第四章-液-固分離設(shè)備講解課件

第四章液-固分離設(shè)備4.1液-固分離設(shè)備概述4.2過(guò)濾設(shè)備及計(jì)算4.3離心分離設(shè)備及計(jì)算4.4膜分離設(shè)備第四章液-固分離設(shè)備4.1液-固分離設(shè)備概述1

①織物介質(zhì)：又稱(chēng)濾布，是用棉、毛、絲、麻等天然纖維及合成纖維織成的的織物，以及由玻璃絲或金屬絲織成的網(wǎng)。這類(lèi)介質(zhì)能截留顆粒的最小直徑為。織物介質(zhì)在工業(yè)上的應(yīng)用最為廣泛。②堆積介質(zhì)：由各種固體顆粒（砂、木碳、石棉、硅藻土）或非紡織纖維等堆積而成，多用于深床過(guò)濾中。4.1.1過(guò)濾原理

①織物介質(zhì)：又稱(chēng)濾布，是用棉、毛、絲、麻等天然纖維及2

③多孔固體介質(zhì)：具有很多微細(xì)孔道的固體材料，如多孔陶瓷、多孔塑料、多孔金屬制成的管或板，能攔截的微細(xì)顆粒④多孔膜：用于膜過(guò)濾的的各種有機(jī)高分子膜和無(wú)機(jī)材料膜。廣泛使用的是醋酸纖維素和芳香酰胺系兩大類(lèi)有機(jī)高分子膜?？捎糜诮亓粢韵碌奈⑿☆w粒。4.1.1過(guò)濾原理

③多孔固體介質(zhì)：具有很多微細(xì)孔道的固體材料，如多孔陶3離心沉降速度

離心設(shè)備的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)是其所能達(dá)到的離心力與重力的比值，稱(chēng)為分離因數(shù)。分離因數(shù)是衡量離心程度的參數(shù)，用Z表示式中，r為離心半徑，即從旋轉(zhuǎn)軸心到沉降顆粒的距離，N為離心機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)(s-1)。為旋轉(zhuǎn)角速度（rad/s）Z越大，越利于分離Z<3000常速離心機(jī)；Z：3000~5000中速離心機(jī)；Z>5000高速離心機(jī)；Z：2×104~2×106

超速離心機(jī)；4.1.2沉降原理離心沉降速度式中，r為離心半徑，即從旋轉(zhuǎn)軸心到沉降顆粒的距4

4.1.3液-固分離設(shè)備類(lèi)別液固分離設(shè)備沉降設(shè)備：重力沉降離心沉降沉降槽管式碟片式等膜分離設(shè)備：微濾器超濾器反滲透器等過(guò)濾設(shè)備：常壓過(guò)濾機(jī)加壓過(guò)濾機(jī)真空過(guò)濾機(jī)離心過(guò)濾機(jī)

4.1.3液-固分離設(shè)備類(lèi)別液固沉降設(shè)備：重力沉降5由多塊帶凸凹紋路的濾板和濾框交替排列于機(jī)架而構(gòu)成。板和框一般制成方形，其角端均開(kāi)有圓孔，這樣板、框裝合，壓緊后即構(gòu)成供濾漿、濾液或洗滌液流動(dòng)的通道。框的兩側(cè)覆以濾布，空框與濾布圍成了容納濾漿和濾餅的空間。

4.2.1板框式過(guò)濾機(jī)4.2.1板框式過(guò)濾機(jī)64.2.1板框式過(guò)濾機(jī)4.2.1板框式過(guò)濾機(jī)74.2.1板框式過(guò)濾機(jī)4.2.1板框式過(guò)濾機(jī)8結(jié)構(gòu)組成:機(jī)架壓緊機(jī)構(gòu)過(guò)濾機(jī)構(gòu)4.2.1板框式過(guò)濾機(jī)結(jié)構(gòu)組成:4.2.1板框式過(guò)濾機(jī)94.2.1板框式過(guò)濾機(jī)1、止推板

2、頭板

3、濾板

4、濾布

5、尾板

6、壓緊板

7、橫梁

8、活塞桿

9、液壓缸座

10、液壓缸

11、液壓站

12、電控箱4.2.1板框式過(guò)濾機(jī)1、止推板

2、頭板

3、10機(jī)架:

機(jī)架是壓濾機(jī)的基礎(chǔ)部件，兩端是止推板和壓緊機(jī)，兩側(cè)的大梁將二者連接起來(lái)，大梁用以支撐濾板，濾框和壓緊板。

止推板它與支座連接將壓濾機(jī)的一端坐落在地基上，廂式壓濾機(jī)的止推板中間是進(jìn)料孔，四個(gè)角還有四個(gè)孔，上兩角的孔是洗滌液或壓榨氣體進(jìn)口，下兩角為出口。

