超細分級與固液分離設備培訓課件

超細分級與固液分離設備培訓資料超細分級與固液分離設備培訓資料

學習重點

1、超細分級原理

2、過濾基本概念

3、霧化器結構及特點

學習重點1超細分級原理及設備1.1超細分級原理1.1.1離心分級

設顆粒在離心場中的圓周運動速度為ut，角速度為ω，回轉半徑為r，則在Stokes沉降狀態(tài)下，顆粒所受離心力Fc和介質阻力Fd分別為1超細分級原理及設備1.1超細分級原理1.1.1離心Fc與Fd方向相反，即指向回轉中心。當Fc>Fd時，顆粒所受的合力方向向外，因而發(fā)生離心沉降；反之，當Fc<Fd時，顆粒向內運動。Fc與Fd方向相反，即指向回轉中心。當Fc>1.1.2慣性分級1.1.2慣性分級1.1.3迅速分級

微細顆粒的巨大表面能使之具有強烈的聚附性。所謂迅速分級，即是采取適當的分級室，應用恰當的流場使微細顆粒尤其是臨界分級粒徑附近的顆粒一經分散就立即離開分級區(qū)，以避免由于它們在分級區(qū)內的濃度不斷增大而聚集。1.1.3迅速分級微細顆粒的巨大表面能使之具1.1.4超細分級要求

分級力場必須均勻穩(wěn)定、強有力。前者可保證避免分級力場中流場的紊亂，以提高分級精度，后者則有利于減小分級粒徑。被分級粉體進入分級室之前要充分分散。1.1.4超細分級要求分級力場必須均勻穩(wěn)定、1.2干式分級和濕式分級1.2.1干式分級

干式分級多為氣力分級。氣力超細分級機的技術關鍵之一是分級室流場設計。理想的分級力場應該具有分級力強、有較明顯的分級面、流場穩(wěn)定及分級迅速等性質。1.2干式分級和濕式分級1.2.1干式分級

技術關鍵之二是分級前的預分散問題。（1）機械分散方法技術關鍵之二是分級前的預分散問題。超細分級與固液分離設備培訓課件（2）化學分散方法表面活性劑存在問題：A、是否會引起粉體性能變化？B、分散劑一般以液體形式加入，為達到均勻分散的效果，需增加機械攪拌裝置，因而增加了整個系統(tǒng)的復雜程度。（2）化學分散方法1.2.2濕式分級

比干式分級相比，均勻分散效果較好，分級精度和分級效率也較高，尤其適用于與濕法粉磨（碎）設備的配套聯合使用。濕法分級難題在于需要將液體和固體再次進行分離。而且容易出現結塊和板結現象，即二次團聚現象。1.2.2濕式分級比干式分級相比，均勻分散效1.3射流分級機1.3射流分級機

射流分級機是基于附壁效應原理(Coanda效應，或稱作康達效應、柯恩達效應)研制而成。射流從噴嘴噴出，噴嘴的兩側壁面AB和CD與噴嘴中心線成一α角度，當壁面到噴嘴的距離S1與S2不相等時(S1＜S2)，使主射流兩邊在同一時間卷吸到的外界流體不相等。顯然，距離大的一邊補充流體較為容易，而距離小的CD側補充到的流量較小。射流分級機是基于附壁效應原理(Coanda效應

為維持主射流的平衡，CD側卷吸速度必須加快以獲得足夠的流量，這樣勢必造成CD側的壓力低于AB側的壓力，在這一壓力差的作用下使射流向CD側偏轉，直到主射流完全貼附到CD壁穩(wěn)定為止，微細顆粒由于Coanda效應而隨主氣流沿CD壁面運動，大顆粒由于離心力作用而被拋出，從而達到分級的目的。為維持主射流的平衡，CD側卷吸速度必須加快以獲超細分級與固液分離設備培訓課件A、射流分級機集慣性分級、迅速分級和微細顆粒的附壁效應于一身。B、射流場分為湍流自由射流區(qū)、附壁效應、分級區(qū)三個區(qū)域。C、同時三產物分級，各級產品的粒度可通過改變分級刀刃角度調節(jié)。D、調節(jié)粗、中、細微粒出口的空氣抽吸壓力也可在一定范圍內調節(jié)各級粉體粒度。E、分級精度高，分級粒徑0.5-50微米。主要特點A、射流分級機集慣性分級、迅速分級和微細顆粒的附壁效應于一身1.4超細分級有關問題1.4.1物料性質易黏附的粉體—應考慮必要的清理措施磨蝕性強的粉體—應采用耐磨材料或加耐磨內襯鐵污染嚴重的粉體—應采用鐵絕緣內襯靜電效應—應采取必要的防靜電措施有機粉體—應考慮粉塵爆炸的隱患1.4超細分級有關問題1.4.1物料性質1.4.2粉體的預分散正確選擇分散劑1.4.3分級區(qū)流場應具有強有力的分級能力、分級面清晰、分級迅速等特點；流場中流束應各行其道，無相互干擾和影響。1.4.2粉體的預分散1.4.3分級區(qū)流場2固液分離設備2.1水力旋流器2.1.1構造和原理2固液分離設備2.1水力旋流器2.1.1構造和原理2.1.2切向速度

