[工学]化工原理课件 天大版.ppt

3.2 过滤分离原理及设备 3.2.1流体通过固定颗粒床层的流动 二、固定颗粒床层的特性 1. 床层的空隙率ε ——床层中空隙体积占床层总体积的比率。 2. 床层的平均自由截面积A ——有效流动截面积在高度范围的平均值 4.床层流道的当量直径de ①将床层中的不规则通道简化为长度为le的一组平行细管。 ②细管的内表面积等于床层颗粒的全部表面积。 ③细管的全部流动空间等于床层的空隙体积。 5.颗粒的密度 颗粒的真密度：当不包括颗粒之间的空隙时，单位颗粒群体积内颗粒的质量，kg/m3。 堆积密度（表观密度）：当包括颗粒之间的空隙时，单位颗粒群体积内颗粒的质量，kg/m3。 三、流体通过固体颗粒床层（固定床）的压力降 由于构成滤饼的固体颗粒通常很小，颗粒间空隙十分细微，液体流速教低，故流动常为粘性力控制。 将 3.2.2、过滤操作的原理 过滤的概念 3.2.3过滤基本方程式 一、滤液通过饼层的流动 3.2.4 恒压过滤 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。 对于一定的悬浮液，μ,r’及ν均可视为常数。 3.2.6 过滤常数的测定 一、恒压下K、qe、θe的测定 实验原理： 3.2.7 过滤设备 一、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。 3.2.8 滤饼的洗涤 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。 3.2.9 过滤机的生产能力 过滤机的生产能力 ： 二、压缩性指数s的测定 由 两端取对数，得 ＝常数 ∴lgk与lg(△p)的关系在对数坐标纸上标绘时应是直线,直线的斜率为1-s，截距为lg(2k)。由此可得到滤饼的压缩性指数s及物料特性常数k。 滤板的作用：支持滤布和提供滤液流出的通道。 滤板 洗涤板： 非洗板： 滤框：二钮 滤板与滤框装合时，按钮数以1-2-3-3-1-2的顺序排列。 三钮板 一钮板 2）板框压滤机的操作 板框压滤机为间歇操作，每个操作循环由装合、过滤、洗涤、卸饼、清理5个阶段组成。 悬浮液在指定压强下经滤浆通路由滤框角上的孔道并行进入各个滤框， 滤液分别穿过滤框两侧的滤布，沿滤板板面的沟道至滤液出口排出。 颗粒被滤布截留而沉积在滤布上，待滤饼充满全框后，停止过滤。 洗涤时，先将洗涤板上的滤液出口关闭 ，洗涤水经洗水通路从洗涤半角上的孔道并行进入各个洗涤板的两侧。 洗涤水在压差的推动力下先穿过一层滤布及整个框厚的滤饼，然后再穿过一层滤布，最后沿滤板（一钮板）板面沟道至滤液出口排出。 称为横穿洗涤法，它的特点是洗涤水穿过的途径正好是过滤终了时滤液穿过途径的二倍。 板框压滤机的优点：结构简单，制造容易，设备紧凑，过滤面积大而占地小，操作压强高，滤饼含水少，对各种物料的适应能力强。 缺点是间歇手工操作，劳动强度大，生产效率低。 二、加压叶滤机 叶滤机是由许多不同宽度的长方形滤叶装合而成。滤叶由金属丝网制造，内部具有空间，外罩滤布。 叶滤机也为间歇操作，过滤时滤叶安装在能承受内压的密闭机壳内。滤浆用泵送到机壳内，穿过滤布进入丝网构成的中空部分，然后汇集到下部总管而后流出。颗粒沉积在滤布上，形成滤饼，当滤饼积到一定厚度，停止过滤。 洗涤时，洗水的路径与滤液相同，这种洗涤方法称为置换洗涤法。 叶滤机的优点是设备紧凑，密闭操作，劳动条件较好，每次循环滤布不用装卸，劳动力较省。 三、转筒真空过滤机 1）转筒真空过滤机的结构 转筒真空过滤机是工业上应用最广的一种连续操作的过滤设备。设备的主体是一个能转动的水平圆筒，圆筒表面有一层金属网，网上覆盖滤布，筒的下部进入滤浆中，圆筒沿径向分割成若干扇形格，每个都有单独的孔道通至分配头上。圆筒转动时，凭借分配头的作用使这些孔道依次分别与真空管及压缩空气管相通，因而在回转一周的过程中每个扇形格表面即可顺序进行过滤、洗涤、吸干、吹松、卸饼等项操作 2）分配头的结构及工作原理 分配头由紧密贴合着的转动盘与固定盘构成，转动盘随筒体一起旋转，固定盘内侧面各凹槽分别与各种不同作用的管