第3章非均相物系的分離ppt課件

1、第第3 3章章 非均相物系的分離非均相物系的分離混合物混合物 均相混合物均相混合物 非均相混合物非均相混合物 物系內(nèi)部各處物料性質(zhì)均勻而且不物系內(nèi)部各處物料性質(zhì)均勻而且不存在相界面的混合物。存在相界面的混合物。例如：互溶溶液及混合氣體例如：互溶溶液及混合氣體 物系內(nèi)部有隔開兩相的界面存在且物系內(nèi)部有隔開兩相的界面存在且界面兩側(cè)的物料性質(zhì)截然不同的混界面兩側(cè)的物料性質(zhì)截然不同的混合物。合物。例例如如固體顆粒和氣體構(gòu)成的含塵氣體固體顆粒和氣體構(gòu)成的含塵氣體固體顆粒和液體構(gòu)成的懸浮液固體顆粒和液體構(gòu)成的懸浮液 不互溶液體構(gòu)成的乳濁液不互溶液體構(gòu)成的乳濁液 液體顆粒和氣體構(gòu)成的含霧氣體液體顆粒和氣體構(gòu)

2、成的含霧氣體非均相混合物機(jī)械分離的目的：非均相混合物機(jī)械分離的目的：(1)(1)回收有價(jià)值的分散組分回收有價(jià)值的分散組分(2)(2)凈化分散介質(zhì)凈化分散介質(zhì), ,可以進(jìn)一步加工處理可以進(jìn)一步加工處理(3)(3)環(huán)境保護(hù)和安全生產(chǎn)環(huán)境保護(hù)和安全生產(chǎn)分離依據(jù)和作用力的不同，非均相混合物的分離方法主要有分離依據(jù)和作用力的不同，非均相混合物的分離方法主要有以下幾種：以下幾種：（1 1依據(jù)連續(xù)相的分散相的密度差異，在重力場(chǎng)或離心力依據(jù)連續(xù)相的分散相的密度差異，在重力場(chǎng)或離心力場(chǎng)分離。場(chǎng)分離。（2 2依據(jù)兩相對(duì)固體多孔介質(zhì)透過性的差異，在重力、壓依據(jù)兩相對(duì)固體多孔介質(zhì)透過性的差異，在重力、壓強(qiáng)差或離心力的

3、作用下，液體透過介質(zhì)而分散的固體顆粒受強(qiáng)差或離心力的作用下，液體透過介質(zhì)而分散的固體顆粒受到阻擋被分離出來。到阻擋被分離出來。（3 3依據(jù)兩相電性質(zhì)的差異，在電場(chǎng)力的作用下進(jìn)行分離。依據(jù)兩相電性質(zhì)的差異，在電場(chǎng)力的作用下進(jìn)行分離。 通過本章的學(xué)習(xí)，要重點(diǎn)掌握沉降和過濾這兩種通過本章的學(xué)習(xí)，要重點(diǎn)掌握沉降和過濾這兩種機(jī)械分離操作的原理、過程計(jì)算、典型設(shè)備的結(jié)構(gòu)與機(jī)械分離操作的原理、過程計(jì)算、典型設(shè)備的結(jié)構(gòu)與特性，能夠根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，合理選擇設(shè)備類型和特性，能夠根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，合理選擇設(shè)備類型和尺寸。尺寸。3.1 3.1 顆粒的特性顆粒的特性3.1.1 3.1.1 單一顆粒的特性參數(shù)單一顆粒的

4、特性參數(shù) 表示顆粒大小的幾何參數(shù)：大小尺寸）、外形、表示顆粒大小的幾何參數(shù)：大小尺寸）、外形、表面積或比表面積）。表面積或比表面積）。圖圖3-1 3-1 不同形狀顆粒示意圖不同形狀顆粒示意圖 形狀規(guī)則的顆粒形狀規(guī)則的顆粒(1)大大 小：用顆粒的某一個(gè)或某幾個(gè)特征尺寸表示，小：用顆粒的某一個(gè)或某幾個(gè)特征尺寸表示， 如球形顆粒的大小用直徑如球形顆粒的大小用直徑ds表示。表示。(2)比表面積：?jiǎn)挝惑w積顆粒所具有的表面積，其單位為比表面積：?jiǎn)挝惑w積顆粒所具有的表面積，其單位為m2/m3 ,對(duì)球形顆粒為：對(duì)球形顆粒為： 形狀不規(guī)則的顆粒形狀不規(guī)

