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化工原理课件教学课件作者十一五杨祖荣第三节过滤课件.ppt

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第三节 过滤 过滤是分离悬浮液最有效的单元操作之一 在化工、食品、生物工程中应用十分广泛 3-1 基本概念 3-1 基本概念 3-2 恒压过滤 一、过滤基本方程式 一、过滤基本方程式 一、过滤基本方程式 二、恒压过滤方程 二、恒压过滤方程 三、过滤常数K、qe测定 恒压过滤方程式应用例题 3-3 过滤设备 过滤设备类型很多 板框压滤机 板框压滤机的过滤与洗涤 P80图 过滤离心机 叶滤机 3-4 加快过滤速率的途径 Thank you 谢谢大家! 第二章 * 同时也可用于气-固混合物的分离 一、过滤原理 利用重力、离心力或人为造成的压差使悬浮液通过多孔性过滤介质,固体颗粒被截留,滤液穿过介质流出,实现固-液分离。 二、过滤方式分类 1、饼层过滤(表面过滤) 悬浮液 滤液 架桥现象 滤饼是真正有效的过滤介质! 2、深层过滤 悬浮液中固体的体积浓度 0.1%时可采用 。 二、过滤方式分类 常用于自来水厂的河水净化! 四、滤饼与助滤剂 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、空隙率保持不变,单位床层厚度的流动阻力视为定值。 可压缩滤饼 ——由非刚性颗粒或较细的颗粒形成的滤饼,在过滤过程中压缩变形,空隙率下降,单位床层厚度的流动阻力增大。 1、滤饼 三、过滤介质 筛网、织物纤维(棉麻、合成纤维 、金属)、烧结玻璃等 多孔介质。 应具备的条件: 足够的机械强度 、尽可能小的流过阻力 、较高的耐腐蚀性 、一定的耐热性 …….. 滤布 无论采用何种过滤方式,均需使用过滤介质,在很多情况下,过滤介质是影响过滤操作的重要因素。 四、滤饼与助滤剂 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、空隙率保持不变,单位床层厚度的流动阻力视为定值。 可压缩滤饼 ——由非刚性颗粒或较细的颗粒形成的滤饼,在过滤过程中压缩变形,空隙率下降,单位床层厚度的流动阻力增大。 1、滤饼 五、饼层过滤操作方式分类 恒压过滤:恒定压差下进行,最为常见。 恒速过滤:恒定的过滤速率下进行 ,但无法进行到底 。 先恒速后恒压:开始恒速,当表压升至一定值后,转入恒压。 一、过滤基本方程式 根据圆管中层流的流动阻力计算公式: 其中:Δpf=Δp 、d=d0(平均直径)、l=L+Le 滤饼厚度 过滤介质的当量滤饼厚度 悬浮液 滤饼 过滤介质 滤液 A0——饼层通道的平均流通面积,m2; ——过滤速率,m3滤液/s 过滤速度 代入前式并整理: 令 r——滤饼的比阻,1/m2 反映滤饼的结构特征。 空隙率 v=AL/V v——滤饼与滤液的体积比。m3饼/ m3液 L=vV/A、 Le=vVe/A Ve——当量滤液体积,m3 ——过滤基本方程式 Δp为定值,一定的悬浮液和过滤介质r、ν、μ、Ve、均为定值。 当设备确定,A一定 : 令 K——过滤常数,m2/s 恒压过滤方程 令 q=V/A qe=Ve/A qe——过滤常数,m3/m2 ——均为恒压过滤方程 * 当滤饼阻力远远大于过滤介质阻力时: 恒压条件下,测得t1、t2时间获得的滤液体积V1、V2 : K、Ve及qe=Ve/A 两边同除于K、q 或: q 2qe/K 采用过滤面积为0.2m2的过滤机,对某悬浮液进行过滤常数的测定。操作压强差为0.15MPa,温度为20℃,过滤进行到5分钟时,共得滤液0.034m3;进行到10分钟时,共得滤液0.050 m3。试估算(1)过滤常数K和qe ;(2)按这种操作条件,过滤进行到1小时时的滤液总量。 解:(1)过滤时间t1=300s时 t2=600s时 联立解之 K=1.26×10-4m2/s qe=2.61×10-2 m3 /m2 (2) Ve=A qe=0.2×2.61×10-2=5.22×10-3 m3 V2+2×5.22×10-3V=1.26×10-4×0.22×3600 解之 V=0.130m3 由 按操作方式 按产生压差 压滤 吸滤 离心 连续 间歇 压滤是利用压缩空气或液体输送设备在输送料液时产生的压力为推动力完成过滤。 间歇操作 压滤设备 由机头(固定头)、滤框、滤板、头板、尾板、压紧装置等组成。 框、板形状 : 材料:金属(铸铁、碳钢、不锈钢、铝)、塑料、木材等。 过滤面积:框——长×宽×2 板——两面 板框压滤机 为便于区别,将板、框边上做上不同标记! 过滤过程: 洗涤过程: 洗涤过程是过滤途径的两倍,面积却是过滤面积的1/2 ! 生产能力 : T=t+tw+tD V总——一个操作周期所获得的

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