降尘室使颗粒沉降的条件.ppt

非均相混合物的分离在工业中的应用 非均相混合物的分离在工业生产中主要应用于以下几点： 1．回收有用的分散相 收集粉碎机、沸腾干燥器、喷雾干燥器等设备出口气流中夹带的物料；收集蒸发设备出口气流中带出的药液雾滴；回收结晶器中晶浆中夹带的颗粒；回收催化反应器中气体夹带的催化剂，以循环应用等。 2．净化连续相 除去药液中无用的混悬颗粒以便得到澄清药液；将结晶产品与母液分开；除去空气中的尘粒以便得到洁净空气；除去催化反应原料气中的杂质，以保证催化剂的活性等。 3．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，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；去除容易构成危险隐患的漂浮粉尘以保证安全生产。 一、重力沉降 二、降尘室 1、降尘室的结构 三、重力沉降设备及其生产能力 1、降尘室 是利用重力沉降的作用从含尘气体中除去固体颗粒的设备称为降尘室，其结构如4-9所示。含尘气体进入降尘室后，流通截面积扩大，速度降低，使气体在降尘室内有一定的停留时间。若在这个时间内颗粒沉到了室底，则颗粒就能从气体中除去。要保证尘粒从气体中分离出来，则颗粒沉降至底部所用时间必须小于等于气体通过沉降室的时间。 2、沉降槽 处理悬浮液的重力沉降设备，称为沉降器或增浓器。沉降槽可分间歇式、半连续式和连续式三种。 在化工生产中常用连续操作的沉降槽如图4-11所示，它是一个带锥形底的圆池，悬浮液由位于中央的进料口加至液面以下，经一水平挡板折流后沿径向扩展，随着颗粒的沉降，液体缓慢向上流动，经溢流堰流出得到清液，颗粒则下沉至底部形成沉淀层，由缓慢转动的耙将沉渣移至中心，从底部出口排出。间歇沉降槽的操作过程是将装入的料浆静止足够时间后，上部清液使用虹吸管或泵抽出，下部沉渣从低口排出。 沉降槽有澄清液体和增稠悬浮液的双重作用功能，与降尘室类似，沉降槽的生产能力与高度无关，只与底面积及颗粒的沉降速度有关，故沉降槽一般均制造成大截面、低高度。大的沉降槽直径可达10～100m、深2.5～4m。它一般用于大流量、低浓度悬浮液的处理。沉降槽处理后的沉渣中还含有大约50%的液体，必要时再用过滤机等作进一步处理。 对于含有颗粒直径小于1μm的液体，一般称为溶胶，由于颗粒直径小较难分离。为使小颗粒 增大，常加絮凝剂使小粒子变成大粒子。例如，河水净化加明矾[KAl(SO4)2·l2H2O],使水中细小污物沉降。常用的电解质，除了明矾还有三氧化铝、绿矾、三氯化铁等。一般用量为40～200mg/kg。近年来，已研究出某些高分子絮凝剂。 随堂练习 1．固体粒子的沉降过程分____阶段和____阶段。沉降速度是指____阶段颗粒相对于____的速度。 2．在降尘室中除去某粒径的颗粒时，若降尘室高度增加一倍，则颗粒的沉降时间____，气流速度____，生产能力____。 3．在斯托克斯区，颗粒的沉降速度与其直径的____次方成正比，而在牛顿区，与其直径的------次方成正比。 5．一球形石英粒子在空气中作滞流自由沉降。若空气温度由20℃提高至50℃，则其沉降速度将____。 6．含尘气体通过长4m、宽3m、高1m的降尘室，颗粒的沉降速度为0.03m/s，则降尘室的最大生产能力____m3/s。 第三章 非均相物系分离 第一节 重力沉降 混合物 均相混合物 非均相混合物 物系内部各处物料性质均匀而且不存在相界面的混合物。 例如：互溶溶液及混合气体 物系内部有隔开两相的界面存在且界面两侧的物料性质截然不同的混合物。 例如 固体颗粒和气体构成的含尘气体 固体颗粒和液体构成的悬浮液 不互溶液体构成的乳浊液 液体颗粒和气体构成的含雾气体 非均相物系 分散相 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 分散相介质 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 分离 机械 分离 沉降 过滤 不同的物理性质 连续相与分散相 发生相对运动的方式 分散相和连续相 沉降是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。 作用力 重力 惯性离心力 重力 沉降 离心沉降 1、沉降速度 1）球形颗粒的自由沉降 设颗粒的密度为ρs，直径为d，流体的密度为ρ， 颗粒开始