5、則的顆粒(1)(1)顆粒的形狀系數(shù)：用形狀系數(shù)表示顆粒的形狀，最常顆粒的形狀系數(shù)：用形狀系數(shù)表示顆粒的形狀，最常用的形狀系數(shù)是球形度用的形狀系數(shù)是球形度，它的定義式為，它的定義式為 sssssdddVAa6)6/1(32 非球形顆粒的表面積非球形顆粒的表面積的球的表面積的球的表面積與非球形顆粒體積相等與非球形顆粒體積相等 體積當(dāng)量直徑體積當(dāng)量直徑deV，即體積等于顆粒體積的球形顆粒的直，即體積等于顆粒體積的球形顆粒的直徑為非球形顆粒的等體積當(dāng)量直徑。徑為非球形顆粒的等體積當(dāng)量直徑。 比表面積當(dāng)量直徑比表面積當(dāng)量直徑dea，即將比表面積等于顆粒比表面積，即將比表面積等于顆粒比表面積的球形顆粒的直

6、徑定義為非球形顆粒的等比表面積當(dāng)量直的球形顆粒的直徑定義為非球形顆粒的等比表面積當(dāng)量直徑。徑。eVeaeaeVddadVd 663eeedadSdV 6623 通常使用等體積當(dāng)量直徑：通常使用等體積當(dāng)量直徑： 工業(yè)生產(chǎn)中常遇到流體通過大小不等的混合顆粒工業(yè)生產(chǎn)中常遇到流體通過大小不等的混合顆粒群的流動(dòng)，此時(shí)常認(rèn)為這些顆粒形狀一致，只考慮大群的流動(dòng)，此時(shí)常認(rèn)為這些顆粒形狀一致，只考慮大小不同。常用篩分的方法測(cè)得粒度分布，再求其相應(yīng)小不同。常用篩分的方法測(cè)得粒度分布，再求其相應(yīng)的平均特性參數(shù)的平均特性參數(shù)3.1.2 3.1.2 混合顆粒的特性參數(shù)混合顆粒的特性參數(shù) 顆粒的篩分尺寸顆粒

7、的篩分尺寸 對(duì)于工業(yè)上常見的中等大小的混合顆粒，一般采用對(duì)于工業(yè)上常見的中等大小的混合顆粒，一般采用一套標(biāo)準(zhǔn)篩進(jìn)行測(cè)量，這種方法稱為篩分。一套標(biāo)準(zhǔn)篩進(jìn)行測(cè)量，這種方法稱為篩分。 標(biāo)準(zhǔn)篩：有不同的系列，其中泰勒標(biāo)準(zhǔn)篩：有不同的系列，其中泰勒Tyler標(biāo)準(zhǔn)篩是較為常用的標(biāo)準(zhǔn)篩之標(biāo)準(zhǔn)篩是較為常用的標(biāo)準(zhǔn)篩之一，其篩孔的大小以每英寸長(zhǎng)度篩網(wǎng)上一，其篩孔的大小以每英寸長(zhǎng)度篩網(wǎng)上所具有的篩孔數(shù)目表示，稱為目。所具有的篩孔數(shù)目表示，稱為目。 篩號(hào)篩號(hào)(目數(shù)目數(shù))：每英寸邊長(zhǎng)的篩孔數(shù)目；：每英寸邊長(zhǎng)的篩孔數(shù)目； 篩過量：通過篩孔的顆粒量；篩過量：通過篩孔的顆粒量； 篩余量：截留于篩面上的顆粒量。篩余量：截留于篩

8、面上的顆粒量。 顆粒的篩分尺寸顆粒的篩分尺寸:21iipiddd 算算術(shù)術(shù)平平均均：iipiddd1 幾幾何何平平均均： 顆粒群的平均特性參數(shù)顆粒群的平均特性參數(shù) 平均比表面積：平均比表面積：)/6(iaiiimdxaxa 顆粒群的等比表面積當(dāng)量直徑：顆粒群的等比表面積當(dāng)量直徑：)/1(/1/6imaimadxad 3.2 3.2 沉沉 降降根據(jù)沉降作用力可分為：重力沉降、離心沉降根據(jù)沉降作用力可分為：重力沉降、離心沉降根據(jù)沉降粒子間相互影響程度可分為：自由沉降和干擾沉降根據(jù)沉降粒子間相互影響程度可分為：自由沉降和干擾沉降3.2.1 3.2.1 顆粒顆粒- -流體間的阻力流體間的

9、阻力42220dduF 阻力：阻力：（N）阻力系數(shù)阻力系數(shù)(1)(1)牛頓阻力定律牛頓阻力定律 (2)阻力曳力系數(shù)阻力曳力系數(shù): 與流體的流動(dòng)阻力系數(shù)類似，阻力與流體的流動(dòng)阻力系數(shù)類似，阻力曳力系數(shù)與顆粒沉降雷諾數(shù)有關(guān)，即曳力系數(shù)與顆粒沉降雷諾數(shù)有關(guān)，即)(Re0f 00Redu 留意：其中留意：其中d為顆粒直徑，為顆粒直徑，u0為顆粒的沉降速度，為顆粒的沉降速度，、分別分別為流體的密度與粘度。為流體的密度與粘度。 實(shí)驗(yàn)獲得實(shí)驗(yàn)獲得與與Rep的關(guān)系：的關(guān)系：曳力系數(shù)曳力系數(shù)與與ReP的關(guān)系：的關(guān)系：(1) 圓球圓球 (2) 圓盤圓盤 (3) 圓柱圓柱10-410-310-210-11.0101

