PPT環(huán)境工程原理課件圖文解析5

第三章沉降降與過濾學習目標了解非均相混混合物的特點點，沉降、過過濾、離心分分離的基本概念，在工工業(yè)生產(chǎn)及環(huán)環(huán)境保護中的的應用和發(fā)展展趨勢。掌握沉降分離離、過濾分離離的基本原理理，有關計算算及設備選用，能夠分分析解決實際際問題。第一節(jié)概述沉降與過濾是是分離非均相相物系常用的的兩種操作，，尤其在水污染控制制與大氣污染染控制中得到到廣泛的應用用?；旌衔锓诸惥嗷旌衔?--物系內(nèi)不存在在相界面非均相混合物物---物系內(nèi)部存在在相界面｛非均相物系類類型｛氣態(tài)非均相物物系---含塵、含霧氣體等液態(tài)非均相物物系---乳濁液、懸浮浮液、泡沫液液等一、機械分離離原理：非均相物系中中分散相和連連續(xù)相具有不不同的物理性性質，所以可以采用機械方法法使相間相對運動實現(xiàn)分離。機械分離的操作方式：⑴沉降在外力作用下下使顆粒相對對于流體（靜靜止或運動））運動而實現(xiàn)分分離的過程。。⑵過濾流體相對于固固體顆粒床層層運動而實現(xiàn)現(xiàn)固液分離的過程。二、機械分離離方法在工業(yè)業(yè)生產(chǎn)中的應應用氣態(tài)非均相物物系---采用重力沉降降、和離心沉降。。液態(tài)非均相物物系---可采用重力沉沉降、離心沉降、過濾操作。機械分離方法法在工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)中的應用：⑴收集分散物質質⑵凈化分散介質質⑶環(huán)境保護第二節(jié)重力沉降及設設備沉降操作是靠靠重力的作用用，利用分離離物質與分散散介質的密度差異，使使之發(fā)生相對對運動而分離離的過程。一、重力沉降降速度1.球形顆粒的自自由沉降⑴沉降顆粒的受受力情況與分分析∵∴∴自由沉降：顆粒濃度低，，分散好，沉降過程中互互不碰撞、互互不影響。顆粒下沉沉降顆粒的受受力情況重力:浮力：阻力：∴⑵顆粒沉降過程程分析沉降過程可分分為兩個階段段:第一階段為加加速運動，第二階段為勻勻速運動。⑶沉降速度的通通式2.阻力系數(shù)Ret=Ut=Ut——顆粒的自自由沉降速度度，m/sμ——流體的粘粘度，Pa.sζ-Ret關系曲線（1）滯流區(qū)（（Stokes區(qū)）10－4<Re<1（2）過渡區(qū)（（Allen區(qū)）1<Re<103（3）湍流區(qū)（Newton區(qū)）103<Re<2105ζ=ζ=ζ=0.44球形顆粒在相相應各區(qū)的沉沉降速度公式式:滯流區(qū)：過渡區(qū)：湍流區(qū)：Ut=Ut=Ut=0.27Ut=0.27Ut=1.74Ut=1.743.沉降速度的計計算⑴試差法步驟：①假設沉降流型型，選用相應應的沉降速度度計算公式計計算Ut；②用求出的Ut計算Ret值。檢驗Ret值是否在原假假設的流型區(qū)區(qū)內(nèi)，如果與與原假設一致致，則計算的的Ut有效。⑵用無因次數(shù)群群K值判斷流型根據(jù)無因次數(shù)數(shù)群K值判別沉降區(qū)區(qū)，然后選用用相應的沉降降速度公式計算算Ut。Ret=斯托克斯定律律區(qū)K≤2.62艾侖定律區(qū)2.62<K<69.1牛頓定律區(qū)K>69.1K=d二、重力沉降降設備1.降塵室利用重力沉降降原理從氣流流中分離出固固體塵粒的設設備稱為降塵塵室。