化工原理-章非均相混合物的分离.ppt

第三章 非均相混合物的分离 第一节 概述 第二节 重力沉降 第三节 离心沉降 第四节 过滤 一、非均相物系的分离在工业生产中的应用 1、回收有用的分散相 2、净化连续相 3、环境保护和安全生产 3.2.1 球形颗粒的自由沉降 自由沉降：颗粒不受其他颗粒的干扰及器壁的影响，在静止的流体中的沉降过程。 沉降速度ut:为 阻力系数一般由实验测定 ： 相应各区的颗粒沉降速度为： 滞流区－称为斯托克斯公式 过渡区－称为艾伦公式 或 湍流区-称为牛顿公式 (1)降尘室 降尘室的生产能力：降尘室单位时间所处理的含尘气体的体积流量。符号：qv 。 处理悬浮液的重力沉降设备，称为沉降器或增浓器。沉降器可分间歇式、半连续式和连续式三种。 3.3.1离心沉降速率 当三个力达到平衡时： Fc- Fb- Fd=0 颗粒在径向上相对于流体的运动速度ur便是此位置上的离心沉降速度。 旋风分离器的构造和操作原理 特点：旋风分离器构造简单，分离效率较高，操作不受温度、压强的限制，分离因数约为5～2500，一般可分离气体中5～75μm直径的粒子。 (2)旋风分离器的主要性能参数 临界直径、分离效率、压力降和气体处理量是旋风分离器的主要性能参数，是选型和操作控制的依据，也是评价旋 风分离器性能好坏的主要指标。 ①临界粒径 即旋风分离器能够分离出最小颗粒的直径。临界粒径的大小是判断旋风分离器分离效率高低的重要依据。临界粒径的计算式为 ②分离效率 旋风分离器的分离效率通常有两种表示方法，即 总效率 粒级效率 C1、C2—旋风分离器进出口气体含尘的浓度， g/m3； C1i、C2i—进出口气体含尘的粒径在段范围内颗粒的浓度，g/m3； xi——第i段粒径范围内颗粒占全部颗粒的质量分数。 旋风分离器构造简单紧凑、无运动件，操作不受温度、压强的限制，价格低廉、性能稳定，分离因数约为5～2500，分离效率较高，一般可分离气体中5～75μm直径的粒子。故广泛应用于多种工业部门。 3.3.4 离心沉降机 转鼓上无孔，混悬液或乳浊液被转鼓带动高速旋转时,密度较大的物相向转鼓内壁沉降,密度较小的物相趋向旋转中心而使两相分离。 第四节 过滤 3.4.1 过滤的基本概念 一、过滤及过滤推动力 思考：过滤推动力： 过滤介质：多孔性介质 其作用：a.截留颗粒，使滤液通过 b.支撑滤饼 工业常用过滤介质种类： 织物介质、多孔性固体介质、颗粒状介质和微孔滤膜等。 ①织物介质 — 滤布、筛网，截留的粒径5μm以上，工业应用广泛 （1）滤饼的压缩性 （2）助滤剂 助滤剂—具有一定刚性的颗粒或纤维状的固体。 加入助滤剂可减少可压缩滤饼的流动阻力，提高滤饼的刚性和孔隙率 用洗涤液（通常为清水）进行滤饼洗涤，以回收滤饼中残存的滤液或除去其杂质。 一、滤液通过滤饼的流动 3.4.3 恒压过滤 思考题 二、转鼓（筒）真空过滤机 转鼓真空过滤机操作及分配头的结构 1-滤饼；2-刮刀；3-转鼓；4-转动盘；5-滤浆槽；6-固定盘；7-滤液出口凹槽；8-洗涤水出口凹槽；9-压缩空气进口凹槽 转鼓优点是连续操作,生产能力大,适于处理量大而容易过滤的料浆，它的缺点是附属设备较多,投资费用高,滤饼含液量高(常达30%)。由于是真空操作,料浆温度不能过高。 主要工作部件：滤浆槽、篮式转鼓、 分配头、刮刀等部件构成 三、干燥压滤机 1.何谓均相物系？何谓非均相物系？ 2.何谓重力沉降？何谓重力沉降速度？ 3.写出计算重力沉降速度的斯托克斯公式，并说明公式的应用条件。 4.在斯托克斯区域内，温度升高后，同一固体颗粒在液体和气体中的沉降速度增大还是减小？为什么？ 5.怎样理解降尘室的生产能力与降尘室的高度无关？ 6.离心沉降与重力沉降相比，有什么特点？ 7.何谓离心沉降速度？与重力沉降速度相比有何不同？ 8.什么叫滤浆、滤饼、滤液、过滤介质和助滤剂？ 9.过滤的基本方程式？ 10.掌握板框压滤机及转筒真空过滤机的计算 ③压力降 旋风分离器的压力降是评价其性能的重要指标。 压力降产生的主要原因，是由于气体经过器内时的膨胀、 压缩、旋转、转向及对器壁的摩擦而消耗大量的能量。 气体通过旋风分离器的压力降应尽可能小，分离设备压力 降的大小是决定分离过程能耗和合理选择风机的依据。 一般来说，短粗形的旋风分离器压降较小，处理量大，但分离 效率低；细长形的则压降较大，处理量不大，分离效率高。 ζ——阻力系数，