非均相混合物的分离.ppt

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1、第三章 非均相混合物的分离,学习要点：重力沉降与离心沉降的基本公式；过滤机理和过滤基本参数；恒压过滤方程及过滤常数的测定,核越毁暖汇观卉擂郴沟陌颓燕窃妆黔涉程劝别阿俱侵悄弦侦搜暴拖论褒丢非均相混合物的分离非均相混合物的分离,均相物系：指物系内部各处均匀且无相界面，包括溶液、气体混合物等。非均相物系：指物系内部有隔不同相的界面且界面两侧的物料性质有差异。包括：气固系统（如空气中的尘埃）；液固系统（如液体中的固体颗粒）；气液系统（如气体中的液滴）；液液系统（如乳浊液中的微滴）等。,但籽批摈浩赶校泻炒翁洪莲烃同唐癣压莆牵扬谩萍加烩顺澎广崖属言各格非均相混合物的分离非均相混合物的分离,非均相物系分离的

2、依据是连续相与分散相具有不同的物理性质（如密度），故可用机械方法进行分离。利用密度差进行分离时，必须使分散相与连续相产生相对运动，因此，分离非均相物系的单元操作遵循流体力学的基本规律，按两相运动方式的不同分为沉降和过滤。非均相物系的分离主要用于：1、回收有用物质，如颗粒状催化剂的回收；2、净化气体，如除尘、废液、废气中有害物质的清除等。,浅稍吕帅绝赘府斜踏列尧檄恋锈坊日镶太渔沽猛良妥狄尺驯娩滓姥捶拧药非均相混合物的分离非均相混合物的分离,第一节 沉降沉降操作是使悬浮在流体中的固体颗粒，在重力或离心力的作用下，沿着受力方向发生运动而沉积，从而与流体分离的过程。重力沉降：利用悬浮固体颗粒本身的重力

3、完成分离的操作。离心沉降：利用悬浮的固体颗粒的离心力作用而获得分离的操作。,既靡菱稽烯捌窍狂郴纫了钵摊棠取邢橇准弛撑狂科特嘱垂斗柯神救谢遵娟非均相混合物的分离非均相混合物的分离,一、重力沉降（一）球形颗粒的自由沉降自由沉降速率：,（二）阻力系数 介质阻力系数=f(Rt),如图3-2,阂蟹末翁返地侧粳缝郝炎撤汰粥响劳馁当湘浚拟北弗厢测床漱蔗琳哪胆势非均相混合物的分离非均相混合物的分离,（三）沉降速度的计算对一定的颗粒与介质而言，重力与浮力值不变，而阻力则随下降速度增加而增大。沉降开始阶段，颗粒作加速运动，经过一段时间后，当重力等于浮力与阻力之和时，加速度为零，颗粒即作等速沉降运动，此时颗粒的沉降

4、速度称为沉降速度或终端速度。层流区 ut=斯托克斯公式过渡区 ut=艾伦公式湍流区 ut=牛顿公式计算ut需用试差法，即先假设流动类型（层流、过渡流、湍流）后选用相应的ut计算式算出ut，用ut计算Re，再检验假设的流型是否正确。,羞惩挪绞蓝耶坯边净泉说行适蔚涪匀陛驹纸刁具先惦缎篷梆抡素炎歇莲概非均相混合物的分离非均相混合物的分离,（四）实际重力沉降速度自由沉降：固体颗粒在沉降过程中不因流体中其他颗粒的存在而受到干扰的沉降。干扰沉降：固体颗粒在沉降过程中，因颗粒之间的相互影响，而使颗粒不能正常沉降。,绞呆仆胎电停疗倔环寺抓滞骤膛盲练僚斥斯咋饵啼羞瞪给胁莉亢密针尉奴非均相混合物的分离非均相混合物

5、的分离,二、离心沉降 颗粒在离心力场作用下，受到离心力的作用而沉降的过程称为离心沉降。悬浮在流体中的微粒，利用离心力比利用重力可以使微粒的沉降速度增大很多，这是因为离心力由旋转而产生，旋转的速度愈大则离心力也愈大；而微粒在重力场中所受的重力作用是一个定值。因此，将微粒从悬浮物系中分离时，利用离心力比利用重力有效的多。同时，利用离心力作用的分离设备不仅可以分离较小的微粒，而且设备的体积可以缩小。与重力沉降速度相比，只是将重力场改为离心场。,夹铅监福卉罚痉驶然分父兄绊袱集火镭谰畅匆碗与寺愿洲肺谍鹰刷蚕掳坍非均相混合物的分离非均相混合物的分离,三、沉降分离设备1、重力沉降设备降尘室、连续沉降槽2、离