4.2.1板框式過(guò)濾機(jī)機(jī)架:4.2.1板框式過(guò)濾機(jī)11機(jī)架:壓緊板：用以壓緊濾板濾框，兩側(cè)的滾輪用以支撐壓緊板在大梁的軌道上滾動(dòng)。大梁：是承重構(gòu)件，材料為優(yōu)質(zhì)鋼板或優(yōu)質(zhì)槽鋼，根據(jù)使用環(huán)境防腐的要求，可選擇硬質(zhì)聚氯乙烯、聚丙烯、不銹鋼包覆或新型防腐涂料等涂覆。

4.2.1板框式過(guò)濾機(jī)機(jī)架:4.2.1板框式過(guò)濾機(jī)12壓緊機(jī)構(gòu):手動(dòng)壓緊：千斤頂機(jī)械壓緊：電動(dòng)機(jī)減速器、齒輪、絲桿和固定螺母。液壓壓緊：液壓站、油缸、活塞、活塞桿以及活塞桿與壓緊板連接的法蘭卡片。

4.2.1板框式過(guò)濾機(jī)壓緊機(jī)構(gòu):4.2.1板框式過(guò)濾機(jī)13過(guò)濾機(jī)構(gòu):濾板、濾框、濾布

4.2.1板框式過(guò)濾機(jī)過(guò)濾機(jī)構(gòu):濾板、濾框、濾布4.2.1板框式過(guò)濾機(jī)14濾漿由總管入框框內(nèi)形成濾餅

濾液穿過(guò)餅和布經(jīng)每板上旋塞排出(明流)從板流出的濾液匯集于某總管排出(暗流)過(guò)濾4.2.1板框式過(guò)濾機(jī)濾漿由總管入框框內(nèi)形成濾餅濾液穿過(guò)餅和布經(jīng)每板上旋塞排15橫穿洗滌：洗滌液由總管入板

濾布

濾餅

濾布

非洗滌板

排出洗滌面=(1/2)過(guò)濾面積洗滌液行程與濾液相同。洗滌面=過(guò)濾面置換洗滌：橫穿洗滌：洗滌液由總管入板濾布濾餅濾布非洗滌板排出16明流過(guò)濾：每個(gè)濾板的下方出液孔上裝有水咀，濾液直觀地從水咀里流出。暗流過(guò)濾：每個(gè)濾板的下方設(shè)有出液通道孔，若干塊濾板出液孔連成一個(gè)出液通道，由止推板下方出液孔相連接的管道排出。

4.2.1板框式過(guò)濾機(jī)明流過(guò)濾：每個(gè)濾板的下方出液孔上裝有水咀，濾液直觀地從水咀里17說(shuō)明①間歇操作——過(guò)濾、洗滌、卸渣、整理、裝合②主要優(yōu)缺點(diǎn)構(gòu)造簡(jiǎn)單，過(guò)濾面積大而占地省，過(guò)濾壓力高（可達(dá)1.5MPa左右），便于用耐腐蝕性材料制造，便于洗滌。它的缺點(diǎn)是裝卸、清洗勞動(dòng)強(qiáng)度較大。說(shuō)明①間歇操作——過(guò)濾、洗滌、卸渣、②主要優(yōu)缺點(diǎn)構(gòu)造簡(jiǎn)單，過(guò)18型號(hào)：例如：XAMZG160/1250-30u型壓濾機(jī)。X是廂式壓濾機(jī)（B是板框式壓濾機(jī)）；A是指的濾液流出方式是暗流的（M既是明流）；Z是自動(dòng)（S是手動(dòng)，Y是液壓），G是隔膜濾板；