10、0210310410510610-11.010102103105ReP (1) (2) (3) 通過實(shí)驗(yàn)得到曳力系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系繪成算圖通過實(shí)驗(yàn)得到曳力系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系繪成算圖,將他們將他們回歸成關(guān)聯(lián)式為：回歸成關(guān)聯(lián)式為： 過渡區(qū)過渡區(qū)Allen區(qū)，區(qū)， 2 Re0 500） 6 . 00Re5 .18 湍流區(qū)牛頓區(qū)，湍流區(qū)牛頓區(qū)， 500 Re0 200000后，后，驟然下降，在驟然下降，在Re0 =(310)105范圍范圍內(nèi)可近似取內(nèi)可近似取= 0.1。 層流區(qū)層流區(qū)Stokes區(qū)，區(qū)，Re0 2或或0.3） 0Re24 （Stokes定律）定律）3.2.2 3.2.2 重力沉降重力沉

11、降（1球形顆粒的自由沉降速度球形顆粒的自由沉降速度 以重力的方向?yàn)檎较蛞灾亓Φ姆较驗(yàn)檎较?Fb 浮力浮力 Fd 阻力阻力 Fg 重力重力maFFFF bdg阻力阻力浮力）浮力）（重力（重力什么情況下顆粒在流體中會(huì)發(fā)生沉降過程？什么情況下顆粒在流體中會(huì)發(fā)生沉降過程？ 直徑為直徑為d、顆粒密度為、顆粒密度為s的球形顆粒在密度為流體中的重的球形顆粒在密度為流體中的重力和浮力分別為：力和浮力分別為： gdFs3g6 重力：重力：（N）gdF 3b6 浮力：浮力：（N） t u u0加速段加速段勻速段勻速段 顆粒做勻速運(yùn)動(dòng)，沉降速度恒定不變，該速度稱為自由顆粒做勻速運(yùn)動(dòng)，沉降速度恒定不變，該速度稱為

12、自由沉降速度。達(dá)到恒定的沉降速度時(shí)，合力為：沉降速度。達(dá)到恒定的沉降速度時(shí)，合力為： 042662203s3 madugdgdF 42220dduF 阻力：阻力：（N）阻力系數(shù)阻力系數(shù) 34s0gdu （球形顆粒的自由沉降速度）（球形顆粒的自由沉降速度）過渡區(qū)過渡區(qū)Allen區(qū)，區(qū)， 2 Re0 500） 6 . 00Re5 .18 6 . 000Re269. 0 sgdu湍流區(qū)牛頓區(qū)，湍流區(qū)牛頓區(qū)， 500 Re0 200000 ） 44. 0 sgdu74. 10層流區(qū)層流區(qū)Stokes區(qū)，區(qū)，Re0 2或或0.3） 0Re24 18s20gdu （Stokes定律）定律）（2不同區(qū)域的沉

13、降速度公式不同區(qū)域的沉降速度公式（3沉降速度的計(jì)算沉降速度的計(jì)算公式法公式法(試差法試差法)： 將以上阻力系數(shù)關(guān)系式代入自由沉降速度的計(jì)算式中將以上阻力系數(shù)關(guān)系式代入自由沉降速度的計(jì)算式中可得到計(jì)算沉降速度的公式。由于沉降速度未知可得到計(jì)算沉降速度的公式。由于沉降速度未知,雷諾數(shù)雷諾數(shù)無法計(jì)算，因此公式法也需要試差計(jì)算。無法計(jì)算，因此公式法也需要試差計(jì)算。 計(jì)算過程：計(jì)算過程：假設(shè)沉降處于層流區(qū)假設(shè)沉降處于層流區(qū)Stokes定律求定律求u0核算核算Re0若若Re0 2，則用相應(yīng)的公式求，則用相應(yīng)的公式求u0核算核算Re0因次分析法：因次分析法： 通過實(shí)驗(yàn)整理數(shù)據(jù)得到：通過實(shí)驗(yàn)整理數(shù)據(jù)得到：Ar

14、Ar6 . 018Re0 阿基米德準(zhǔn)數(shù)阿基米德準(zhǔn)數(shù) 23 gdArs Ar與沉降顆粒和流體的性質(zhì)、分離要求有關(guān)，根據(jù)已知與沉降顆粒和流體的性質(zhì)、分離要求有關(guān)，根據(jù)已知條件計(jì)算條件計(jì)算Ar ，然后由上式計(jì)算，然后由上式計(jì)算Re0 ，由，由Re0直接計(jì)算沉降速直接計(jì)算沉降速度度u0 ，不需要試差和校核。，不需要試差和校核。 （4分級(jí)沉降分級(jí)沉降 含有兩種直徑不同或密度不同的混合物，可以用沉降含有兩種直徑不同或密度不同的混合物，可以用沉降的方法加以分離。的方法加以分離。 密度不同的密度不同的a、b兩種顆粒采用分級(jí)沉降法分離，若兩種顆粒采用分級(jí)沉降法分離，若可用斯托克斯定律計(jì)算，則可用斯托克斯定律計(jì)算

