第三章非均相分離第四次課

第三章非均相分離第四次課第1頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月注意：在一定的操作條件下，以一定介質(zhì)過濾一定的懸浮液時(shí)，Ve為定值，但同一介質(zhì)在不同的過濾操作中，Ve不同。上式適用于不可壓縮濾餅。第2頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)于可壓縮濾餅其比阻r與壓強(qiáng)差有關(guān)。上式稱為過濾基本方程式，它對(duì)各種過濾情況均適用。式中r′——單位壓強(qiáng)下濾餅的比阻，1/m2

Δp——過濾壓強(qiáng)差，pas——濾餅的壓縮性指數(shù)，無因次。一般情況下，

s=0~1。對(duì)于不可壓縮濾餅，s=0。根據(jù)上兩式可得r=r′(Δp)s第3頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月定義：過濾操作在恒定壓強(qiáng)下進(jìn)行時(shí)稱為恒壓過濾。濾餅不斷變厚；阻力逐漸增加；推動(dòng)力Δp恒定；過濾速率逐漸變小。過濾操作的兩種典型方式：恒壓過濾和恒速過濾。特點(diǎn)：四、恒壓過濾第4頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)于一定的懸浮液，若μ、r′及v可視為常數(shù)，令(V+Ve)dV=kA2Δp1-sd

式中：k—表征過濾物料特性的常數(shù)，m4/（N

s）。過濾基本方程可寫成：恒壓過濾方程式的推導(dǎo)第5頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月積分條件：

=0,V=0;

=

,V=V(1)式稱為恒壓過濾方程式。令K=2kΔp1-sV2+2VVe=KA2

（1）第6頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月又令q=V/A，qe=Ve/A恒壓過濾方程式中的K稱為過濾常數(shù)，由物料特性及過濾壓強(qiáng)差決定。

恒壓過濾時(shí)V~

的關(guān)系

ooe

e

+

e

+

ebV+VeVV+VeVVeq2+2qqe=K

上式也稱為恒壓過濾方程式。第7頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月若維持過濾速率恒定，這樣的過濾操作方式稱為恒速過濾。恒速過濾時(shí)q-

（或V-

）關(guān)系為一直線。

q=uR

V=uRA

恒速過濾時(shí)的過濾速度為：五、恒速過濾第8頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月在一定的操作條件下，μ、r、v、uR、qe均為常數(shù)，故有：對(duì)不可壓縮濾餅，由過濾基本方程可寫出：上式表明：對(duì)于不可壓縮濾餅進(jìn)行恒速過濾時(shí)，其壓強(qiáng)差隨過濾時(shí)間成直線增加。所以，在實(shí)踐中很少采用完全恒速過濾的方法。

Δp=μrvuR2θ+μrvuRqe=a

+b

第9頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月幾種操作方式下的過濾方程恒壓過濾恒速過濾(V+Ve)2=KA2(

+

)eq=uR

V2+2VVe=KA2

V=uRA

(q+qe)2=K(

+

e)Δp=a

+bq2+2qqe=K

第10頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月上式表明：d

/dq與q成直線關(guān)系，直線斜率為2/K，截距為2qe/K2(q+qe)dq=Kd

(q+qe)2=K(

+

e)微分上式得qd

/dq2qe/K由斜率=2/K，求出K;由截距=2qe/K，求出qe；由q2+2qqe=K

，

=0，q=0，求出

e=

qe2/K。測(cè)定時(shí)采用恒壓試驗(yàn)，恒壓過濾方程為：七、過濾常數(shù)的測(cè)定第11頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月采用Δ

/Δq代替d

/dq，在過濾面積一定時(shí)，記錄下時(shí)間

和累計(jì)的濾液量V，并由此計(jì)算一系列q值，然后作圖，求出直線斜率和截距。最后算出過濾常數(shù)K和qe。q

/

q2qe/K注意：橫坐標(biāo)q的取值。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理第12頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月lgK=(1-s)lg(Δp)+lg(2k)以lg(Δp)為橫坐標(biāo)，lg(K)為縱坐標(biāo)作直線，從而求出斜率(1-s)，截距l(xiāng)g(2k)，進(jìn)而算出s和k。K=2kΔp1-s濾餅的壓縮性指數(shù)s及物料特性常數(shù)k需在不同壓強(qiáng)差下對(duì)指定物料進(jìn)行試驗(yàn)，求得若干過濾壓強(qiáng)差下的K，然后對(duì)K-Δp數(shù)據(jù)加以處理，即可求得s

值。lg(Δp)lg(K)lg(2k)q

/

q2qe/K壓縮指數(shù)s的測(cè)定第13頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月工業(yè)上使用的典型過濾設(shè)備：按操作方式分類：間歇過濾機(jī)、連續(xù)過濾機(jī)按操作壓強(qiáng)差分類：壓濾、吸濾和離心過濾板框壓濾機(jī)（間歇操作）轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)（連續(xù)操作）過濾式離心機(jī)八、過濾設(shè)備第14頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)構(gòu)：濾板、濾框、夾緊機(jī)構(gòu)、機(jī)架等組成。濾板：凹凸不平的表面，凸部用來支撐濾布，凹槽是濾液的流道。濾板右上角的圓孔，是濾漿通道；左上角的圓孔，是洗水通道。洗滌板：左上角的洗水通道與兩側(cè)表面的凹槽相通，使洗水流進(jìn)凹槽；非洗滌板：洗水通道與兩側(cè)表面的凹槽不相通。1板框壓濾機(jī)