160既是過(guò)濾面積160平方米；1250是指的濾板的外型尺寸是1250×1250；30濾板的厚度，U塑料X橡膠鑄鐵省略4.2.1板框式過(guò)濾機(jī)型號(hào)：4.2.1板框式過(guò)濾機(jī)19又稱(chēng)真空鼓式過(guò)濾機(jī)轉(zhuǎn)鼓真空過(guò)濾機(jī)由轉(zhuǎn)鼓、液槽、抽真空裝置和噴氣噴水裝置組成。核心部件是轉(zhuǎn)鼓和分布裝置。4.2.2真空轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)又稱(chēng)真空鼓式過(guò)濾機(jī)4.2.2真空轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)20（1）濾餅形成區(qū)當(dāng)轉(zhuǎn)鼓上的過(guò)濾室轉(zhuǎn)到料漿槽并浸沒(méi)在料漿液中時(shí)，過(guò)慮室與分配器一室相通，一室與真空相連，在真空抽吸下，濾液被吸入鼓內(nèi)，并通過(guò)分配器流出管外，而轉(zhuǎn)鼓表面上則形成濾餅層。此工作區(qū)成為濾并形成區(qū)。（2）洗滌吸干區(qū)隨著轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)動(dòng)，濾餅離開(kāi)料漿液進(jìn)入濾餅脫水區(qū)，在此區(qū)由于抽吸的作用，濾餅脫水，隨后又被洗水淋洗，且被抽吸干燥，在此區(qū)，進(jìn)一步降低了濾餅中溶質(zhì)的含量。4.2.2真空轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)（1）濾餅形成區(qū)4.2.2真空轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)21（3）吹松脫落區(qū)當(dāng)已經(jīng)淋洗干燥了的濾餅轉(zhuǎn)到此區(qū)時(shí)，過(guò)濾室與分布器的三號(hào)氣室相通。三號(hào)氣室與壓縮空氣相通，因此，轉(zhuǎn)鼓表面上的濾餅層被吹松，并脫落下來(lái)，隨后刮刀開(kāi)始清除剩余的濾餅。（4）再生區(qū)在此區(qū)，壓縮空氣通過(guò)分布器進(jìn)入再生區(qū)的過(guò)濾室，吹落濾布上的微細(xì)顆粒，使濾布再生，以備進(jìn)行下一輪過(guò)濾操作。4.2.2真空轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)（3）吹松脫落區(qū)4.2.2真空轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)22主要優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：連續(xù)操作，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)，對(duì)處理量大而容易過(guò)濾的料漿特別適宜。缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)筒體積龐大而過(guò)濾面積相形之下嫌??；用真空吸液，過(guò)濾推動(dòng)力不大，懸浮液中黏度不能高，顆粒尺寸不能太?。惠o助設(shè)備多，能耗大。4.2.2真空轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)主要優(yōu)缺點(diǎn)：4.2.2真空轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)23生產(chǎn)能力：首先取決于轉(zhuǎn)筒的面積（國(guó)產(chǎn)GP型固式過(guò)濾機(jī)過(guò)濾面積由1、2、5、20m2四種）；對(duì)于特定的過(guò)濾機(jī)，提高轉(zhuǎn)速和浸入角度均可提高其生產(chǎn)能力。但浸入角度過(guò)大會(huì)引起其它操作的面積減小，甚至難以操作；若轉(zhuǎn)速過(guò)大，則每一周期中的過(guò)濾時(shí)間很短，使濾餅太薄，難于卸渣，且功率消耗也很大。合適的轉(zhuǎn)速需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。4.2.2真空轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)生產(chǎn)能力：4.2.2真空轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)24一.分類(lèi)按作用原理分類(lèi)

過(guò)濾式:（分離機(jī)）：轉(zhuǎn)鼓壁上有孔并裝濾布（三足式）

沉降式:（澄清機(jī)）：轉(zhuǎn)鼓壁上無(wú)孔無(wú)濾布，碟片式、管式

按離心分離因素分類(lèi)常速離心機(jī)，分離因素f小于3000中速離心機(jī)，分離因素f3000-50000高速離心機(jī)，分離因素f大于50000超高速離心機(jī)，分離因素f大于20萬(wàn)；

4.3離心分離設(shè)備

一.分類(lèi)4.3離心分離設(shè)備

25管式離心機(jī)

優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)速可達(dá)2×104r/min,離心力較大，設(shè)備簡(jiǎn)單，分離效率高，操作穩(wěn)定；缺點(diǎn)：沉降面積小，處理能力低(可達(dá)10m3/h)碟片式離心機(jī)優(yōu)點(diǎn)：沉降面積大（碟片），提高處理能力(最大300m3/h)；缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)速較管式離心機(jī)低，約1×104r/min,結(jié)構(gòu)復(fù)雜管式離心機(jī)優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)速可達(dá)2×104r/min,離心力較大264.3離心沉降設(shè)備

4.3.1管式離心機(jī)管式離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓的直徑小而長(zhǎng)度較長(zhǎng)。其特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠；（D40～150mm，H/D4～8）轉(zhuǎn)速高；一般在10000轉(zhuǎn)/分以上分理效果好；離心分離因數(shù)可達(dá)15000～65000