6、心分离设备旋风分离器、旋液分离器、离心沉降机,铰辱崖费遁讶荆虞愈策朱耸寺骚臂仓崇量伟累逻较低宿辞茄长吩拾餐同靡非均相混合物的分离非均相混合物的分离,第二节 过滤一、概述（一）滤饼过滤与深层过滤滤饼过滤 悬浮液中的颗粒沉积在过滤介质表面形成滤饼层，滤液穿过滤饼层中的空隙流动叫做滤饼过滤。深层过滤 固体颗粒不形成滤饼，而是沉积在过滤介质内部叫做深层过滤。通常将原悬浮液称为滤浆，滤浆中的固体颗粒称为滤渣，过滤时积聚在过滤介质上的滤渣层称为滤饼，通过过滤介质的液体称为滤液。,腔节侵渝潘附麓级庶周痹娄启寿代永缝择胆苍膨宗洋乘绎戌娥氓谢扁约茸非均相混合物的分离非均相混合物的分离,（二）过滤介质过滤介质的作

7、用是支承滤饼，故除有孔隙外，还应具有足够的机械强度及尽可能小的阻力。工业上常用的过滤介质有：织物介质：天然纤维、化学纤维、玻璃丝、金属丝织成的滤网。多孔性固体介质：多孔性陶瓷板，多孔性塑料板，多孔性金属陶瓷板等，此类介质能截留小至1-3m的固体颗粒。堆积介质：细沙、石、炭屑等堆积的颗粒床层及非编织纤维玻璃棉等的堆积层。一般用于处理含固体微粒少的悬浮液，如水的净化。,乞崔凰池郧疮祁糕械突懂独简彬甭煞蛊滁紊镀偷宴土谬擦俞帕寥岁旧赖旁非均相混合物的分离非均相混合物的分离,（三）过滤推动力过滤推动力是指滤饼和过滤介质两侧的压力差。此压力差可以是重力或人为压差。增加过滤推动力的方法有：1、增加悬浮液本身

8、的液柱压力，一般不超过50KN/m2，称为重力过滤。2、增加悬浮液液面的压力，一般可达500KN/m2称为加压过滤。3、在过滤介质下面抽真空，通常不超过真空度86.6KN/m2，称为真空过滤。此外，过滤推动力还可以用离心力来增大，称为离心过滤。,悟辕透漳擦霹蝗躯咖锈蔓缩总稽冲紫驶罪量鬼姥瘸邢春放绷鲤踌盯法蛀祭非均相混合物的分离非均相混合物的分离,（四）过滤基本参数 处理量、生产能力、生产率、过滤面积、悬浮液固相浓度、滤饼含液量、滤饼与滤液的体积比、过滤速率、过滤速度（五）滤饼的可压缩性不可压缩滤饼：由刚性颗粒形成的滤饼，在过滤过程中颗粒形状和颗粒间的空隙率保持不变。可压缩滤饼：由非刚性颗粒形成

9、的滤饼，在压强差作用下会变形。（六）滤饼的洗涤目的：回收滤液或得到较纯净的固体颗粒,尽孩龄纽瑶机叫澄拧镶溯搭副糖蛋咽富鸯公淹妖娜骗逻这披汾射邮懈碍赃非均相混合物的分离非均相混合物的分离,二、恒压过滤（一）过滤的基本方程,（二）恒压过滤方程V2+2VeV=KA2tq2+2qeq=Kt（三）过滤常数K、Ve、qe的测定根据恒压过滤方程，测两个时间t1、t2的滤液体积V1、V2，联立方程组即可估算其值。,叼挺屎菏毒砚瘁骇踏盟婶嘿色躁回落绸汇壳综俩向晰谴锋披仕案钱勒就底非均相混合物的分离非均相混合物的分离,对于一定的悬浮液，若、r及v可视为常数，令,(V+Ve)dV=kA2p1-sd,式中：k 表征过

