天津大学化工原理第17讲过滤(之二).ppt

第17讲 过滤（之二） 教学内容：1、过滤常数的测定。 2、过滤设备。 教学目的：1、掌握过滤常数的实验测定方法。 2、了解过滤设备的结构、性能及操作。 教学重点：过滤常数的测定方法 教学难点：过滤常数的测定方法 3.4.5 过滤常数的测定 1. 恒压下K、qe、θe的测定 恒压过滤方程中K 、s、qe、 θe均须由过滤实验测定。 (1) 实验原理 由 ，微分得到： 保持ΔP一定，测得一系列θ下对应的V （或q=V/A ）值， (2) 实验方法 截距为2qe/K，得qe值。 作 线，则直线的斜率为2/K，得K值 计算 由 可得θe。 实验数据记录与整理 0 0 0 0 0 改变ΔP，进行同样的实验，测得一系列ΔP下的K值，作lgK～lg(ΔP)线，斜率为（1-s），得s值，截距为lg(2k)，得k值。 故要求ΔP变化，ε应无显著变化。 2. 压缩性指数s及滤饼常数 的测定 (1) 实验原理 (2) 实验方法 恒定，即 注：此项实验需建立在 斜率（1-s） 3.4.7 过滤设备 1. 板框过滤机： 由滤板、滤框、滤布叠合组装压紧而成。 按操作方式分类：间歇过滤、连续过滤； 按操作压强分类：压滤、吸滤、离心过滤。 洗涤板在洗涤流通道上角上开暗孔，与板两侧相通，洗水可由此进入。 (1) 结构特征 1）板和框在角上相同位置上开有孔,框的孔又有小孔通向框内，滤浆可由此进入。框的两侧覆以滤布，框内即为滤饼。 2）板：分过滤板与洗涤板 板的表面有沟槽，作用：支撑滤布；提供液体流动的通道。 板的下端开小孔，滤液即从小孔排出。 (2) 过滤过程 1 2 2 1 3 2 3 2 1 (3) 洗涤过程 洗涤时，洗涤板上的旋塞关闭，洗涤用的清水经洗涤板角端的暗孔进入板面与滤布之间，穿过滤布到达滤框，穿过整个滤饼及另一侧的滤布，最后由过滤板下部的斜孔到达小旋塞而排出（明流式）或汇总后排出（暗流式）。 横穿洗法 4）优、缺点： 优点：结构简单，过滤面积大，可承受较高的压差。 缺点：间歇操作，装、拆、清洗时间长，劳动强度大，生产效率低。适用于含固量较高的悬浮液过滤。 说明：洗涤液的行程约为过滤终了时的滤液行程的2倍而流通面积却为其1/2。 2. 叶滤机 滤叶：由金属多孔板或金属丝网组成的框架上覆以滤布构成。 (1) 结构特征 悬浮液在压力下送入叶滤机或借真空泵进行抽吸，过滤时滤液穿过滤布进入丝网构成的中空部分并汇集于下部总管流出，颗粒则沉积在滤布上形成滤饼。 (2) 工作原理 洗涤液的行程和流通面积与过滤终了时滤液的行程和流通面积相同。 优点：过滤推动力大， 单位体积所容纳的过滤面积 大，滤饼洗涤充分，机械化 程度高，省力，设备紧凑， 密闭操作，劳动条件好。缺点：结构复杂，造价高。 (3) 洗涤方法：置换洗法 ※结论：置换洗法洗涤速率约为过滤终了时的速率。 (4) 优、缺点 3. 转筒真空过滤机 (1) 结构特征：转鼓（筒）：长度/直径 1/2～2 ，转筒的侧壁上覆盖有金属网，滤布支撑在网上。 (2) 工作原理 真空过滤、洗涤、吸干、吹松、卸渣依次分区连续进行。 关键：转动盘+固定盘→分配头。作用：使每个扇形格通过不同部位依次进行过滤、洗涤、吹干、卸渣等几个步聚。 优点：连续自动操作，生产能力大，特别适宜于处理量大而容易过滤的料浆。 缺点：过滤面积不大，真空操作，过滤推动力有限，不能过滤温度较高（饱和蒸汽压高）的料浆。 (3) 优、缺点 (4) 过滤设备的发展方向 ①连续操作，提高自动化程度。 ②减少过滤阻力，提高过滤速率。 ③提高单位体积过滤面积。 ④降低滤饼含水率，减少后继干燥操作的能耗。 3.4.7 滤饼的洗涤 滤饼洗涤目的：①回收残留的滤液；②净化滤饼。 洗涤速率： ——单位时间内消耗的洗水体积。 洗涤时间： 置换洗法： 横穿洗法： 注：当洗水黏度与滤液黏度、洗水表压与过滤压强差有明显差异时，θW应予校正。 3.4.8 过滤机的生产能力 操作周期： 则生产能力： 1. 间歇过滤机的生产能力 过滤机的生产能力通常是指单位时间获得的滤液体积。 一个操作循环包括：过滤、洗涤、卸渣、清理、装合等步骤。 滤液体积 恒压过滤方程： 或 2. 连续过滤机的生产能力 一个操作周期定义为转筒旋转一周所经历的时间，记为T。 若转筒转速为n（r/min )，则： 浸没度 ： (1) 操作周期 ——转筒表面浸入滤浆中的分数。 ——过滤时间在旋转周期中所占的比例。 转筒表面任一小块面积在每个周期中所经历的过滤时间为： 转筒旋转