礦大北京化工原理3-06

1、13-3-3 恒壓過濾恒壓過濾(u )積分邊界條件：積分邊界條件： 過濾時間過濾時間 0 e e + e 濾液體積濾液體積 0Ve Ve V+VeesVVpAkddV 12 則則(3-46)：(3-46a) 恒壓過濾恒壓過濾 p恒定，恒定，當(dāng)過濾條件確定后，當(dāng)過濾條件確定后，A、s、Ve也是常數(shù)。積分也是常數(shù)。積分(3-46a)： dpkAdVVVse12)()(12esVVvrpAddV )()()(12 eseedpkAVVdVV sprr)( /(Pa.s)m)/(12kvr 令：令：常數(shù)常數(shù)2把對應(yīng)濾介的把對應(yīng)濾介的“虛擬虛擬”段段和和過濾段過濾段積分邊界條積分邊界條件件分別代入式中積

2、分，可以得到兩個計算式：分別代入式中積分，可以得到兩個計算式： 222KAVVVe (3-50)eeKAV 22 spkK 12(其中其中(3-49)()(22222eeeeKAVVVVVV (3-51)+ (3-51)反映出時間與濾反映出時間與濾液體積間的拋物線關(guān)系。液體積間的拋物線關(guān)系。 + e + eb eOeV+VeV+VeVe3忽略濾介阻力，則：忽略濾介阻力，則： 過濾通量過濾通量q=V/A能能有效說明過濾設(shè)備的有效說明過濾設(shè)備的單單位面積過濾能力位面積過濾能力。如：。如： 22KAV (3-52) OV V + e + eb eOeV+VeV+VeVe當(dāng)物料、操作壓強(qiáng)確定后，當(dāng)物料

3、、操作壓強(qiáng)確定后，K、qe、 e 過濾過濾常數(shù)。常數(shù)。eeKAV 22 eeKq 2由由和和spkK 12)/(1vrk 知：知：4p171 例例3-9 在在 p=9.81 103Pa的恒壓下過濾的恒壓下過濾例例3-8中的懸浮液中的懸浮液(不可壓縮濾餅不可壓縮濾餅, r =1.333 1010m-2)。已知水的已知水的 =1.0 10-3Pa.s，濾介阻力可略，試求：，濾介阻力可略，試求：獲濾液獲濾液1.5 m3/ m2 需時為多少？需時為多少？將操作時間增將操作時間增加一倍，可再得多少濾液？加一倍，可再得多少濾液？ KAVq 222/vrpKs21 其中，不可壓縮濾餅的其中，不可壓縮濾餅的

4、s=0；21010333. 1 mrr解：解： 略去濾介阻力略去濾介阻力的恒壓過濾方程式的恒壓過濾方程式33/mm333.05 .0/1667.0 v5于是：于是：s10185092 q ( =2 , 再得多少濾液再得多少濾液) ？233/mm12. 210181042. 4 Kq23/mm62. 05 . 112. 2 qqqsKq509)1042. 4/(5 . 1/322 /sm1042. 4333. 010333. 11011081. 92231033 K63-3-4 恒速過濾恒速過濾與與先恒速后恒壓過濾先恒速后恒壓過濾常常數(shù)數(shù) RuqAVAddV /(3-53)恒速過濾恒速過濾q=

5、uR(3-54)或或(3-54a)RuAV 與時間成與時間成線性關(guān)系線性關(guān)系 常常數(shù)數(shù) Reuqqrvpddq)( 不可壓縮濾餅不可壓縮濾餅:將將(3-54)代入上式：代入上式：ReRuqurvp)( baurvqrvuReR 2(3-55a)esVVpAkddV 12 7維持恒速，在維持恒速，在 p 增大到一定值后轉(zhuǎn)為恒壓過濾增大到一定值后轉(zhuǎn)為恒壓過濾即：即：先恒速后恒壓先恒速后恒壓的過濾。的過濾。 RRdpkAVVdVVsVVee12)()( 設(shè)在設(shè)在恒速過濾結(jié)束時恒速過濾結(jié)束時，獲得濾液量為，獲得濾液量為VR，時間，時間為為 R，則轉(zhuǎn)入恒壓過濾時的積分式為：，則轉(zhuǎn)入恒壓過濾時的積分式為：

