化工原理-14過濾分離原理及設(shè)備

第三章、非均相混合物分離(fēnlí)及固體流態(tài)化3.2過濾分離原理(yuánlǐ)及設(shè)備3.2.1流體通過固體顆粒床層的流動3.2.2過濾操作的原理(yuánlǐ)3.2.3過濾基本方程式3.2.4恒壓過濾3.2.5恒速過濾與先恒速后恒壓的過濾3.2.6過濾常數(shù)的測定3.2.7過濾設(shè)備3.2.8濾餅的洗滌1精品資料濾餅(lǜbǐnɡ)的洗滌洗滌濾餅的目的是回收滯留在顆粒(kēlì)縫隙間的濾液，或凈化構(gòu)成濾餅的顆粒(kēlì)。單位時間內(nèi)消耗的洗水容積洗滌速率洗滌時間2精品資料對于連續(xù)式過濾機及葉濾機等所采用的是置換洗滌法洗滌速率(sùlǜ)大致等于過濾終了時的過濾速率(sùlǜ)，即濾餅(lǜbǐnɡ)的洗滌3精品資料板框壓濾機采用(cǎiyòng)的是橫穿洗滌法，因此(yīncǐ)濾餅的洗滌4精品資料若洗水黏度、洗水表壓與濾液黏度、過濾壓力差有明顯差異時，依照(yīzhào)過濾基本方程式，洗滌時間應(yīng)做如下修正：濾餅(lǜbǐnɡ)的洗滌5精品資料第三章、非均相混合物分離(fēnlí)及固體流態(tài)化3.2過濾分離原理及設(shè)備3.2.1流體通過固體顆粒床層的流動3.2.2過濾操作的原理3.2.3過濾基本方程式3.2.4恒壓過濾3.2.5恒速過濾與先恒速后恒壓的過濾3.2.6過濾常數(shù)的測定3.2.7過濾設(shè)備3.2.8濾餅(lǜbǐnɡ)的洗滌3.2.9過濾機的生產(chǎn)能力6精品資料一、間歇(jiànxiē)過濾機的生產(chǎn)能力則生產(chǎn)能力(shēnɡchǎnnénɡlì)的計算式為一個操作周期的總時間為卸渣、清理、裝合等輔助操作時間過濾時間洗滌時間7精品資料二、連續(xù)(liánxù)過濾機的生產(chǎn)能力連續(xù)過濾機（以轉(zhuǎn)筒真空過濾機為例）的特點是過濾、洗滌、卸餅等等操作在轉(zhuǎn)筒表面的不同區(qū)域內(nèi)同時(tóngshí)進行。任何一塊表面在轉(zhuǎn)筒回轉(zhuǎn)一周過程中都只有部分時間進行過濾操作。一個操作周期就是轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)一周所用時間：轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速8精品資料在一個過濾周期內(nèi)，轉(zhuǎn)筒表面上任何一塊(yīkuài)過濾面積所經(jīng)歷的過濾時間均為：浸沒(jìnméi)度代入恒壓過濾方程，得每小時所得濾液體積，即生產(chǎn)能力為：二、連續(xù)過濾機的生產(chǎn)能力9精品資料當濾布阻力可以忽略(hūlüè)時，Ve=0，則上式簡化為：二、連續(xù)(liánxù)過濾機的生產(chǎn)能力10精品資料第三章、非均相混合物分離(fēnlí)及固體流態(tài)化3.2離心機3.3.1一般(yībān)概念11精品資料一般(yībān)概念離心機是利用慣性離心力分離非均相混合物的機械(jīxiè)。它既可用于沉降操作，也可用于過濾操作。離心機12精品資料過濾(guòl(fā)ǜ)式沉降式分離式分離(fēnlí)方式離心機的分類間歇式連續(xù)式操作方式立式臥式轉(zhuǎn)鼓軸線的方向一般概念13精品資料分離(fēnlí)因數(shù)常速離心機高速(ɡāosù)離心機超速離心機一般概念14精品資料第三章、非均相混合物分離(fēnlí)及固體流態(tài)化3.3離心機3.3.1一般(yībān)概念3.3.2離心機的結(jié)構(gòu)與操作簡介（自學）三足式離心機動畫1815精品資料第三章、非均相混合物分離(fēnlí)及固體流態(tài)化3.4固體(gùtǐ)流態(tài)化3.4.1流態(tài)化的基本概念16精品資料一、流態(tài)化現(xiàn)象(xiànxiàng)當流體由下向上通過固體顆粒床層時，隨流速的增加(zēngjiā)，會出現(xiàn)以下幾種情況固定床階段流化床階段稀相輸送床階段氣速增加動畫1917精品資料圖3-31不同(bùtónɡ)流速時床層的變化一、流態(tài)化現(xiàn)象(xiànxiàng)18精品資料二、兩種不同流化(liúhuà)形式散式流化(liúhuà)散式流化亦稱均勻流化。其特點是固體顆粒均勻地分散在流化介質(zhì)中。隨流速增大，顆粒間的距離均勻增大，床層逐漸膨脹而沒有氣泡產(chǎn)生，并保持穩(wěn)定的上界面。通常，兩相密度差小的系統(tǒng)趨向于散式流化。大多數(shù)液－固流化呈現(xiàn)“散式流化”。散式流化19精品資料聚式流化(liúhuà)床層內(nèi)分為兩相，一相是空隙小而固體濃度大的氣固均勻混合物構(gòu)成的連續(xù)相，稱為乳化(rǔhuà)相；另一相則是夾帶有少量固體顆粒而以氣泡形式通過床層的不連續(xù)相，稱為氣泡相。對于密度差較大的氣－固流化系統(tǒng)，一般趨向于形成聚式流化。