化工原理第三章沉降与过滤概要.ppt

非均相物系由分散相和连续相组成 （二）过滤基本方程 ?p ?p1 ?p2 滤液 过滤速率 ——过滤基本方程 则 适用于不可压缩滤饼。 定义：过滤操作在恒定压强下进行时称为恒压过滤。 滤饼不断变厚； 阻力逐渐增加； 推动力Δp 恒定； 过滤速率逐渐变小。 特点： 三、恒压过滤 K为常数 ——恒压过滤方程式 （一）滤液体积与过滤时间的关系 恒压过滤方程式中的K 称为过滤常数，由物料特性及过滤压强差决定。 V o ? ?1 V1 A (二) 过滤常数的测定 q ?/q ? /q～q 为直线关系， 其斜率为 ，截距为 由斜率=1/K，求出K; 由截距=2qe/K ，求出qe； 三、过滤设备及操作 （一）板框过滤机 ——横穿洗涤法 卸渣、清洗、组装 特点： 同部位、不同时间进行不同的操作。 过滤： 洗涤： 滤液排出：明流、暗流 （二）转筒真空过滤机 1.结构与操作 过滤区： 1－4 吹、卸滤渣区： 11－12 吸干洗涤区： 5－10 5 1 11 4 10 8 1 3 2 12 特点：同时间、不同部位进行不同的操作。 设转筒的转速为N (1/s) 操作周期： 浸液率： （浸没分数） ? N 有效过滤时间： 2. 生产能力 恒压过滤： 生产能力： 当过滤介质阻力忽略时: （三） 离心过滤机 1.悬筐式离心机 2.往复活塞推渣离心机 3.离心力自动卸渣离心机 含尘气体从圆筒上部长方形切线进口进入。入口气速约为15～20m/s。 含尘气体沿圆筒内壁作旋转流动。颗粒的离心力较大，被甩向外层，气流在内层。气固得以分离。 在圆锥部分，旋转半径缩小而切向速度增大，气流与颗粒作下螺旋运动。 在圆锥的底部附近，气流转为上升旋转运动，最后由上部出口管排出； 固相沿内壁落入灰斗。 外圆筒 内圆筒 锥形筒 切向入口 关风器 (防止空气进入) 含尘气体 固相 净化气体 外螺旋 内螺旋 工作过程 标准旋风分离器的尺寸 H1 H2 S B D D1 h ui 2. 临界颗粒直径 ui b 假设： 切向速度ut=进口速度ui 颗粒沉降的最大距离b 层流 rm——平均旋转半径 能够100％除去的最小粒径。 n——旋转圈数 沉降时间： 停留时间： 沉降分离条件： 沉降速度： 临界颗粒直径： 讨论： （1）b dpc D 旋风分离器越大，分离效果越不好 所以生产能力较大时，一般采用多个小旋风分离器并联。 （2）ui dc 分离效果好 流动阻力大 3. 气体通过旋风分离器的压力降 一般 ?p= 0.3~2 kPa 进、排气与筒壁之间的摩擦损失； 进入时突然扩大的局部阻力； 旋转中动能损失 造成气体压力降： 由于: 圆筒直径一般为200～800mm，有系列尺寸。 进口速度一般为15～20m/s。 压力损失约为1～2kPa。 分离的颗粒直径约为5 ?m，dpc50=1~2 ?m 。 主要技术参数 例：温度为20℃，压力为0.101Mpa，流量为2.5m3/s的含尘空气，用标准旋风分离器除尘。粉尘密度为2500kg/m3，试计算临界粒径。并计算压损。 解： 20℃，0.101Mpa时空气的： ?=1.21kg/m3，?=1.81×10-5Pa?s 1、确定进口气速：ui=20m/s (15-20m/s) 2、计算D和b：流量 qV=Aui=Bhu B=D/5,h=3D/5 2.5=(D/5)×(3D/5)×20 D=1.041m 取 D=1100 mm 旋风分离器的选用 此时 3、 求dpc 4、求?p 由于分离器各部分的尺寸都是D的倍数，所以只要进口气速ui相同，不管多大的旋风分离器，其压力损失都相同。 压力损失相同时，小型分离器的B=D/5值较小，则小型分离器的临界粒径较小。 旋风分离器的使用 双联 四联 用若干个小旋风分离器并来代替一个大旋风分离器，可以提高分离效率。 (二) 旋液分离器 利用离心力的作用，使悬浮液中固体颗粒增稠或使粒径不同及密度不同的颗粒进行分级。 结构和工作原理： 与旋风分离器相似。 悬浮液从圆筒上部的切向进口进入器内，旋转向下流动。 工作过程： 液流中的颗粒受离心力作用，沉降到器壁，并随液流下降到锥形底的出口，成为较稠的悬浮液而排出，称为底流。 澄清的液体或含有较小较轻颗粒的液体，则形成向上的内旋流，经上部中心管从顶部溢流管排出，称为溢流。 液体的粘度约为气体的50倍，液体的(ρp-ρ)比气体的小，悬浮液的进口速度也比含尘气体的小，所以同样大小和密度的颗粒， 沉降速度远小于含尘气体在旋风分离器中的沉