自由渦強制渦旋流器的工作情況接近于自由渦流，但在半徑小于溢流管處轉變?yōu)閺娭茰u。2.1.2切向速度自由渦空氣芯：由于離心力的作用，液體被摔到邊緣，中心有一個處于負壓的空氣芯?？諝庑荆河捎陔x心力的作用，液體被摔到邊緣，中心有一個處于負壓伯努利方程？

Z+P/ρg+U2/2g=常數其中Z為液體落差，P為液體壓力，ρ為液體密度，g為重力加速度，U為流體流速。在流體靜力學中，把Z稱為位壓頭，P/ρg成為靜壓頭，U2/2g稱為動壓頭，三者之和為總壓頭。其實際意義為：當流體在系統(tǒng)中作穩(wěn)定流動時，其具有能量守恒性，該能量守恒式即為伯努利方程。伯努利方程？2.1.3優(yōu)缺點：優(yōu)點：構造簡單，無運動部件； 占地面積小，處理能力大； 設備費用低； 有利于連續(xù)化、自動化操作。缺點：液體進口速度大，所以阻力大，磨損嚴重。2.1.3優(yōu)缺點：2.2過濾分離2.2過濾分離

過濾是利用某種多孔介質對懸浮液進行分離的操作。工作時，在外力作用下，懸浮液中的液體通過介質的孔道流出，固體顆粒被截留，從而實現分離。一般將待過濾的懸浮液稱為濾漿；所采用的多孔介質稱為過濾介質；通過介質孔道的液體稱為濾液；被截留的固體物稱為濾餅或濾渣。過濾是利用某種多孔介質對懸浮液進行分離的2.2.1基本概念（1）過濾介質使濾液通過，截留固體顆粒并支撐濾餅的材料。要求其具有多孔性、耐腐蝕性及足夠的機械強度。工業(yè)常用的過濾介質：織物介質、多孔性固體、粒狀介質。2.2.1基本概念織物介質編制濾布濾網天然纖維：棉、毛、絲、麻化學纖維：聚氯乙烯、聚乙烯、聚酯纖維玻璃絲金屬絲特點：品種最多，用途最廣?？椢锝橘|織物介質編制濾布濾網天然纖維：棉、毛、絲、麻化學纖維：聚氯乙多孔性固體介質多孔性陶瓷板多孔性塑料板多孔性金屬陶瓷板或管（由金屬粉末燒結而成）特點：能截流小到1—3μm的固體微粒。多孔性固體介質多孔性陶瓷板堆積介質由顆粒狀的細沙、石、炭屑等堆積而成的顆粒床層非編織纖維玻璃棉等的堆積層特點：用于處理含固體微粒少的懸浮液，如水的凈化。堆積介質由顆粒狀的細沙、石、炭屑等堆積而成的顆粒床層懸浮液中固體微粒的含量及粒度介質所能承受的溫度及其化學穩(wěn)定性、機械強度等選擇過濾介質時應考慮的問題懸浮液中固體微粒的含量及粒度選擇過濾介質時應考慮的問題優(yōu)質的過濾介質所應具備的特點濾液清潔，固相損失量小濾餅容易卸除過濾時間短過濾介質不致因突然地或逐漸地堵塞而破壞過濾介質再生容易優(yōu)質的過濾介質所應具備的特點濾液清潔，固相損失量小