第15頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月為了避免這兩種板和框的安裝次序有錯(cuò)，在鑄造時(shí)常在板與框的外側(cè)面分別鑄有一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)小鈕。非洗滌板為一鈕板，框帶兩個(gè)鈕板，洗滌板為三鈕板。濾框：濾漿通道：濾框右上角的圓孔洗水通道：濾框左上角的圓孔第16頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月濾漿洗水濾板濾框洗板濾布板框過濾機(jī)第17頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月板框過濾機(jī)的操作是間歇式的，每個(gè)操作循環(huán)由裝合、過濾、洗滌、卸渣、整理五個(gè)階段。過濾過程1)、裝合：將板與框按1-2-3-2-1-2-3的順序，濾板的兩側(cè)表面放上濾布，然后用手動(dòng)的或機(jī)動(dòng)的壓緊裝置固定，使板與框緊密接觸。2)、過濾：用泵把濾漿送進(jìn)右上角的濾漿通道，由通道流進(jìn)每個(gè)濾框里。濾液穿過濾布沿濾板的凹槽流至每個(gè)濾板下角的閥門排出。固體顆粒積存在濾框內(nèi)形成濾餅，直到框內(nèi)充滿濾餅為止。第18頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月3)、洗滌：將洗水送入洗水通道，經(jīng)洗滌板左上角的洗水進(jìn)口，進(jìn)入板的兩側(cè)表面的凹槽中。然后，洗水橫穿濾布和濾餅，最后由非洗滌板下角的濾液出口排出。在此階段中，洗滌板下角的濾液出口閥門關(guān)閉。4)、卸渣、整理打開板框，卸出濾餅，洗滌濾布及板、框。在洗液粘度與濾液粘度相近的情況下，且在壓差相同時(shí)，洗滌速率約為過濾終了速率的1/4。為什么？第19頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，占地面積小，過濾面積大?？筛鶕?jù)需要增減濾板的數(shù)量，調(diào)節(jié)過濾能力。對(duì)物料的適應(yīng)能力較強(qiáng)，由于操作壓力較高（3~10kg/cm2），對(duì)顆粒細(xì)小而液體粘度較大的濾漿，也能適用。間歇操作，生產(chǎn)能力低，卸渣清洗和組裝階段需用人力操作，勞動(dòng)強(qiáng)度大，所以它只適用于小規(guī)模生產(chǎn)。近年出現(xiàn)了各種自動(dòng)操作的板框壓濾機(jī)，使勞動(dòng)強(qiáng)度得到減輕。板框壓濾機(jī)的特點(diǎn)：第20頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)構(gòu)：轉(zhuǎn)筒，扇形格(18格)；

濾室；分配頭；動(dòng)盤(18個(gè)孔，分別與扇形格的18個(gè)通道相連)；定盤(三個(gè)凹槽：濾液真空凹槽、洗水真空凹槽、壓縮空氣凹槽，分別將動(dòng)盤的18個(gè)孔道分成三個(gè)通道)；金屬網(wǎng)；濾布；濾漿槽。轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖動(dòng)盤定盤轉(zhuǎn)筒金屬網(wǎng)濾布濾餅攪拌器洗滌噴頭料漿槽刮刀2轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)（rotary-drumvacuumfilter）第21頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月110987654321817161514131112動(dòng)盤轉(zhuǎn)筒及分配頭的結(jié)構(gòu)定盤18格分成6個(gè)工作區(qū)1區(qū)(1~7格)：過濾區(qū)；2區(qū)(8~10格)：濾液吸干區(qū)；3區(qū)(12~13格)：洗滌區(qū)；4區(qū)(14格)：洗后吸干區(qū)；5區(qū)(16格)：吹松卸渣區(qū)；6區(qū)(17格)：濾布再生區(qū)。過濾區(qū)(1~2區(qū))，f槽;洗滌區(qū)(3~4區(qū))，g槽

;干燥卸渣區(qū)(5~6區(qū))，h

槽;f槽h槽g槽第22頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月自動(dòng)連續(xù)操作；適用于處理量大，固體顆粒含量較多的濾漿；真空下操作，其過濾推動(dòng)力較低(最高只有1atm)，對(duì)于濾餅阻力較大的物料適應(yīng)能力較差。轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)時(shí)，藉分配頭的作用，能使轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)一周的過程中，每個(gè)小過濾室可依次進(jìn)行過濾、洗滌、吸干、吹松卸渣等項(xiàng)操作。整個(gè)轉(zhuǎn)筒圓周在任何瞬間都劃分為:特點(diǎn)：工作過程過濾區(qū);洗滌區(qū);干燥卸渣區(qū)。第23頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月設(shè)備名稱主要結(jié)構(gòu)工作過程特點(diǎn)、適用性生產(chǎn)能力計(jì)算板框壓濾機(jī)濾板、濾框、夾緊機(jī)構(gòu)、機(jī)架裝合、過濾、洗滌、卸