《化工原理》课件 章节2非均相物系分离.ppt

第 2 章 非均相物系分离 2.1 概述 2.1 颗粒沉降 2.3 过滤 2.2.2.2 重力沉降设备－－降尘室 （1）降尘室的结构 2.2.3.1 离心沉降速度ur 2.2.3.2 旋风分离器(1)操作原理 (2)旋风分离器的性能 旋风分离器性能的主要操作参数为气体处理量， 分离效率和气体通过旋风分离器的压强降。 ① 气体处理量 旋风分离器的处理量由入口的气速决定，入口气体流量是旋风分离器最主要的操作参数。 一般入口气速ui在15～25m/s。 旋风分离器的处理量 2.3 过滤 过滤:利用能让液体通过而截留固体颗粒的多孔介质（过滤介质），使悬浮液中固液得到分离的单元操作。 滤浆:过滤操作中所处理的悬浮液 滤液:通过多孔介质的液体 滤渣（滤饼）:被截留住的固体物质 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。 颗粒床层的特性 空隙率:单位体积床层中的空隙体积，用ε表示（ m3/m3 ）。 床层比表面积：单位体积颗粒所具有的表面积，用a表示。 2.3.2 过滤基本方程 （1）颗粒床层的简化模型 原则： ① ② （2）流体压降 类似于层流的? 称为康采尼常数 康采尼方程 L ? ——滤饼两侧的压强差，即过滤推动力 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。 (5)洗涤速率与洗涤时间 1）洗涤速率（恒速）单位时间内消耗的洗水容积 。 过滤终了时的速率为： 洗涤速率为： 2）洗涤时间 2.3.3.1 板框压滤机 1）板框压滤机的构造 结构：滤板、滤框、夹紧机构、机架等组成。 滤板：凹凸不平的表面，凸部用来支撑滤布，凹槽是滤液的流道。滤板右上角的圆孔，是滤浆通道；左上角的圆孔，是洗水通道。 洗涤板：左上角的洗水通道与两侧表面的凹槽相通，洗水流进凹槽 洗涤板：洗水通道与两侧表面的凹槽不相通。 滤框： 滤浆通道：滤框右上角的圆孔 洗水通道：滤框左上角的圆孔 2.3.3.3 过滤机生产能力的计算 过滤机的生产能力 ：单位时间的滤液体积或滤渣体积，m3/s 恒速过滤方程 恒压下K、qe、θe的测定 由恒压过滤方程 微分 对于一定恒压下过滤的悬浮液，测出延续的时间及滤液的累计量q（按单位面积计）的数据，然后算出一系列的Δθ与Δq的对应值 实验原理： 0 0 0 0 θ q 然后在直角坐标纸上从Δθ/Δq为纵坐标，以q为横坐标进行标绘，可得到一斜率为1/K，截距为2qe/K的直线。 求得 2qe/K 1/K Δθ/Δq 例：过滤一种固体颗体积分数为0.1的悬浮液,滤饼含水的体积分数为0.5,颗粒不可压缩,经实验测定滤饼比阻为1.3×10-11m-2,水的粘度为1.0×10-3Pa.s。在压强差恒为9.8×104Pa的条件下过滤,假设滤布阻力可以忽略,试求： 1）每m2过滤面积上获得1.5m3滤液所需的过滤时间。 2）如将此过滤时间延长一倍,可再得滤液多少？ 解：1）过滤时间 ∵滤布阻力可忽略 2)求过滤时间加倍时的滤液量 工业上使用的典型过滤设备： 按操作方式分类：间歇过滤机、连续过滤机 按操作压强差分类：压滤、吸滤和离心过滤 板框压滤机（间歇操作） 转筒真空过滤机（连续操作） 过滤式离心机 2.3.3 过滤设备 滤板 洗涤板：三钮板 非洗板：一钮板 滤框：二钮 滤板与滤框装合时，按钮数以1-2-3-2-1-2的顺序排列。 为了避免这两种板和框的安装次序有错，在铸造时常在板与框的外侧面分别铸有一个、两个或三个小钮。 滤浆 洗水 滤板 滤框 洗板 滤布 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