15、，則a、b兩種顆粒達(dá)到相同沉降兩種顆粒達(dá)到相同沉降速度時(shí)：速度時(shí)： 18)(18)(22gdgdbbaa 2/1)( baabdd 6 . 1/1:12/1)(nnnddnbaab過過渡渡區(qū)區(qū)湍湍流流區(qū)區(qū)：層層流流區(qū)區(qū)： 通式：通式：（5 5其它因素對(duì)沉降速度的影響其它因素對(duì)沉降速度的影響 以上的沉降過程為在重力作用下球形顆粒的以上的沉降過程為在重力作用下球形顆粒的自由沉降：自由沉降： 顆粒為球形；顆粒為球形； 顆粒沉降時(shí)彼此相距較遠(yuǎn)，互不干擾；顆粒沉降時(shí)彼此相距較遠(yuǎn)，互不干擾； 容器壁對(duì)沉降的阻滯作用可以忽略；容器壁對(duì)沉降的阻滯作用可以忽略； 顆粒直徑不能小到受流體分子運(yùn)動(dòng)的影響。顆粒直徑不

16、能小到受流體分子運(yùn)動(dòng)的影響。 在實(shí)際情況中還需考慮以下因素的影響：在實(shí)際情況中還需考慮以下因素的影響： 非球形顆粒的沉降；非球形顆粒的沉降； 干擾沉降。干擾沉降。 例例1：某燒堿廠擬采用重力沉降凈化粗鹽水，粗鹽水：某燒堿廠擬采用重力沉降凈化粗鹽水，粗鹽水密度密度1200 kg/m3 ，粘度為，粘度為2.310-3 Pas，其中顆粒，其中顆?？煽醋髑蛐?，密度為可看作球形，密度為2640 kg/m3。求直徑為。求直徑為0.1mm的的顆粒的沉降速度。顆粒的沉降速度。解法解法1 1：試差法：試差法解法解法2 2：因次分析法：因次分析法- -阿

17、基米德數(shù)阿基米德數(shù)3.2.3 3.2.3 重力沉降設(shè)備重力沉降設(shè)備 降塵室降塵室集塵斗集塵斗氣體入口氣體入口氣體出口氣體出口降塵室降塵室含含塵塵氣氣體體凈凈化化氣氣體體顆粒顆粒降塵室操作示意圖降塵室操作示意圖 顆粒能夠沉降到集塵斗中有顆粒能夠沉降到集塵斗中有什么條件呢？什么條件呢？ 顆粒在降塵室中的沉降時(shí)間顆粒在降塵室中的沉降時(shí)間小于停留時(shí)間時(shí)，顆粒在流體離小于停留時(shí)間時(shí)，顆粒在流體離開降塵室前即可沉降到降塵室的開降塵室前即可沉降到降塵室的底部。底部。 0t 其中：其中：停留時(shí)間：停留時(shí)間：BHVLuLst 氣流速度氣流速度m/s 氣流流率氣流流率m3/stt與設(shè)

18、備尺寸及處理量有關(guān)，與顆粒性質(zhì)無關(guān)；與設(shè)備尺寸及處理量有關(guān)，與顆粒性質(zhì)無關(guān)； 沉降時(shí)間沉降時(shí)間 00uH 00與流體、顆粒的性質(zhì)、分離要求及降塵室的高度有關(guān)。與流體、顆粒的性質(zhì)、分離要求及降塵室的高度有關(guān)。 故顆粒在降塵室能沉降分離的具體條件是：故顆粒在降塵室能沉降分離的具體條件是：0uHuL B Vs u0 u L H顆粒在降塵室中的運(yùn)動(dòng)顆粒在降塵室中的運(yùn)動(dòng) 留意：當(dāng)某直徑的顆粒滿足留意：當(dāng)某直徑的顆粒滿足t0時(shí)，它能夠被完全時(shí)，它能夠被完全100%）地分離；當(dāng)某直徑的顆粒滿足）地分離；當(dāng)某直徑的顆粒滿足t dc時(shí)，時(shí)，pi =100%， d dc的顆粒能否被分離？的顆粒能否被分離？ 能，不

