液进行过滤实验，测得过滤常数K=5 10 5m2/S、qe=0.01m3/m2，又测得滤饼体积和滤液体积之比为v=0.08。现拟用有38个框的BMY50/810-25型的板框压滤机处理该料浆，过滤的推动力及滤布与实验相同。求：1）过滤至框内全部充满滤饼所需要的时间；2）过滤完毕，用0.1倍滤液量的清水进行洗涤。洗涤时间是多少；3）若每次卸渣、重装等全部辅助操作时间为15min，以

36、滤饼计的每台过滤机的生产能力是多少。解：1）过滤时间第92页/共97页3）生产能力例：p203思考题（5），p202.10题第93页/共97页复习1.基本概念颗粒特性（体积、表面积、比表面积、形状系数）、颗粒群的性质（筛分分析、分布函数、密度函数、平均直径、密度）、床层特性（空隙率、比表面积、各向同性）、沉降操作（重力沉降、离心沉降；自由沉降、干扰沉降；沉降速度及影响因素）；离心分离因素；旋风分离器的临界直径及影响因素降、分离效率、压降；尘室的特点；滤饼、料浆、滤液；饼层过滤与深层过滤；可压缩滤饼、不可压缩滤饼、助滤剂；过滤基本方程、比阻、过滤速率、恒压过滤、恒速过滤、先恒速后恒压过滤；滤饼洗涤、洗涤速率；板框压滤机、叶滤机、转筒真空过滤机的特点；生产能力及影响因素。2.仪器设备降尘室、旋风分离器、板框压滤机、液滤机、转筒真空过滤机等的结构特征、原理与选用。不同过滤的洗涤速率与恒压过滤终了速率间的关系、生产能力。第94页/共97页基本公式沉降速度过滤过程的物料衡算恒压过滤方程：先恒速后恒压过滤方程第95页/共97页洗涤时间间歇设备的生产能力转筒真空过滤机的生产能力第96页/共97页97感谢您的观看！第97页/共97页