缺點(diǎn)：處理能力低由于直徑小，不致使轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁產(chǎn)生過(guò)高的應(yīng)力適于處理直徑0.1～100μm；固液密度差大于10Kg/m3，固相濃度小于5％的難分離的懸浮液和液－液兩相密度差較小的乳濁液4.3離心沉降設(shè)備4.3.1管式離心機(jī)由27國(guó)產(chǎn)離心機(jī)有GQ型兩種（沉降機(jī)懸浮液），GF型（分離機(jī)乳濁液）國(guó)產(chǎn)離心機(jī)有GQ型兩種（沉降機(jī)懸浮液），GF型（分離機(jī)28國(guó)產(chǎn)離心機(jī)有GQ型兩種（沉降機(jī)懸浮液），GF型（分離機(jī)乳濁液）國(guó)產(chǎn)離心機(jī)有GQ型兩種（沉降機(jī)懸浮液），GF型（分離機(jī)29管式離心機(jī)型號(hào)標(biāo)記GQ105NA改型設(shè)計(jì)：A－第一次設(shè)計(jì)材料：N－不銹鋼；碳鋼不標(biāo)記轉(zhuǎn)鼓內(nèi)經(jīng)（mm）澄清用（Q）；分離用（F）管式離心機(jī)（G）管式離心機(jī)型號(hào)標(biāo)記GQ105NA改型設(shè)計(jì)：A－第一次設(shè)計(jì)材料30管式離心機(jī)的技術(shù)規(guī)格

型號(hào)

項(xiàng)目GQ75GF75GQ105GF105GFX105GQ150GF150轉(zhuǎn)鼓內(nèi)徑mm7575105105105142142有效高度mm450450730730730730730沉積容積L2.672.676661010轉(zhuǎn)速r/min21000210001900019000190001500015000最大分離因數(shù)22500225002100021000210001800018000進(jìn)料口噴嘴直徑mm3,5,73,5,74,6,84,6,84,6,8,104,6,8,104,6,8,10物料進(jìn)口壓力Mpa>0.05MPa生產(chǎn)能力L/h

（水通過(guò)能力）～670～670～1600～1700～1400～3200～3200電動(dòng)機(jī)功率kw1.51.52.22.22.23.03.0外型尺寸(長(zhǎng)×寬×高)mm500×700

×1300500×700

×1300600×1000

×1600600×1000

×1600600×1000

×1600600×1000

×1600600×1000

×1600機(jī)器重Kg300300350350350380380冷

卻

管散熱面積m2-------承受壓力Mpa-------管式離心機(jī)的技術(shù)規(guī)格

型號(hào)

項(xiàng)目GQ731管式離心機(jī)的計(jì)算管式離心機(jī)的計(jì)算324.3離心沉降設(shè)備

4.3.2碟片式離心機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴；轉(zhuǎn)速較管式離心機(jī)低；4000～12000r/min分理效果較好；離心分離因數(shù)3000～13000沉降面積大；可達(dá)10000～200000m2，生產(chǎn)能力可達(dá)100m3/h。

4.3離心沉降設(shè)備4.3.2碟片式離心機(jī)334.3離心沉降設(shè)備

4.3.2碟片式離心機(jī)

離心澄清機(jī)：依據(jù)離心沉降速度的不同將懸浮液中的液、固相分開(kāi)的離心機(jī)。

離心分離機(jī)：依據(jù)離心沉降速度的不同將輕重不同或互不溶解的兩種液體分開(kāi)的離心機(jī)。

區(qū)別是離心分離機(jī)的每只碟片在離開(kāi)軸線(xiàn)一定距離的圓周上開(kāi)有幾只對(duì)稱(chēng)分布的圓孔，許多這樣的碟片疊置起來(lái)時(shí)，對(duì)應(yīng)的園孔就形成垂直的通道。

4.3離心沉降設(shè)備4.3.2碟片式離心機(jī)34碟片式離心機(jī)的計(jì)算ug:取決于系統(tǒng)的性質(zhì)（料液粘度、密度，固體粒子大小、密度等），與離心機(jī)特性無(wú)關(guān)。：取決于離心機(jī)特性（離心機(jī)碟片數(shù)、間距，轉(zhuǎn)速N及半徑R等），與系統(tǒng)的性質(zhì)無(wú)關(guān)。碟片式離心機(jī)的計(jì)算ug:取決于系統(tǒng)的性質(zhì)（料液粘度、密度，固35離心分離設(shè)備的放大以等效時(shí)間放大

等效時(shí)間：依據(jù)離心力和離心時(shí)間的乘積來(lái)估計(jì)離心分離的難易程度。以幾何特征參數(shù)放大

對(duì)于管式離心機(jī)，其幾何特征參數(shù)對(duì)于碟片式離心機(jī)，其幾何特征參數(shù)f：分離因數(shù)f愈大，t愈短離心分離設(shè)備的放大以等效時(shí)間放大以幾何特征參數(shù)放大36離心分離設(shè)備的放大例2：現(xiàn)生產(chǎn)一種新型蛋白質(zhì)，需選用離心機(jī)，已知在實(shí)驗(yàn)室所用離心管內(nèi)外經(jīng)分別為5cm和15cm，在2000