19、能被完全分離即能，不能被完全分離即pi 1%)的懸浮液，是工業(yè)生產(chǎn)中的主的懸浮液，是工業(yè)生產(chǎn)中的主要過濾方式。要過濾方式。 適用：懸浮液中顆粒尺寸甚小適用：懸浮液中顆粒尺寸甚小而且含量甚微而且含量甚微(0.1%)的場(chǎng)合。的場(chǎng)合。懸浮液懸浮液過濾介質(zhì)過濾介質(zhì)濾液濾液深層過濾深層過濾清液清液過濾介質(zhì)過濾介質(zhì)懸浮液懸浮液濾餅濾餅濾餅過濾濾餅過濾3.3.2 3.3.2 影響過濾的因數(shù)影響過濾的因數(shù)(1) 過濾介質(zhì)過濾介質(zhì) 要求：具有多孔性，足夠的機(jī)械強(qiáng)度。要求：具有多孔性，足夠的機(jī)械強(qiáng)度。 絲織物品：棉、麻、合纖、金屬網(wǎng)絲織物品：棉、麻、合纖、金屬網(wǎng)(濾布、濾紙濾布、濾紙)； 多孔性固體介質(zhì)：多孔塑料

20、；多孔性固體介質(zhì)：多孔塑料； 堆積介質(zhì)：砂、木炭、石棉粉等。堆積介質(zhì)：砂、木炭、石棉粉等。(3) 過濾推動(dòng)力過濾推動(dòng)力 克服流體流動(dòng)阻力，提高過濾速度?？朔黧w流動(dòng)阻力，提高過濾速度。 過濾推動(dòng)力過濾推動(dòng)力 : 重力、離心力、壓力差。重力、離心力、壓力差。 生產(chǎn)上常用壓差作推動(dòng)力，壓差有可調(diào)性生產(chǎn)上常用壓差作推動(dòng)力，壓差有可調(diào)性。 （3助濾劑助濾劑 助濾劑本身就是一性能良好的過濾介質(zhì)，是一種堅(jiān)硬助濾劑本身就是一性能良好的過濾介質(zhì)，是一種堅(jiān)硬、不規(guī)則的小顆粒，它能形成結(jié)構(gòu)疏松、空隙率大、不、不規(guī)則的小顆粒，它能形成結(jié)構(gòu)疏松、空隙率大、不可壓縮的濾餅，很大程度改善過濾難度。助濾劑使用方可壓縮的濾餅

21、，很大程度改善過濾難度。助濾劑使用方法主要有兩種：混合、預(yù)涂。法主要有兩種：混合、預(yù)涂。留意：當(dāng)濾餅是產(chǎn)品時(shí)不能使用助濾劑。留意：當(dāng)濾餅是產(chǎn)品時(shí)不能使用助濾劑。3.3.3 3.3.3 過濾過程的計(jì)算過濾過程的計(jì)算 過濾速度過濾速度 單位時(shí)間內(nèi)通過單位過濾面積的濾液體積單位時(shí)間內(nèi)通過單位過濾面積的濾液體積 。過濾。過濾是非定常操作，過濾時(shí)濾餅逐漸增厚，阻力隨之增大，是非定常操作，過濾時(shí)濾餅逐漸增厚，阻力隨之增大，故瞬時(shí)過濾速度表示如下：故瞬時(shí)過濾速度表示如下：smAddu/V 濾液通過濾渣層的流動(dòng)濾液通過濾渣層的流動(dòng)(一一)幾個(gè)概念幾

22、個(gè)概念(1)過濾的壓力差過濾的壓力差p；(2)恒壓過濾和恒速過濾；恒壓過濾和恒速過濾；(3)濾餅的壓縮性。濾餅的壓縮性。( (二二) )濾液通過濾餅層流動(dòng)的簡(jiǎn)化濾液通過濾餅層流動(dòng)的簡(jiǎn)化1. 1. 濾餅層特性濾餅層特性（1 1濾餅層空隙率濾餅層空隙率濾餅層體積濾餅層體積濾餅中空隙體積濾餅中空隙體積 顆粒體積顆粒體積顆粒表面積顆粒表面積 0a(2)(2)顆粒的比表面積顆粒的比表面積0a(3)(3)流道的平均長(zhǎng)度流道的平均長(zhǎng)度l l若濾餅的厚度為若濾餅的厚度為L(zhǎng) L，則，則l=K0Ll=K0L，對(duì)顆粒床層的層流流動(dòng)，對(duì)顆粒床層的層流流動(dòng)K0=5K0=5。)1(44440e alld積積）流流道道表表