停留時間：沉降時間：分離條件：降塵室生產(chǎn)能力氣體在降塵室室內(nèi)的水平通通過速度為結論：對于一定尺寸寸的顆粒或Ut，理論上降塵塵室的生產(chǎn)能能力只與寬度度b和長度l有關，而與降降塵室高度H無關。多層降塵室：隔板間距一般般為40～100nm降塵室內(nèi)設置置n層水平隔板，，生產(chǎn)能力：2.沉降槽沉降槽又稱增增濃器或澄清清器，是利用用重力沉降來來提高懸浮液濃度并同同時得到澄清清液的設備。。連續(xù)沉降槽3.普通沉淀池⑴平流式沉淀池池設鏈帶刮泥機機的平流沉淀淀池平流式沉淀池池的優(yōu)點是構構造簡單，效效果良好，工工作性能穩(wěn)定定，但排泥較較為困難。⑵豎流式沉淀池池優(yōu)點：排泥容易，不不需要機械刮刮泥設備，便便于管理。缺點：是單池容量小小，當水量較較大時，池數(shù)數(shù)過多。⑶輻流式沉淀池池輻流式沉淀池池一般采用機機械排泥，適適用范圍廣，，既可做為初次沉淀池池，也可做二二次沉淀池。。4.平流式沉砂池池第三節(jié)離心心沉降及設備備依靠慣性離心心力的作用而而實現(xiàn)的沉降降過程稱為離離心沉降。一、離心沉降降速度Ur=離心沉降同樣樣存在三種沉沉降流型滯流沉降區(qū)：Ur=離心沉降速度度與重力沉降降速度的比值值為=Kc二．離心沉降降設備1.旋風分離器⑴旋風分離器的的結構與操作作原理標準旋風分離離器氣體在旋風分分離器內(nèi)的運運動情況⑵旋風分離器的的性能性能指標：①臨界粒徑是指理論上在在旋風分離器器中能被完全全分離出來的的最小顆粒直直徑，用dc表示。dc=②分離效率分離效率又稱稱除塵效率，，可直接反映映旋風分離器器的除塵能力力。表示方法：總總效率或稱綜綜合效率，用用η0表示；分效率或稱粒粒級效率，用用表示。η0=××100％ηp與di的對應關關系可用用曲線表表示，稱稱為粒級級效率曲曲線。d50是粒級效效率恰好好為50％的顆粒粒直徑，，稱為分分割直徑徑：d50≈0.27η0＝粒級效率率曲線標準旋風風分離器器的ηp-d/d50曲線③壓力降原因：ⅰ.進氣管和和排氣管管及主體體器壁所所引起的的摩擦阻阻力ⅱ.局部阻力力ⅲ.氣體旋轉轉運動所所產(chǎn)生的的動能損損失Δd=ζ旋風分離離器的壓壓降一般般為500～2000Pa⑶旋風分離離器類型型與選用用①CLT/A型采用傾斜斜螺旋面面進口的的旋風分離離器。CLT/A型②CLP型CLP型是帶有有半螺旋旋線和螺旋旋線的旁旁路分離離室的旋風分分離器。CLP/B型③擴散式它主要的的特點是是圓筒以以下部分的的直徑逐逐漸擴大大，底部有一刀刀錐體形形、頂部部有口的反射屏屏，下沿沿有縫隙隙與集灰斗相通通。擴散式旋旋風分離離器2.旋液分離離器利用離心心沉降原原理從懸懸浮液中中分離固固體顆粒粒的設備備第四節(jié)過濾過濾是在在外力作作用下，，使懸浮浮液中的的液體通通過多孔孔介質的孔道，，而固體體顆粒被被截留在在介質上上，從而而實現(xiàn)固固、液分分離的操作。。過濾操作作示意圖圖推動力：：壓力差差，離心心力，重力阻力力：：濾餅、、過濾介介質阻力一、過濾操作作的基本本概念1.過濾介質質（1）織物介介質（又又稱濾布布）這類介質質能截流流顆粒的的最小直直徑為5～65μm。（2）堆積介介質多用于深深床過濾濾。（3）多孔固固體介質質能攔截1～3μm的微細顆粒粒。（4）多孔膜用于膜過濾濾的各種有有機高分子子膜和無機機材料膜。。2.濾餅的壓縮縮性及助濾濾劑濾餅分類：不可壓縮濾濾餅---空隙不隨壓壓力變化可壓縮濾餅餅---空隙隨壓力力增加而減減小助濾劑---可以改善餅餅層的性能能，質地堅堅硬而能形形成疏松餅層的固固體顆?；蚧蚶w維狀物物質。助濾劑的基基本要求：①應能形成多多孔餅層的的剛性顆粒粒。②應具有化學學穩(wěn)定性。