（2）濾餅的壓縮性及助濾劑

1）濾餅的壓縮性：受力不變形的顆粒形成的濾餅稱不可壓縮性濾餅，反之則稱為可壓縮性濾餅。2）助濾劑：減小過濾阻力、提高濾餅的剛性和孔隙率的惰性材料。

3）過濾推動力|過濾介質兩側的壓力差。

4）過濾速率：單位時間內通過的濾液體積。（2）濾餅的壓縮性及助濾劑（3）過濾方式分類常壓過濾、加壓過濾、減壓過濾、離心過濾。（4）濾餅過濾與深層過濾

濾餅過濾懸浮液中的顆粒沉積在過濾介質表面形成濾餅層，濾液穿過濾餅層中的空隙流動叫做濾餅過濾。（3）過濾方式分類（4）濾餅過濾與深層過濾濾餅過濾深層過濾固體顆粒不形成濾餅，而是沉積在過濾介質內部叫做深層過濾。用于去除直徑小于5μm的細小顆粒，過濾介質要定期更換或清洗再生。深層過濾固體顆粒不形成濾餅，而是沉積在過濾介質內部叫做深2.2.2影響過濾速度的因素①濾漿的粘度粘度越大，過濾阻力越大，過濾速度越?。虎跒V餅厚度濾餅厚度越大，阻力越大，過濾速度越小。當厚度達到一定程度會使過濾終止；2.2.2影響過濾速度的因素③濾餅性質不可壓縮濾餅的顆粒堅硬，濾液通過的流道不會因壓力的增大而變小，阻力基本保持不變，或隨過濾時間的持續(xù)阻力增加很慢，過濾速度基本隨壓力的升高按比例增大；小顆粒在較大壓力作用下會堵塞孔道，故過濾初期壓力不能太大，避免流道過早地堵塞。③濾餅性質2.2.3過濾操作的方式

（1）恒壓過濾過濾操作是在恒定的壓差下進行，稱為恒壓過濾。恒壓過濾是最常用的過濾方式，過濾過程中，隨著餅層的不斷增厚，阻力增加大，因壓差不變，過濾速度將逐漸降低。2.2.3過濾操作的方式（1）恒壓過濾根據過濾基本方程式可推導出其計算式：

式中k是過濾常數，t是過濾時間。根據過濾基本方程式可推導出其計算式：（2）恒速過濾過濾操作在恒定的速度下進行，稱為恒速過濾。隨著過濾時間的持續(xù)，餅層厚度增加，阻力增大，過濾壓差隨時間的持續(xù)呈直線增長。過濾設備的耐壓能力有限，壓力不能太高。對可壓縮濾餅，壓力的過度升高并不能使速度提高，相反會造成過濾終止?；痉匠淌綖椋篤=wt（2）恒速過濾（3）先恒速后恒壓過濾這種過濾方式是開始先以較低的速度進行恒速過濾，以免壓力過早升高形成流道堵塞，當壓力升高到給定值后再采用恒壓過濾。（3）先恒速后恒壓過濾

如圖，采用定量泵，過濾初期保持恒定速度，隨著時間的持續(xù)，泵出口壓力升高，若此壓力升至能使支路閥自動開啟的設定值時，支路打開，部分濾漿返回泵入口，進入壓濾機的濾漿減少，壓濾機入口壓力維持恒定，由此開始恒壓過濾。

1.定量泵；2.支路閥；

3.壓濾機1如圖，采用定量泵，過濾初期保持恒定速度，2.3噴霧干燥器噴霧干燥利用霧化器將溶液、乳濁液、懸浮液或膏狀料液分裂成細小霧狀液滴，在其下落過程中，與熱氣體(空氣、氮氣或過熱水蒸氣)接觸進行傳熱傳質，瞬間將大部分水分除去而成為粉末狀或顆粒狀的產品。2.3噴霧干燥器噴霧干燥利用霧化器將溶液、乳濁液、懸浮液或2.3.1噴霧干燥器的特點

