化工原理第三章3过滤.ppt

一、过滤操作的基本概念 二、过滤设备 三、过滤基本理论 四、滤饼的洗涤 五、过滤机的生产能力 1、过滤的概念 过滤 （一）压滤机 1、板框压滤机 1）板框压滤机的构造 由许多块带凹凸纹路的滤板与滤框交替排列组装于机而 构成。 滤板和滤框多做成正方形 ，角上均开有小孔，组合后即 构成供滤浆和洗涤水流通的孔道。 滤框的两侧覆以滤布，围成容纳滤浆及滤饼的空间。 （一）过滤速度 定义：单位时间通过单位过滤面积的滤液体积 空隙率:单位体积滤饼中的空隙体积，用ε表示。 ε=空隙体积 / 滤饼体积Vc m3/m3 滤饼比表面积：单位体积滤饼层所具有的表面积，aB。 颗粒比表面积： 细管的流动空间= 细管的全部内表面= 将（1）、（3）式带入（2）式，整理得 令 r 称为滤饼的比阻，与滤饼的比表面、孔隙率有关，对不可压缩滤饼，r为常数 （三）恒压过滤方程式 间歇过滤方式：恒压、恒速或变速变压 恒压过滤：在恒定压强差下进行的过滤操作。 恒压过滤时，滤饼不断变厚致使阻力逐渐增加。但推动力ΔP恒定，过滤速率逐渐变小。 对基本过滤方程积分，得 （四）过滤常数的测定 滤饼洗涤的目的：为了回收滤饼里存留的滤液，或者净 化构成滤饼颗粒。 过滤机的生产能力 ： 2、最佳操作周期及最大生产能力 一个周期内过滤时间有一最佳值，使生产能力最大。在此最佳过滤时间内生成的滤饼厚度，应是设计压滤机时决定最适宜框厚的根据。 大纲要求 掌握重力沉降和过滤的基本概念、基本原理、基本方程和基本计算方法。 了解板框过滤机、转筒过滤机的基本结构和操作方法 ——过滤速率的一般关系式 可压缩滤饼的情况比较复杂，它的比阻是两侧压强差的函数， s——滤饼的压缩性指数，无因次。s=0～1,对于不可压缩滤饼，s=0。 ——过滤基本方程式 对于可压缩滤饼，过滤速率 ——恒压过滤方程式 表明：恒压过滤时，滤液体积与过滤时间的关系为抛物线方程。 当介质阻力可以忽略时，Ve=0，θe=0，过滤方程式则变为 令 ——恒压过滤方程 K ——过滤常数 由物料特性及过滤压强差所决定 ，m2/s 恒压时： log?p~logK作图求出压缩指数s ?/q~q图 1、洗涤速率 洗涤速率： 单位时间单位面积内消耗的洗水容积 ， 洗涤速率与过滤终了时的过滤速率有关，这个关系取决于滤液设备上采用的洗涤方式。 四、滤饼洗涤 当洗涤压力与最终过滤时的操作压力相同时 叶滤机采用的置换洗涤法，洗水与过滤终了时的滤液流过的路径就完全相同。 板框过滤机采用的是横穿洗涤法，洗水所横穿过的滤饼厚度2倍于最终过滤时滤液所通过的厚度。而供洗水流通的面积仅为过滤面积的一半 。 所以，洗涤速率只有最终过滤速率的1/4 单位时间的滤液体积或滤渣体积，m3/s 1、间歇过滤机的计算 一个操作周期时间为 生产能力为 在间歇过滤机的生产中，总是力求获得最大的生产能力，因此，对于间歇过滤过程来说，合理选择每个循环中的过滤时间，可以得到最大的生产能力。 五、生产能力的计算 将上式对V求导数，并令导数等于0，即可求得 在忽略介质阻力的条件下，当过滤时间与洗涤时间之和等于辅助时间时，间歇过滤机的生产能力最大。 第四节 过滤 利用多孔介质（过滤介质），使液体通过而截留固体颗粒，从而使悬浮液中固液得到分离的单元操作。 过滤操作中所处理的原始悬浮液 滤浆 通过多孔介质后的液体 滤液 被截留住的固体颗粒堆积层 滤渣（滤饼） 实现过滤操作的外力有重力、压力、离心力，化工中应用最多的是压力过滤。 一、过滤操作的基本概念 深层过滤 这种过滤是在过滤介质内部进行的，介质表面无滤饼形成。过滤用的介质为粒状床层或素烧（不上釉的）陶瓷筒或板。 此法适用于从液体中除去很小量的固体微粒，例如饮用水的净化。 一、过滤操作的基本概念 2、过滤方式 滤浆 滤饼 过滤介质 滤液 ----推动力：重力、压力、离心力 滤饼过滤 一、过滤操作的基本概念 固体颗粒成饼层状沉积于过滤介质表面而形成滤饼 适用于处理固相含量稍高（固相体积分率在1%以上）的悬浮液 3、过滤介质 过滤介质是滤饼的支承物，应具有下列条件： a) 多孔性，对流体的阻力小，又能截住要分离的颗粒,孔道又不宜大 。 b) 物理化学性质稳定，耐热，耐化学腐蚀。 c)足够的机械强度，使用寿命长 d) 价格便宜 工业常用的过滤介质主要有