6、 式中式中(V-VR)和和( - R)分分別是別是進(jìn)入恒壓階段后進(jìn)入恒壓階段后獲得獲得的濾液量和使用的時間。的濾液量和使用的時間。)()(2)(222RReRKAVVVVV (3-56)esVVpAkddV 12 8幾種操作方式下的過濾方程幾種操作方式下的過濾方程恒壓過濾恒壓過濾恒速過濾恒速過濾先恒速后恒壓先恒速后恒壓(V+Ve)2=KA2( + e)q=u (V2-VR2)+2Ve(V-VR)=KA2( - R)V2+2VVe=KA2 V=uA (q2-qR2)+2qe(q-qR)=K( - R)(q+qe )2=K( + e)p=a +bq2+2qqe=K AVq)(2eVVrvpAddV

7、 rpK 293-3-5 過濾常數(shù)及壓縮性指數(shù)的測定過濾常數(shù)及壓縮性指數(shù)的測定一、恒壓下一、恒壓下K、qe及及 e 的測定的測定實(shí)驗(yàn)依據(jù)實(shí)驗(yàn)依據(jù)：)()(2eeKqq (3-51a)對上式微分：對上式微分： Kddqqqe )(2eqKqKdqd22 或：或：(3-57)實(shí)驗(yàn)取數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)取數(shù)據(jù)：序號序號 q q / q10數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理：2/K2qe/K q 求出求出qe和和K；代入；代入(3-51a)求得求得 e 。該法精度。該法精度差些。差些。 Kqqqe 22若只有兩組若只有兩組q 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，由，由(3-50a)eqKqKdqd22 qq)()(2eeKqq 由斜率由斜率=2/K，求出，

8、求出K ;由截距由截距=2qe/K ，求出，求出qe ；由由q2+2qqe=K ， =0，q=0，求出求出 e= qe2/K。11eqKqKq21 另解：另解： Kqqqe 22方程兩邊同除以Kqq /q2qe/K由斜率由斜率=1/K，求出，求出K ;由截距由截距=2qe/K ，求出，求出qe ；注意兩種方法的區(qū)別！12二、二、壓縮性指數(shù)壓縮性指數(shù) s 及物料特性常數(shù)及物料特性常數(shù) k 的測定的測定 需要需要若干組不同若干組不同 p下下的的“恒壓過濾實(shí)驗(yàn)數(shù)恒壓過濾實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)據(jù)”，并求出各組的，并求出各組的 K。于是：于是：lgK lgpLg pLgK(1-s)Lg(2k)依據(jù)依據(jù)：spkK 12

9、兩邊取對數(shù)兩邊取對數(shù)：)2lg(lg)1(lgkpsK 133-3-6 過濾設(shè)備過濾設(shè)備 一、板框壓濾機(jī)一、板框壓濾機(jī) 該設(shè)備由兩種不同的該設(shè)備由兩種不同的“板板”和一種和一種“框框”配配套組套組合而成。在框的兩側(cè)覆以濾布，依靠螺旋壓力和合而成。在框的兩側(cè)覆以濾布，依靠螺旋壓力和液壓將板和框們壓緊。間歇操作。液壓將板和框們壓緊。間歇操作。洗滌時：洗滌時： 過濾時：過濾時：過濾面積過濾面積A=2 板框面積板框面積 濾液路徑濾液路徑=1/2框厚框厚 餅厚餅厚=(L+Le)E 洗滌面積洗滌面積=1 板框面積板框面積 洗液路徑洗液路徑=1.0框厚框厚 (L+Le)w =2(L+Le)E 14為回收濾餅

10、中的濾液或凈化濾餅為回收濾餅中的濾液或凈化濾餅洗滌洗滌。)(2)( 21eesEVVKALLrpAddV 洗滌速率洗滌速率：)(8412eEwVVKAddVddV (3-57)過濾終了時的過濾速率過濾終了時的過濾速率： 洗液中不含固相，洗液中不含固相，在過濾結(jié)束后維持過在過濾結(jié)束后維持過濾終了時的壓強(qiáng)，恒壓下洗滌速率濾終了時的壓強(qiáng)，恒壓下洗滌速率wddV)/( 為常數(shù)。為常數(shù)。esVVpAkddV 12 15當(dāng)洗水的當(dāng)洗水的 或洗滌時的或洗滌時的 p 與濾液或過濾時的與濾液或過濾時的 生產(chǎn)能力生產(chǎn)能力：按整個間歇操作周期：按整個間歇操作周期(過濾過濾、洗洗滌滌、卸渣卸渣、清理清理和和裝合裝合)