(1)優(yōu)點：

a)干燥過程非常迅速。霧滴直徑10~200μm，瞬間可蒸發(fā)95~98%的水分，時間僅需5~40s左右。

b)干燥過程中液滴的溫度低，產品質量較好。50℃~60℃。

c)產品具有良好的溶解性、流動性和分散性。

d)生產過程簡化，操作控制方便。

e)制品純度高。

f)適宜于連續(xù)化大規(guī)模生產。

2.3.1噴霧干燥器的特點(2)缺點：

a)設備比較復雜，一次性投資較大。b)廢氣夾帶的微粉，需要一套高效的分離裝置，結構復雜、費用較貴。c)因設備龐大，且衛(wèi)生條件要求高，設備清理工作量大。d)設備的熱效率不高，熱消耗大，熱效率約30%~40%，動力消耗大。(2)缺點：2.3.2噴霧干燥器主要結構噴霧干燥設備主要包括原料液供給系統(tǒng)、空氣加熱系統(tǒng)、干燥系統(tǒng)、氣固分離系統(tǒng)及控制系統(tǒng)。干燥系統(tǒng)是噴霧干燥設備的關鍵，包括霧化器、干燥室等，霧化器使料液分裂成霧滴，干燥室是料液與空氣進行傳熱傳質的重要場所。2.3.2噴霧干燥器主要結構（1）霧化器霧化器是噴霧干燥的關鍵部件，霧滴平均直徑一般為Φ20~60μm。噴霧干燥中使用的霧化器分為壓力式、離心式和氣流式。

1）壓力式霧化器壓力式霧化器俗稱壓力噴嘴，液體在高壓作用下通過噴嘴時，因噴嘴結構形成旋轉運動，最后經噴嘴孔高速噴出而被霧化。（1）霧化器

當噴嘴孔為細直孔時，隨著壓力增加，液體流出狀態(tài)的演變過程如下圖。由高壓泵供來的高壓(2~20MPa)液體，經噴嘴作用后，部分勢能轉化為動能使液體呈現強烈的旋轉運動。當噴嘴孔為細直孔時，隨著壓力增加，液體

壓力霧化器優(yōu)點：結構簡單，制造成本低，維修、更換方便；動力消耗較?。桓淖儑娮斓膬炔拷Y構，可獲得到不同的霧化效果。缺點：生產過程中流量及操作壓力無法單獨調節(jié)，否則會影響霧化質量。噴嘴孔徑很小，一般在φ1mm以下，極易堵塞，不適于高粘度料液。噴嘴易磨損，需經常更換。壓力霧化器優(yōu)點：結構簡單，制造成本低，2）離心式霧化器離心式霧化器是液體在流經高速旋轉盤內腔或表面時因獲得的離心力而被霧化。當料液被送至高速旋轉圓盤上后，在自身慣性力離心力和重力作用下得到加速而分離霧化，其中離心力遠大于重力，稱為離心霧化；液體和周圍空氣接觸面處的摩擦力作用，促使形成液滴，稱為速度霧化。這兩種霧化同時存在，隨著料液量和霧化器轉速的增大，順序發(fā)生直接分裂成液滴、絲狀割裂成液滴和膜狀分裂成液滴三種霧化形式。2）離心式霧化器超細分級與固液分離設備培訓課件

液滴大小和噴霧的均勻性，主要取決于旋轉圓盤的圓周速度和液膜厚度。液膜厚度與溶液的性質、處理量有關；圓盤的圓周速度較小(小于50m/s)時，噴霧不均勻性隨圓盤轉速的增加而減小，圓盤圓周速度大于60m/s時，就能克服不均勻性。要得到均勻的液滴，需要滿足下列5個條件：霧化輪轉動時無振動；旋轉盤的轉速要高；液體通道表面光滑；料液在流體通道上均勻分布；均勻的進料速度。離心霧化器的液料通道大，不易堵塞；對料液的適應性強，高粘度、高濃度的液料均可；操作彈性大。但結構復雜，造價高。液滴大小和噴霧的均勻性，主要取決于旋轉圖1光滑圓盤(a)平板型(b)盤型(c)碗型(d)杯型圖2多葉圓盤1－盤蓋2－鉚釘3－圓盤圖1光滑圓盤圖2多葉圓盤3）氣流式霧化器利用蒸汽或壓縮空氣的高速運動(一般為200~300m/s)使料液在噴嘴出口處相遇而產生液膜分裂而霧化。由于料液速度不大，而氣流速度很高，兩種流體存在著相當高的相對速度，液膜被拉成絲狀，然后分裂成細小的霧滴。霧滴的大小取決于相對速度和料液的速度，相對速度越高，霧滴越細，粘度越大，霧滴增大。增加氣液的重量比，可得到均勻的霧滴；在一定范圍內，液體出口愈大，霧滴也愈細；液滴的直徑還隨氣體粘度的減小或氣體重度的增加而減少。3）氣流式霧化器

氣流式霧化器噴嘴結構簡單，磨損小；對于低粘度或高粘度料液(包括濾餅在內)，特別是含有少量雜質的物料，均可霧化，適用范圍廣；所得霧滴較細；噴嘴操作彈性大，處理量有一定伸縮性，且調節(jié)氣液比可控制霧滴大小，也就控制了成品粒度；動力消耗大，為離心式霧化器的5-8倍。