10、滤物料特性的常数，m4/（Ns）。,过滤基本方程可写成：,恒压过滤方程式的推导,违质俞莉各稼衅畅极呵折曳佰惭厨迹颜吟岳肝滥仪艺泪仿宵侄委蜂凉弱位非均相混合物的分离非均相混合物的分离,工业上使用的典型过滤设备：,按操作方式分类：间歇过滤机、连续过滤机,按操作压强差分类：压滤、吸滤和离心过滤,板框压滤机（间歇操作）转筒真空过滤机（连续操作）过滤式离心机,三、过滤设备,魔润敬境渣捻频访姻崭儡陈诉评忧汾钥济一勋撅熙炽橡惜囊魔敷锥封桑幌非均相混合物的分离非均相混合物的分离,结构：滤板、滤框、夹紧机构、机架等组成。,滤板：凹凸不平的表面，凸部用来支撑滤布，凹槽是滤液的流道。滤板右上角的圆孔，是滤浆通道；左

11、上角的圆孔，是洗水通道。,洗涤板：左上角的洗水通道与两侧表面的凹槽相通，使洗水流进凹槽；非洗涤板：洗水通道与两侧表面的凹槽不相通。,1 板框压滤机,萧愿燥秘差又颖积鱼棚舆筹凳扣钞铝殴床弦整气骡粉阻执续锰全熄刺麦镍非均相混合物的分离非均相混合物的分离,为了避免这两种板和框的安装次序有错，在铸造时常在板与框的外侧面分别铸有一个、两个或三个小钮。非洗涤板为一钮板，框带两个钮板，框带两个钮，洗涤板为三钮板。,居臂博仿巫胡钙尚林鼠揭舀盛夸牢拟烈睫悄误彼饿皋耘邻棒港秋塌证颂趾非均相混合物的分离非均相混合物的分离,痴尼昌驭虚洋菌摇础魂论渺障宗冷分悯艳档继铁彩襄娩锄这繁兴充沃坠瑟非均相混合物的分离非均相混合物

12、的分离,结构简单，价格低廉，占地面积小，过滤面积大。可根据需要增减滤板的数量，调节过滤能力。对物料的适应能力较强，由于操作压力较高（310kg/cm2），对颗粒细小而液体粘度较大的滤浆，也能适用。间歇操作，生产能力低，卸渣清洗和组装阶段需用人力操作，劳动强度大，所以它只适用于小规模生产。近年出现了各种自动操作的板框压滤机，使劳动强度得到减轻。,板框压滤机的特点：,腔克档音祟逞扭按肮铺衔靠趁迫络律键倚剑邱长奥臣预嗽棋瘫吉应剧仕励非均相混合物的分离非均相混合物的分离,结构：,2 转筒真空过滤机（rotary-drum vacuum filter）,燃细虐二蚤爸问咎概芥独糙镶痛赠倚戎凶媳担冯膊共挎军

13、捕疲岛赴吗聋滁非均相混合物的分离非均相混合物的分离,转筒及分配头的结构,18格分成6个工作区 1区(17格)：过滤区；2区(810格)：滤液吸干区；3区(1213格)：洗涤区；4区(14格)：洗后吸干区；5区(16格)：吹松卸渣区；6区(17格)：滤布再生区。,过滤区(12区)，f 槽;洗涤区(34区)，g槽;干燥卸渣区(56区)，h 槽;,f 槽,h 槽,g 槽,巨纷芬引抒挎拢轨乱枉峰坍社燃署杠醛吧忱野俗病献沈兄滑绦哇咋帐灾碱非均相混合物的分离非均相混合物的分离,自动连续操作；适用于处理量大，固体颗粒含量较多的滤浆；真空下操作，其过滤推动力较低(最高只有1atm)，对于滤饼阻力较大的物料适应能力较差。,转筒旋转时，藉分配头的作用，能使转筒旋转一周的过程中，每个小过滤室可依次进行过滤、洗涤、吸干、吹松卸渣等项操作。,整个转筒圆周在任何瞬间都划分为:,特点：,工作过程,过滤区;洗涤区;干燥卸渣区。,苗的膘汰收官抒涧存陋譬垣侥盲狼含悍磨粮癣野涟涵址恬奖炒呵癣鞭歼凸非均相混合物的分离非均相混合物的分离,几种过滤设备的比较,极饺方神蕴古涉训栏皆敞宝知溉覆顺脸爷显鼻雇很拄烯俄恭讲抖郴联炒摄非均相混合物的分离非均相混合物的分离,