聚式流化二、兩種不同流化形式20精品資料三、流化床的主要(zhǔyào)特點具有液體的某些(mǒuxiē)性質(zhì)21精品資料系統(tǒng)顆粒混和均勻，溫度、濃度分布均勻強化了顆粒與流體間的傳熱、傳質(zhì)(chuánzhì)易于連續(xù)自動操作顆粒易磨損反混，顆粒在床層內(nèi)的停留時間不均三、流化床的主要(zhǔyào)特點22精品資料第三章、非均相混合物分離(fēnlí)及固體流態(tài)化3.4固體(gùtǐ)流態(tài)化3.4.1流態(tài)化的基本概念3.4.2流化床的流體力學特性23精品資料一、流化床的壓降1.理想(lǐxiǎng)流化床圖3-33理想情況(qíngkuàng)下Δp-u關(guān)系曲線24精品資料2.實際(shíjì)流化床圖3-34氣體流化床實際Δp-u關(guān)系(guānxì)曲線一、流化床的壓降25精品資料二、流化床的不正常(zhèngcháng)現(xiàn)象騰涌(ténɡyǒnɡ)現(xiàn)象圖3-35騰涌發(fā)生后Δp-u關(guān)系曲線26精品資料2.溝流現(xiàn)象(xiànxiàng)圖3-36溝流發(fā)生(fāshēng)后Δp-u關(guān)系曲線二、流化床的不正常現(xiàn)象27精品資料三、流化床的操作(cāozuò)范圍流化床的操作(cāozuò)范圍應(yīng)在臨界流化速度和帶出速度之間。1．臨界流化速度umf

實驗測定：實驗裝置如右圖28精品資料三、流化床的操作(cāozuò)范圍可得到(dédào)如圖3-34的曲線臨界流化速度29精品資料三、流化床的操作(cāozuò)范圍經(jīng)驗關(guān)聯(lián)(guānlián)式計算：對于小顆粒對于大顆粒30精品資料2．帶出速度當流化床內(nèi)氣速達到顆粒的沉降速度時，大量(dàliàng)顆粒會被流體帶出器外，因此，顆粒帶出速度即顆粒的沉降速度。三、流化床的操作(cāozuò)范圍31精品資料3．流化床的操作(cāozuò)范圍與流化數(shù)帶出速度與臨界流化速度的比值反映了流化床的可操作(cāozuò)范圍。對均勻(jūnyún)細顆粒對大顆粒流化床實際操作速度與臨界流化速度的比值稱為流化數(shù)。三、流化床的操作范圍32精品資料第三章、非均相混合物分離(fēnlí)及固體流態(tài)化3.4固體(gùtǐ)流態(tài)化3.4.1流態(tài)化的基本概念3.4.2流化床的流體力學特性3.4.3流化床的濃相區(qū)高度與分離高度（自學）33精品資料第三章、非均相混合物分離(fēnlí)及固體流態(tài)化3.4固體流態(tài)化3.4.1流態(tài)化的基本概念3.4.2流化床的流體力學特性(tèxìng)3.4.3流化床的濃相區(qū)高度與分離高度3.4.4氣力輸送簡介34精品資料一、概述(ɡàishù)當氣速大于顆粒的帶出速度時，顆粒會被氣流帶出，并隨氣體一起流動，形成稀相輸送床，利用這種方式來輸送固體顆粒的方法稱為氣力輸送（當輸送介質(zhì)為液體(yètǐ)時稱為水力輸送）。氣力輸送輸送介質(zhì)通常是空氣，對易燃易爆粉料，可采用惰性氣體，如氮氣等。35精品資料（1）可長距離連續(xù)輸送，自動化操作，生產(chǎn)效率高。（2）設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，占地面積小，使用、維修方便。（3）輸送系統(tǒng)密閉，避免了物料的飛揚、受潮、受污染，改善了勞動條件。（4）可在運輸過程中（或輸送終端〕同時(tóngshí)進行粉碎、分級、加熱、冷卻以及干燥等操作。氣力輸送的優(yōu)點(yōudiǎn)一、概述36精品資料混合(hùnhé)比R（或固氣比）單位質(zhì)量(zhìliàng)氣體所輸送的固體質(zhì)量(zhìliàng)，即混合比在25以下（通常R=0.1～5）的氣力輸送稱為稀相輸送?；旌媳却笥?5的氣力輸送稱為密相輸送。一、概述37精品資料二、稀相輸送(shūsònɡ)（1）吸引(xīyǐn)式（2）壓送式1.稀相輸送的分類2.稀相輸送的流動特性（1）水平管內(nèi)輸送（2）垂直管中的輸送（3）傾斜管中輸送38精品資料三、密相輸送(shūsònɡ)密相輸送的特點是低風量(fēngliàng)高固氣比，物料在管內(nèi)呈流態(tài)化或柱塞狀運動。此類裝置的輸送能力大，輸送距離可長達100～1000m，尾部所需的氣固分離設(shè)備簡單。由于物料或多或少呈集團狀低速運動，物料的破碎及管道磨損較輕，但操作較困難。目前密相輸送多用于水泥、塑料粉、純堿、催化劑等粉料物料的輸送。39精品資料圖3-42脈沖(màichōng)式密相輸送三、密相輸送(shūsònɡ)40精品資料練習題目思考題作業(yè)題:9、10、111．一個(yīɡè)完整的過濾操作周期包括哪幾部分？2.試分析提高回轉(zhuǎn)真空過濾基轉(zhuǎn)速的利弊。3.理想流化床和實際流化床的差別主要是什么？4.流體與固體顆粒之間的相對運動可分為幾種情況。41精品資料重力(zhònglì)沉降學習指導本章重點(z