氣流式霧化器噴嘴結構簡單，磨損小；對于低圖3內混合噴嘴1.液體通道2.混合室3.噴出口4.氣體通道5.導向葉片圖3內混合噴嘴

氣流式霧化器具有并流操作的特點，適用于熱敏性物料的干燥。這種流向顯著地延長了顆粒在塔內的停留時間，可降低塔的高度。操作時，要防止要顆粒返回區(qū)域產生嚴重的粘壁現象。氣流式霧化器具有并流操作的特點，適用于熱敏性物（2）熱風分配器噴霧干燥技術之一就是液滴和熱風間的有效混合，其主要影響因素是各種霧化器噴霧軌跡、熱風導入形式，而熱風導入形式與熱風分配器有關。熱風分配器應能夠使熱風均勻地與液滴接觸，防止氣流在塔內形成渦流以避免或盡量減少粘壁現象。（2）熱風分配器

熱風分配器形成的熱風呈與干燥塔軸線平行的直線流動，熱風流動速度均勻，所用熱風分配器一般為平面孔板和直導板結構（圖4），開孔率20～40％，氣流速度在0.4m/s以下。這種熱風氣流使得物料粘壁現象不易發(fā)生，但為保證足夠的干燥時間，要求干燥塔高度較大。熱風分配器形成的熱風呈與干燥塔軸線平行的圖4熱風分配器(a)安裝形式(b)分配孔板(c)分配直導板1.分配孔板2.霧化器3.塔體4.直導板圖4熱風分配器噴炬？液滴從霧化盤甩出后，在干燥塔的橫截面上形成噴炬，其大小對確定干燥塔的直徑具有重要意義。

P274噴炬？

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1、超細分級原理

2、過濾基本概念

3、霧化器結構及特點

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學習重點

1、超細分級原理

2、過濾基本概念

3、霧化器結構及特點

學習重點1超細分級原理及設備1.1超細分級原理1.1.1離心分級

設顆粒在離心場中的圓周運動速度為ut，角速度為ω，回轉半徑為r，則在Stokes沉降狀態(tài)下，顆粒所受離心力Fc和介質阻力Fd分別為1超細分級原理及設備1.1超細分級原理1.1.1離心Fc與Fd方向相反，即指向回轉中心。當Fc>Fd時，顆粒所受的合力方向向外，因而發(fā)生離心沉降；反之，當Fc<Fd時，顆粒向內運動。Fc與Fd方向相反，即指向回轉中心。當Fc>1.1.2慣性分級1.1.2慣性分級1.1.3迅速分級

微細顆粒的巨大表面能使之具有強烈的聚附性。所謂迅速分級，即是采取適當的分級室，應用恰當的流場使微細顆粒尤其是臨界分級粒徑附近的顆粒一經分散就立即離開分級區(qū)，以避免由于它們在分級區(qū)內的濃度不斷增大而聚集。1.1.3迅速分級微細顆粒的巨大表面能使之具1.1.4超細分級要求

分級力場必須均勻穩(wěn)定、強有力。前者可保證避免分級力場中流場的紊亂，以提高分級精度，后者則有利于減小分級粒徑。被分級粉體進入分級室之前要充分分散。1.1.4超細分級要求分級力場必須均勻穩(wěn)定、1.2干式分級和濕式分級1.2.1干式分級

干式分級多為氣力分級。氣力超細分級機的技術關鍵之一是分級室流場設計。理想的分級力場應該具有分級力強、有較明顯的分級面、流場穩(wěn)定及分級迅速等性質。1.2干式分級和濕式分級1.2.1干式分級

技術關鍵之二是分級前的預分散問題。（1）機械分散方法技術關鍵之二是分級前的預分散問題。超細分級與固液分離設備培訓課件（2）化學分散方法表面活性劑存在問題：A、是否會引起粉體性能變化？B、分散劑一般以液體形式加入，為達到均勻分散的效果，需增加機械攪拌裝置，因而增加了整個系統(tǒng)的復雜程度。（2）化學分散方法1.2.2濕式分級

比干式分級相比，均勻分散效果較好，分級精度和分級效率也較高，尤其適用于與濕法粉磨（碎）設備的配套聯合使用。濕法分級難題在于需要將液體和固體再次進行分離。而且容易出現結塊和板結現象，即二次團聚現象。1.2.2濕式分級比干式分級相比，均勻分散效1.3射流分級機1.3射流分級機