23、面面積積（顆顆粒粒表表面面流流道道體體積積（空空隙隙體體積積）流流道道長(zhǎng)長(zhǎng)度度潤(rùn)潤(rùn)濕濕周周邊邊流流道道長(zhǎng)長(zhǎng)度度流流通通截截面面積積潤(rùn)潤(rùn)濕濕周周邊邊流流通通截截面面積積(4)(4)濾餅層濾液通道的當(dāng)量直徑濾餅層濾液通道的當(dāng)量直徑2.2.簡(jiǎn)化計(jì)算簡(jiǎn)化計(jì)算(1)濾液的真實(shí)流速濾液的真實(shí)流速u1若若u為按整個(gè)床層截面積計(jì)算的濾液平均流速，那么：為按整個(gè)床層截面積計(jì)算的濾液平均流速，那么： uu 1(2)流動(dòng)阻力可用哈根流動(dòng)阻力可用哈根泊謖葉方程表示：泊謖葉方程表示： 2e1132dlup 式中式中 l 濾餅孔道的平均長(zhǎng)度，濾餅孔道的平均長(zhǎng)度，m； u1為濾餅孔道中濾液的流速，為濾餅孔道中濾液的流速，

24、m/s； de 為孔道的當(dāng)量直徑，為孔道的當(dāng)量直徑，m。 (3)過濾速度過濾速度u LaKpAddVuLKapldpuuAddVue 2201302012111)1(232)1(/4320 3220)1(20 aKr令濾餅的比阻令濾餅的比阻，那么：，那么：LrpAddVu 1 濾餅兩側(cè)濾餅兩側(cè)的壓力差的壓力差過濾阻力過濾阻力過濾推動(dòng)力過濾推動(dòng)力過濾速率過濾速率 過濾基本方程過濾基本方程VALc 濾液體積濾液體積濾餅體積濾餅體積 ee21e21LLrprLrLpprLprLpAddVu 當(dāng)量濾餅層厚度，當(dāng)量濾餅層厚度，m eVVrcpAAddVu e01VVcrp

25、AAddVus sprr 0壓縮性指數(shù)壓縮性指數(shù) 過濾截面積不變，則以整個(gè)截面積計(jì)算的濾液通過濾餅過濾截面積不變，則以整個(gè)截面積計(jì)算的濾液通過濾餅層和過濾介質(zhì)的速度相等，即層和過濾介質(zhì)的速度相等，即AcVLAcVLee ,（不可壓縮濾餅）（不可壓縮濾餅）（可壓縮濾餅）（可壓縮濾餅） e2eVVrcpAddVVVrcpAAddVu crpcrpKs0122 令令sprr 0，其中，其中 e22VVKAddV 則則（3-36）令令q=V/A，qe=Ve/A e2qqKddq （3-36a） 過濾基本方程過濾基本方程 恒壓過濾計(jì)算式恒壓過濾

26、計(jì)算式 恒壓過濾時(shí)，對(duì)一定的懸浮液，恒壓過濾時(shí)，對(duì)一定的懸浮液，p和和K均為常數(shù)，均為常數(shù)，式式3-36積分，得積分，得 2e22KAVVV Kqqq e22 當(dāng)過濾介質(zhì)阻力與濾餅阻力相比較小可以忽略，那么當(dāng)過濾介質(zhì)阻力與濾餅阻力相比較小可以忽略，那么 Le= 0、Ve= 0、qe= 0時(shí)，有時(shí)，有 22KAV Kq 2實(shí)際生產(chǎn)過濾過程的進(jìn)行：實(shí)際生產(chǎn)過濾過程的進(jìn)行： 若在過濾過程中保持過濾推動(dòng)力恒定，那么在過濾若在過濾過程中保持過濾推動(dòng)力恒定，那么在過濾初始階段，濾餅還未形成時(shí)，過濾阻力小，過濾速率大初始階段，濾餅還未形成時(shí)，過濾阻力小，過濾速率大，隨著過濾的進(jìn)行，濾餅厚度不斷增大，過濾阻力

27、增大，隨著過濾的進(jìn)行，濾餅厚度不斷增大，過濾阻力增大，過濾速率下降；這種過濾方式為恒壓過濾。，過濾速率下降；這種過濾方式為恒壓過濾。 若要保證過濾過程的過濾速率恒定，那么在過濾過若要保證過濾過程的過濾速率恒定，那么在過濾過程中應(yīng)不斷提高過濾的推動(dòng)力，這種操作方式為恒速過程中應(yīng)不斷提高過濾的推動(dòng)力，這種操作方式為恒速過濾。濾。 若過濾過程中壓力和速率均無法恒定則為變壓變速若過濾過程中壓力和速率均無法恒定則為變壓變速過濾。過濾。 在工業(yè)應(yīng)用實(shí)際中采用哪種操作方式？恒壓？恒速？在工業(yè)應(yīng)用實(shí)際中采用哪種操作方式？恒壓？恒速？先恒速后恒壓？先恒壓后恒速？先恒速后恒壓？先恒壓后恒速？ 3.

