[理学]化工原理第三章 第四节.ppt

第三章 沉降与过滤 一、悬浮液的过滤 二、过滤速率基本方程式 三、恒压过滤 四、过滤设备 一、悬浮液的过滤 1、过滤的概念 (2)干渣质量与滤液体积的比值w 设悬浮液中固体颗粒的质量分数以X表， ； CX为单位质量悬浮液可得湿滤渣的质量； 1－CX为单位质量悬浮液可得滤液的质量； X/(1-CX)为干渣与滤液的质量比， 滤层饼中毛细孔道，滤液流速很小，属于层流。 过滤介质阻力看作是获得当量滤液量Ve时所形成的滤饼层的阻力 过滤介质阻力： 总推动力 ΔP=ΔPc+ΔPm 过滤阻力R=Rc＋Rm 三、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。 （二）过滤常数的测定 在恒定过滤时 之间具有线性关系，直线的斜率为 ，截距为 。 四、过滤设备 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。 3 离心过滤机 离心过滤是藉旋转液体产生的径向 压差作为过滤的推动力。离心过滤 在各种间歇或连续操作的离心过滤 机中进行。间歇式离心机中又有人 工及自动卸料之分。 三足式离心机是一种常用的人工 卸料的间歇式离心机，图3-24为其结 构示意图。离心机的主要部件是一篮 式转鼓，壁面钻有许多小孔，内壁衬 有金属丝及滤布。整个机座和外罩藉 三根弹簧悬挂于三足支柱上，以减轻 运转时的振动。 三足式离心机的转鼓直径一般很大，转速不高（2000r/min）,过滤面积约为0.6～2.7m2。它与其他型式的离心机相比，具有构造简单，运转周期可灵活掌握等优点，一般可用于间歇生产过程中的小批量物料的处理，尤其适用与各种盐类结晶的过滤和脱水，晶体较少受到破损。它的缺点是卸料时的劳动条件较差，转动部位位于机座下部，检修不方便。 （1） 刮刀卸料式离心机 图为刮刀卸料离心机的示意图。悬浮液从加热管进入连续运转的卧式转鼓，机内设有粑齿以使沉积的滤渣均布于转鼓内壁。得滤饼达到一定厚度时，停止加料，进行洗涤、沥干。然后，藉液压传动的刮刀逐渐向上移动，将滤饼刮入卸料斗卸出机外，然后清洗转鼓。整个操作周期均在连续运转中完成，每一步骤均采用自动控制的液压操作。 （2） 活塞往复式卸料离心机 这种离心机的加料过滤、洗涤、沥干、卸料等操作同时在转鼓内的不同部位进行，图3-25为其结构示意图。料液加入旋转的锥形料斗后被洒在近转鼓底部的一小段范围内，形成约mm厚的滤渣层。转鼓底部装有与转鼓一起旋转的推料活塞，其直径梢小于转鼓内壁。活塞与料斗还一起做往复运动，将滤渣逐步推向加料斗的右边。 （3）离心力自动卸渣离心机 图3－26所示： 这种离心机结构简单，造价低廉，功率消耗小。但对悬浮液的浓度和固体颗粒大小的波动敏感。其生产能力大，分离因数约为1500～2500，可分离固体颗粒浓度较浓、粒度为0.04～1mm的悬浮液。 扇形格转至12的位置时，洗涤水喷洒于滤饼上，此时扇形格与固定盘上的凹槽g相通，经另一真空管道吸走洗水。扇形格12、13所处的位置称为洗涤区。扇形格11对应于固定盘上凹槽f与g之间,不与任何管道相连通，该位置称为不工作区。 当扇形格有一区转入另一区时，因有不工作区的存在，使操作区不致相互串通。扇形格14的位置称为吸干区，15为不工作区。扇形格16、17与固定盘凹槽h相通，在与压缩空气管道相连，压缩空气从内向外穿过滤布而将滤饼吹松，随后由刮刀将滤饼卸除。扇形格16、17的位置称为吹松区及卸料区，18为不工作区。如此连续运转，整个转筒表面上便构成了连续的过滤操作。 转筒的过滤面积一般为5～40m2，浸没部分占总面积的30%～40%。转速可在一定范围内调整，通常为0.1～3r/min。滤饼厚度一般保持在40mm以内，转筒过滤机所得滤饼中的液体含量很少低于10%，常可达30%左右。 转筒真空过滤机的优点是能连续自动操作，省人力，生产能力大，适用于处理易含过滤颗粒的浓悬浮液。 缺点是附属设备较多，投资费用高，过滤面积不大。过滤推动力有限，不易过滤高温的悬浮液。 图3-24 三足式离心机 刮刀卸料式离心式 1—进料管；2—转鼓；3—滤网；4—外壳；5—滤饼 图3-25 活塞推料离心机 * * 第 四 节 过 滤 利用能让液