射流分級機是基于附壁效應原理(Coanda效應，或稱作康達效應、柯恩達效應)研制而成。射流從噴嘴噴出，噴嘴的兩側壁面AB和CD與噴嘴中心線成一α角度，當壁面到噴嘴的距離S1與S2不相等時(S1＜S2)，使主射流兩邊在同一時間卷吸到的外界流體不相等。顯然，距離大的一邊補充流體較為容易，而距離小的CD側補充到的流量較小。射流分級機是基于附壁效應原理(Coanda效應

為維持主射流的平衡，CD側卷吸速度必須加快以獲得足夠的流量，這樣勢必造成CD側的壓力低于AB側的壓力，在這一壓力差的作用下使射流向CD側偏轉，直到主射流完全貼附到CD壁穩(wěn)定為止，微細顆粒由于Coanda效應而隨主氣流沿CD壁面運動，大顆粒由于離心力作用而被拋出，從而達到分級的目的。為維持主射流的平衡，CD側卷吸速度必須加快以獲超細分級與固液分離設備培訓課件A、射流分級機集慣性分級、迅速分級和微細顆粒的附壁效應于一身。B、射流場分為湍流自由射流區(qū)、附壁效應、分級區(qū)三個區(qū)域。C、同時三產物分級，各級產品的粒度可通過改變分級刀刃角度調節(jié)。D、調節(jié)粗、中、細微粒出口的空氣抽吸壓力也可在一定范圍內調節(jié)各級粉體粒度。E、分級精度高，分級粒徑0.5-50微米。主要特點A、射流分級機集慣性分級、迅速分級和微細顆粒的附壁效應于一身1.4超細分級有關問題1.4.1物料性質易黏附的粉體—應考慮必要的清理措施磨蝕性強的粉體—應采用耐磨材料或加耐磨內襯鐵污染嚴重的粉體—應采用鐵絕緣內襯靜電效應—應采取必要的防靜電措施有機粉體—應考慮粉塵爆炸的隱患1.4超細分級有關問題1.4.1物料性質1.4.2粉體的預分散正確選擇分散劑1.4.3分級區(qū)流場應具有強有力的分級能力、分級面清晰、分級迅速等特點；流場中流束應各行其道，無相互干擾和影響。1.4.2粉體的預分散1.4.3分級區(qū)流場2固液分離設備2.1水力旋流器2.1.1構造和原理2固液分離設備2.1水力旋流器2.1.1構造和原理2.1.2切向速度

自由渦強制渦旋流器的工作情況接近于自由渦流，但在半徑小于溢流管處轉變?yōu)閺娭茰u。2.1.2切向速度自由渦空氣芯：由于離心力的作用，液體被摔到邊緣，中心有一個處于負壓的空氣芯。空氣芯：由于離心力的作用，液體被摔到邊緣，中心有一個處于負壓伯努利方程？

Z+P/ρg+U2/2g=常數其中Z為液體落差，P為液體壓力，ρ為液體密度，g為重力加速度，U為流體流速。在流體靜力學中，把Z稱為位壓頭，P/ρg成為靜壓頭，U2/2g稱為動壓頭，三者之和為總壓頭。其實際意義為：當流體在系統(tǒng)中作穩(wěn)定流動時，其具有能量守恒性，該能量守恒式即為伯努利方程。伯努利方程？2.1.3優(yōu)缺點：優(yōu)點：構造簡單，無運動部件； 占地面積小，處理能力大； 設備費用低； 有利于連續(xù)化、自動化操作。缺點：液體進口速度大，所以阻力大，磨損嚴重。2.1.3優(yōu)缺點：2.2過濾分離2.2過濾分離