28、3.3.5 恒速過濾計(jì)算式恒速過濾計(jì)算式）得得常常數(shù)數(shù)，由由式式（常常數(shù)數(shù)，即即363 VAVAddVu恒速過濾恒速過濾,過濾速度不變，即過濾速度不變，即 e22VVKAV 2e22KAVVV Kqqq e22 3.3.4 3.3.4 過濾常數(shù)的測(cè)定過濾常數(shù)的測(cè)定(2) 作圖法：作圖法： 2e22KAVVV Kqqq e22e21qKqKq KVKAVVVKAVVV、e222e22121e2122 (1)（3 3壓縮性指數(shù)壓縮性指數(shù)s s的測(cè)定的測(cè)定 BpsK log1logcrpcrpKs0122 令令sprr 0，其中，其中 對(duì)可壓縮的濾餅，測(cè)出不同壓差下的對(duì)可壓縮的濾餅，測(cè)出不同壓差下的

29、K值，用作圖值，用作圖法可求出法可求出s。3.3.5 3.3.5 濾餅的洗滌濾餅的洗滌（1 1洗滌目的：回收或除去濾餅里存留的濾液。洗滌目的：回收或除去濾餅里存留的濾液。（2） 洗滌速率和洗滌時(shí)間洗滌速率和洗滌時(shí)間 洗滌速率為單位時(shí)間的洗滌液用量。在洗滌過程中，濾餅洗滌速率為單位時(shí)間的洗滌液用量。在洗滌過程中，濾餅厚度不再增加，故洗滌過程的阻力不變，洗滌速率為常數(shù)。厚度不再增加，故洗滌過程的阻力不變，洗滌速率為常數(shù)。 W ddV洗滌速率：洗滌速率：WWW ddVV洗滌時(shí)間：洗滌時(shí)間：3.3.6 3.3.6 過濾設(shè)備過濾設(shè)備 葉濾機(jī)葉濾機(jī)(1)構(gòu)造：矩形或圓形的濾葉

30、；由金屬網(wǎng)組成的框架上覆以濾構(gòu)造：矩形或圓形的濾葉；由金屬網(wǎng)組成的框架上覆以濾布構(gòu)成；若干個(gè)平行排列的的濾葉組成一體，安裝在密閉的布構(gòu)成；若干個(gè)平行排列的的濾葉組成一體，安裝在密閉的機(jī)殼內(nèi)即構(gòu)成葉濾機(jī)。機(jī)殼內(nèi)即構(gòu)成葉濾機(jī)。(2)(2)流程流程 操作過程包括裝合、過濾、洗滌、卸渣、整理。操作過程包括裝合、過濾、洗滌、卸渣、整理。 (3)(3)特點(diǎn)特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：間歇過濾，單位地面所容納的過濾面積大，洗優(yōu)點(diǎn)：間歇過濾，單位地面所容納的過濾面積大，洗滌充分，生產(chǎn)能力比壓濾機(jī)大，機(jī)械化程度高，勞動(dòng)力省，密滌充分，生產(chǎn)能力比壓濾機(jī)大，機(jī)械化程度高，勞動(dòng)力省，密閉過濾，操作環(huán)境較好。閉過濾，操作環(huán)境較好。 缺

31、陷：構(gòu)造復(fù)雜，造價(jià)高，濾餅中粒度差別較大的顆缺陷：構(gòu)造復(fù)雜，造價(jià)高，濾餅中粒度差別較大的顆粒可能分別積聚于不同的高度，使洗滌不均勻。?？赡芊謩e積聚于不同的高度，使洗滌不均勻。 置換洗滌洗滌液的流通路徑與過濾濾液流通路徑相置換洗滌洗滌液的流通路徑與過濾濾液流通路徑相同，洗滌液的流通截面積與過濾濾液流通截面積相等；洗滌速同，洗滌液的流通截面積與過濾濾液流通截面積相等；洗滌速率與過濾終了速率相等）。率與過濾終了速率相等）。 EeWeLLLL EWAA EW ddVddV 板框過濾機(jī)板框過濾機(jī)（1 1構(gòu)造：由許多塊順序排構(gòu)造：由許多塊順序排列的濾板與濾框交替排列組合列的濾

32、板與濾框交替排列組合而成的。濾板與濾框靠支耳架而成的。濾板與濾框靠支耳架在一對(duì)橫梁上，并用一端的壓在一對(duì)橫梁上，并用一端的壓緊裝置將它們壓緊。緊裝置將它們壓緊。圖圖3-16 3-16 板框壓濾機(jī)板框壓濾機(jī)1-1-壓緊裝置；壓緊裝置；2-2-可動(dòng)頭；可動(dòng)頭；3-3-濾框；濾框；4-4-濾板；濾板；5-5-固定頭；固定頭；6-6-濾液出口；濾液出口；7-7-濾漿進(jìn)口；濾漿進(jìn)口；8-8-濾布濾布（2 2組成部件：組成部件： 濾板和濾框多做成正方形，濾板和濾框多做成正方形，其構(gòu)造如右圖所示。其構(gòu)造如右圖所示。 濾框的作用是：濾框的兩濾框的作用是：濾框的兩側(cè)覆以濾布，圍成容納濾漿及側(cè)覆以濾布，圍成容納濾