③具有不可壓壓縮性。二、過濾基本方方程式1.濾液通過餅餅層的流動動特性①餅層形成不不規(guī)則的網(wǎng)網(wǎng)狀結構；；②過濾操作時，濾餅厚度增增加而流動動阻力逐漸漸加大，過過濾屬于不不穩(wěn)定操作作；③濾液通過餅餅層的流動動屬于滯流流流動。2.過濾速率通常，濾布布與濾餅的的面積相同同，所以兩兩層中的速速率應相等等，則或3.過濾基本方方程式不可壓縮濾濾餅的過濾濾基本方程程式可壓縮濾餅餅的過濾基本本方程式三、恒壓過濾過濾操作是是在恒定壓壓力差下進進行的，則則稱為恒壓壓過濾。1.恒壓過濾方方程式k——過濾物物料特性的的常數(shù)2.過濾常數(shù)的的測定⑴過濾常數(shù)K、qe、θe的測定⑵壓縮性指數(shù)數(shù)s的測定四、過濾設備1.快濾池⑴基本構造①濾料層②墊料層③排水系統(tǒng)普通快速濾濾池的構造造⑵普通快濾池池的過濾工工藝過程過濾工藝過過程：ⅰ.過濾---截留污染物物ⅱ.反洗---從濾料層中中洗去被截截留的污染染物從過濾開始始到結束所所延續(xù)的時時間稱為濾濾池的工作作周期，一般應大于于8小時，最長長可達48小時以上。。從過濾開開始到反洗結束稱為為一個過濾濾循環(huán)。2.壓力濾池壓力濾池3.轉筒真空過過濾機轉筒真空過過濾機裝置置示意圖轉筒及分配配頭的結構構4.微濾機微濾機總圖圖5.袋式除塵器器⑴袋式除塵器器的結構型型式①濾袋形狀：圓袋扁袋②氣流進入方方向：內(nèi)濾式外濾式③進氣方式：下進氣上進氣④清灰方式機械振動清清灰逆氣流清灰灰吹灰圈清灰灰脈沖清灰典型清灰機機理示意圖圖機械清灰式式除塵器脈沖清灰袋袋式除塵器器⑵袋式除塵器器的選擇①濾布的選擇擇纖維機械強度最高使用溫度（℃）耐腐蝕特性一般應用酸堿有機溶劑棉織物強80差中好低費用低溫粉塵作業(yè)毛料中95中差好低費用冶煉爐聚酰胺（尼龍）強100中好好易清灰低溫破碎粉塵作業(yè)聚脂（滌綸）強135好中好易清灰冶煉爐、化工廠、電弧爐四氟乙烯中260好好好昂貴化工廠玻璃纖維強280中中好耐磨性差冶煉爐、電弧爐、炭黑廠尼龍強230好中好抗?jié)裥圆钜睙捈半娀t②過濾速度的的確定粉塵種類清灰方式振打與逆氣流聯(lián)合脈沖噴吹反吹風炭黑①、氧化硅（白炭黑），鉛①、鋅的升華物以及起它在氣體中由于冷凝和化學反應而形成的氣溶膠，化妝粉、去污粉、奶粉、活性炭、由水泥窯排出的水泥①等0.45－0.50.8－2.00.33－0.45鐵①及鐵合金①的升華物、鑄造塵、氧化鋁①、由水泥磨排出的水泥①、碳化爐升華物①、石灰①、剛玉、安福粉及其它肥料、塑料、淀粉0.5－0.751.5－2.50.45－0.55滑石粉、煤、噴砂清理塵①、飛灰①、陶瓷生產(chǎn)的粉塵①、炭黑（二次加工）、顏料、高嶺土、石灰石①、礦塵①、鋁土礦、水泥（來自冷卻器）①、搪瓷①0.7－0.82.0－3.00.6－0.9石棉、纖維塵①、石膏、珠光石、橡膠生產(chǎn)中的粉塵①、鹽、面粉、研磨工藝中的粉塵①0.3－1.12.5－4.5——煙草、皮革粉、混合飼料、木材加工中的粉塵、粗植物纖維（大麻、黃麻等）0.9－2.02.5－6.6——第五節(jié)離心機一、基礎知知識離心機---利用離心力力以分離非非均相混合合物的設備備。按分離的方方式分類：（1）過濾式離離心機（2）沉降式離離心機（3）分離式離離心機按分離因數(shù)的的大小分類：常速離心機機（Kc<3×103，一般為600～1200），高速離心機機（Kc=3×103～5×103），超速離心機機（Kc＞5×104）。二．離心機機的類型1.三足式離心心機三足