過濾是利用某種多孔介質對懸浮液進行分離的操作。工作時，在外力作用下，懸浮液中的液體通過介質的孔道流出，固體顆粒被截留，從而實現分離。一般將待過濾的懸浮液稱為濾漿；所采用的多孔介質稱為過濾介質；通過介質孔道的液體稱為濾液；被截留的固體物稱為濾餅或濾渣。過濾是利用某種多孔介質對懸浮液進行分離的2.2.1基本概念（1）過濾介質使濾液通過，截留固體顆粒并支撐濾餅的材料。要求其具有多孔性、耐腐蝕性及足夠的機械強度。工業(yè)常用的過濾介質：織物介質、多孔性固體、粒狀介質。2.2.1基本概念織物介質編制濾布濾網天然纖維：棉、毛、絲、麻化學纖維：聚氯乙烯、聚乙烯、聚酯纖維玻璃絲金屬絲特點：品種最多，用途最廣?？椢锝橘|織物介質編制濾布濾網天然纖維：棉、毛、絲、麻化學纖維：聚氯乙多孔性固體介質多孔性陶瓷板多孔性塑料板多孔性金屬陶瓷板或管（由金屬粉末燒結而成）特點：能截流小到1—3μm的固體微粒。多孔性固體介質多孔性陶瓷板堆積介質由顆粒狀的細沙、石、炭屑等堆積而成的顆粒床層非編織纖維玻璃棉等的堆積層特點：用于處理含固體微粒少的懸浮液，如水的凈化。堆積介質由顆粒狀的細沙、石、炭屑等堆積而成的顆粒床層懸浮液中固體微粒的含量及粒度介質所能承受的溫度及其化學穩(wěn)定性、機械強度等選擇過濾介質時應考慮的問題懸浮液中固體微粒的含量及粒度選擇過濾介質時應考慮的問題優(yōu)質的過濾介質所應具備的特點濾液清潔，固相損失量小濾餅容易卸除過濾時間短過濾介質不致因突然地或逐漸地堵塞而破壞過濾介質再生容易優(yōu)質的過濾介質所應具備的特點濾液清潔，固相損失量小

（2）濾餅的壓縮性及助濾劑

1）濾餅的壓縮性：受力不變形的顆粒形成的濾餅稱不可壓縮性濾餅，反之則稱為可壓縮性濾餅。2）助濾劑：減小過濾阻力、提高濾餅的剛性和孔隙率的惰性材料。

3）過濾推動力|過濾介質兩側的壓力差。

4）過濾速率：單位時間內通過的濾液體積。（2）濾餅的壓縮性及助濾劑（3）過濾方式分類常壓過濾、加壓過濾、減壓過濾、離心過濾。（4）濾餅過濾與深層過濾

濾餅過濾懸浮液中的顆粒沉積在過濾介質表面形成濾餅層，濾液穿過濾餅層中的空隙流動叫做濾餅過濾。（3）過濾方式分類（4）濾餅過濾與深層過濾濾餅過濾深層過濾固體顆粒不形成濾餅，而是沉積在過濾介質內部叫做深層過濾。用于去除直徑小于5μm的細小顆粒，過濾介質要定期更換或清洗再生。深層過濾固體顆粒不形成濾餅，而是沉積在過濾介質內部叫做深2.2.2影響過濾速度的因素①濾漿的粘度粘度越大，過濾阻力越大，過濾速度越?。虎跒V餅厚度濾餅厚度越大，阻力越大，過濾速度越小。當厚度達到一定程度會使過濾終止；2.2.2影響過濾速度的因素③濾餅性質不可壓縮濾餅的顆粒堅硬，濾液通過的流道不會因壓力的增大而變小，阻力基本保持不變，或隨過濾時間的持續(xù)阻力增加很慢，過濾速度基本隨壓力的升高按比例增大；小顆粒在較大壓力作用下會堵塞孔道，故過濾初期壓力不能太大，避免流道過早地堵塞。③濾餅性質2.2.3過濾操作的方式

（1）恒壓過濾過濾操作是在恒定的壓差下進行，稱為恒壓過濾。恒壓過濾是最常用的過濾方式，過濾過程中，隨著餅層的不斷增厚，阻力增加大，因壓差不變，過濾速度將逐漸降低。2.2.3過濾操作的方式（1）恒壓過濾根據過濾基本方程式可推導出其計算式：

式中k是過濾常數，t是過濾時間。根據過濾基本方程式可推導出其計算式：（2）恒速過濾過濾操作在恒定的速度下進行，稱為恒速過濾。隨著過濾時間的持續(xù)，餅層厚度增加，阻力增大，過濾壓差隨時間的持續(xù)呈直線增長。過濾設備的耐壓能力有限，壓力不能太高。對可壓縮濾餅，壓力的過度升高并不能使速度提高，相反會造成過濾終止?；痉匠淌綖椋篤=wt（2）恒速過濾（3）先恒速后恒壓過濾這種過濾方式是開始先以較低的速度進行恒速過濾，以免壓力過早升高形成流道堵塞，當壓力升高到給定值后再采用恒壓過濾。（3）先恒速后恒壓過濾