33、漿及濾餅的空間；濾餅的空間； 濾板的作用有二：一是支濾板的作用有二：一是支撐濾布；二是提供濾液流出的撐濾布；二是提供濾液流出的通道，為此板面制出凸凹紋路，通道，為此板面制出凸凹紋路，凸出部分起支撐濾布的作用，凸出部分起支撐濾布的作用，凹處形成的溝為濾液流道。凹處形成的溝為濾液流道。 濾板與濾框的角上均開有小孔，濾板與濾框的角上均開有小孔，濾布的角上也開有與濾板濾框相對(duì)濾布的角上也開有與濾板濾框相對(duì)應(yīng)的孔，組合后即構(gòu)成供濾漿和洗應(yīng)的孔，組合后即構(gòu)成供濾漿和洗滌水流通的孔道。滌水流通的孔道。 （3過濾和洗滌原理：過濾和洗滌原理： 濾板又分為洗滌板和非洗滌板兩種，其結(jié)構(gòu)與作濾板又分為洗滌板和非洗滌板

34、兩種，其結(jié)構(gòu)與作用有所不同。非洗滌板為一鈕板，洗滌板為三鈕板，而濾框則是二鈕，用有所不同。非洗滌板為一鈕板，洗滌板為三鈕板，而濾框則是二鈕，濾板與濾框裝合時(shí)，按鈕數(shù)以濾板與濾框裝合時(shí)，按鈕數(shù)以1-2-3-2-1-2的順序排列。的順序排列。濾濾 液液洗洗 水水(a)過過 濾濾(b)洗洗 滌滌（4 4特點(diǎn)特點(diǎn) 間歇操作：每個(gè)操作循環(huán)由裝合、過濾、洗滌、卸渣、間歇操作：每個(gè)操作循環(huán)由裝合、過濾、洗滌、卸渣、整理五個(gè)階段組成。整理五個(gè)階段組成。 優(yōu)點(diǎn)：板框壓濾機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單優(yōu)點(diǎn)：板框壓濾機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單, ,過濾面積大而占地省過濾面積大而占地省, ,過濾過濾壓力高壓力高, ,便于用耐腐蝕材料制造，操作靈活，過濾

35、面積可根據(jù)便于用耐腐蝕材料制造，操作靈活，過濾面積可根據(jù)產(chǎn)生任務(wù)調(diào)節(jié)。產(chǎn)生任務(wù)調(diào)節(jié)。 缺陷缺陷: :間歇操作，勞動(dòng)強(qiáng)度大，產(chǎn)生效率低。間歇操作，勞動(dòng)強(qiáng)度大，產(chǎn)生效率低。 橫穿洗滌洗滌液的流通路徑是過濾濾液流通路徑的兩橫穿洗滌洗滌液的流通路徑是過濾濾液流通路徑的兩倍，洗滌液的流通截面積為過濾濾液流通截面積的一半；故倍，洗滌液的流通截面積為過濾濾液流通截面積的一半；故洗滌速率為過濾終了速率的四分之一）。洗滌速率為過濾終了速率的四分之一）。 EeWe2LLLL EW21AA e2EW24141VVKAddVddV 過濾機(jī)的生產(chǎn)能力過濾機(jī)的生產(chǎn)能力: 生產(chǎn)能力可以用單位時(shí)間過濾得到的濾液或?yàn)V渣體積量生

36、產(chǎn)能力可以用單位時(shí)間過濾得到的濾液或?yàn)V渣體積量來表示，沒有特別說明情況下以濾液表示，即來表示，沒有特別說明情況下以濾液表示，即Qm3濾液濾液/h）。）。 DW VQ 轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī) 依靠真空系統(tǒng)造成的轉(zhuǎn)筒內(nèi)外壓差進(jìn)行過濾。它的主體是能轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒，其表依靠真空系統(tǒng)造成的轉(zhuǎn)筒內(nèi)外壓差進(jìn)行過濾。它的主體是能轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒，其表面有一層金屬網(wǎng)，網(wǎng)上覆蓋濾布。轉(zhuǎn)筒沿圓周分隔成若干個(gè)互不相通的扇形格，每面有一層金屬網(wǎng)，網(wǎng)上覆蓋濾布。轉(zhuǎn)筒沿圓周分隔成若干個(gè)互不相通的扇形格，每格都有單獨(dú)的孔道與分配頭的轉(zhuǎn)動(dòng)盤上相應(yīng)的孔相連。圓筒每旋轉(zhuǎn)一周，轉(zhuǎn)筒表面格都有單獨(dú)的孔道與分配頭的轉(zhuǎn)動(dòng)盤上相應(yīng)的孔相連。圓筒每旋轉(zhuǎn)一周，轉(zhuǎn)筒表面的每一部分，都依次經(jīng)歷過濾、洗滌、吸干、吹松、卸渣等階段。因此，