11、所用時間為計算單位。所用時間為計算單位。 wwwwpp p有顯著差異，修正洗滌時間：有顯著差異，修正洗滌時間：16p182 例例3-11 對對每每m3水水中含有中含有 25kg某種顆粒某種顆粒的懸浮液用具有的懸浮液用具有26個框的個框的BMS20/635-25的板框壓的板框壓濾機(jī)過濾。入口處漿料表壓為濾機(jī)過濾。入口處漿料表壓為3.39 105Pa，溫度，溫度25；洗水的溫度、表壓同濾漿的，體積為濾液；洗水的溫度、表壓同濾漿的，體積為濾液的的8%；每次卸渣、清理和裝合需時；每次卸渣、清理和裝合需時15min。 s=2930 kg/m3， 濕餅濕餅=1930 kg/m3。求：生產(chǎn)能力求：生產(chǎn)能力m

12、3濾液濾液/h。已知恒壓過濾方程式為：。已知恒壓過濾方程式為：)81.2(10678.1)0217.0(42 q)()(2eeKqq 17解：解：過濾面積過濾面積22m21262)635. 0( A濾框總?cè)莘e濾框總?cè)莘e設(shè)設(shè)1 m3濾餅中濾餅中含水量為含水量為x kg，有：，有：32262. 026025. 0)635. 0(m 1 m3濾餅濾餅=濾渣體積濾渣體積+濾液體積濾液體積=1100029301930 xx 1 m3濾餅中濾餅中濾渣質(zhì)量濾渣質(zhì)量= 1930 518 = 1412 kg生成生成1 m3 濾餅濾餅需需濾漿質(zhì)量濾漿質(zhì)量為：為：餅餅3kg/m57890)251000(251412

13、 x = 518 kg18對應(yīng)生成的對應(yīng)生成的濾液質(zhì)量濾液質(zhì)量為為:濾液體積濾液體積為：為：55960 /1000 = 55.96 m357890 - 1930 = 55960 kg / m3餅，餅，過濾機(jī)全部框充滿濾餅過濾機(jī)全部框充滿濾餅時，生成的時，生成的濾液體積濾液體積為：為：3m66.14262. 096.55 V過濾終了時過濾終了時的的過濾通量過濾通量23/mm6981. 021/66.14/ AVq過濾時間過濾時間 ：)81. 2(10678. 1)0217. 0(42 q)81. 2(10678. 1)0217. 06981. 0(42 = 3085 s19洗滌時間洗滌時間 w：

14、過濾終了時的過濾速率過濾終了時的過濾速率 /sm10448. 2)0217. 06981. 0(210678. 121334 )(2eEqqKAddV 洗液體積洗液體積3m173. 166.1408. 0%8 VVw20洗滌時間洗滌時間s191710448. 241173. 1413 EwwwwddVVddVV 生產(chǎn)能力生產(chǎn)能力DwVQ 3600/hm942. 815601917308566.1436003濾濾液液 21圖片圖片PAE型系列微型系列微孔精密過濾機(jī)孔精密過濾機(jī)-海寧豐源海寧豐源MF濾芯示意圖濾芯示意圖PE濾棒濾棒板框式壓濾機(jī)板框式壓濾機(jī)超濾機(jī)超濾機(jī)-海寧豐源帶式過濾機(jī)帶式過濾機(jī)隔膜壓榨型隔膜壓榨型電電 滲滲 析析22二、加壓液濾機(jī)二、加壓液濾機(jī) 洗滌洗滌與與過濾過濾E具有具有相同的相同的濾濾餅厚度餅厚度和和過濾面積過濾面積。)(22eEwVVKAddVddV 23三、轉(zhuǎn)筒過濾機(jī)三、轉(zhuǎn)筒過濾機(jī) 用隔板將用隔板將轉(zhuǎn)筒內(nèi)轉(zhuǎn)筒內(nèi)分為分為若干相互隔離的扇形小若干相互隔離的扇形小室室。各小室在筒側(cè)壁上均開一小圓孔與。各小室在筒側(cè)壁上均開一小圓孔與分配頭分配頭相相通。按需要獲得通。按需要獲得“抽真空抽真空”或或“壓縮空氣壓縮空氣”。 轉(zhuǎn)筒表面轉(zhuǎn)筒表面有一層金屬網(wǎng)，外面覆以濾布。過有一層金屬網(wǎng)，外面覆以濾布。過濾時浸入濾漿的小室與濾時浸入濾漿的小