如圖，采用定量泵，過濾初期保持恒定速度，隨著時間的持續(xù)，泵出口壓力升高，若此壓力升至能使支路閥自動開啟的設定值時，支路打開，部分濾漿返回泵入口，進入壓濾機的濾漿減少，壓濾機入口壓力維持恒定，由此開始恒壓過濾。

1.定量泵；2.支路閥；

3.壓濾機1如圖，采用定量泵，過濾初期保持恒定速度，2.3噴霧干燥器噴霧干燥利用霧化器將溶液、乳濁液、懸浮液或膏狀料液分裂成細小霧狀液滴，在其下落過程中，與熱氣體(空氣、氮氣或過熱水蒸氣)接觸進行傳熱傳質，瞬間將大部分水分除去而成為粉末狀或顆粒狀的產品。2.3噴霧干燥器噴霧干燥利用霧化器將溶液、乳濁液、懸浮液或2.3.1噴霧干燥器的特點

(1)優(yōu)點：

a)干燥過程非常迅速。霧滴直徑10~200μm，瞬間可蒸發(fā)95~98%的水分，時間僅需5~40s左右。

b)干燥過程中液滴的溫度低，產品質量較好。50℃~60℃。

c)產品具有良好的溶解性、流動性和分散性。

d)生產過程簡化，操作控制方便。

e)制品純度高。

f)適宜于連續(xù)化大規(guī)模生產。

2.3.1噴霧干燥器的特點(2)缺點：

a)設備比較復雜，一次性投資較大。b)廢氣夾帶的微粉，需要一套高效的分離裝置，結構復雜、費用較貴。c)因設備龐大，且衛(wèi)生條件要求高，設備清理工作量大。d)設備的熱效率不高，熱消耗大，熱效率約30%~40%，動力消耗大。(2)缺點：2.3.2噴霧干燥器主要結構噴霧干燥設備主要包括原料液供給系統(tǒng)、空氣加熱系統(tǒng)、干燥系統(tǒng)、氣固分離系統(tǒng)及控制系統(tǒng)。干燥系統(tǒng)是噴霧干燥設備的關鍵，包括霧化器、干燥室等，霧化器使料液分裂成霧滴，干燥室是料液與空氣進行傳熱傳質的重要場所。2.3.2噴霧干燥器主要結構（1）霧化器霧化器是噴霧干燥的關鍵部件，霧滴平均直徑一般為Φ20~60μm。噴霧干燥中使用的霧化器分為壓力式、離心式和氣流式。

1）壓力式霧化器壓力式霧化器俗稱壓力噴嘴，液體在高壓作用下通過噴嘴時，因噴嘴結構形成旋轉運動，最后經噴嘴孔高速噴出而被霧化。（1）霧化器

當噴嘴孔為細直孔時，隨著壓力增加，液體流出狀態(tài)的演變過程如下圖。由高壓泵供來的高壓(2~20MPa)液體，經噴嘴作用后，部分勢能轉化為動能使液體呈現強烈的旋轉運動。當噴嘴孔為細直孔時，隨著壓力增加，液體

壓力霧化器優(yōu)點：結構簡單，制造成本低，維修、更換方便；動力消耗較?。桓淖儑娮斓膬炔拷Y構，可獲得到不同的霧化效果。缺點：生產過程中流量及操作壓力無法單獨調節(jié)，否則會影響霧化質量。噴嘴孔徑很小，一般在φ1mm以下，極易堵塞，不適于高粘度料液。噴嘴易磨損，需經常更換。壓力霧化器優(yōu)點：結構簡單，制造成本低，2）離心式霧化器離心式霧化器是液體在流經高速旋轉盤內腔或表面時因獲得的離心力而被霧化。當料液被送至高速旋轉圓盤上后，在自身慣性力離心力和重力作用下得到加速而分離霧化，其中離心力遠大于重力，稱為離心霧化；液體和周圍空氣接觸面處的摩擦力作用，促使形成液滴，稱為速度霧化。這兩種霧化同時存在，隨著料液量和霧化器轉速的增大，順序發(fā)生直接分裂成液滴、絲狀割裂成液滴和膜狀分裂成液滴三種霧化形式。2）離心式霧化器超細分級與固液分離設備培訓課件

液滴大小和噴霧的均勻性，主要取決于旋轉圓盤的圓周速度