第三章非均相機(jī)械分離

第三章非均相機(jī)械分別3.1沉降3.2過(guò)濾3.3顆粒的沉降3.3.1概述3.3.2顆粒在流體中的沉降過(guò)程3.2.3重力沉降設(shè)備3.2.4離心沉降設(shè)備3.2.4離心機(jī)3.3.1概述混合物均相混合物非均相混合物溶液：混合氣體：精餾、萃取吸收、吸附氣態(tài)非均相液態(tài)非均相含塵氣體含霧氣體懸浮液乳濁液泡沫液1.混合物的分類(lèi)分散相(分散物質(zhì))：處于分散形狀的物質(zhì)延續(xù)相(分散介質(zhì))：處于延續(xù)形狀的物質(zhì)2.非均相物系分別的目的回收有價(jià)值的分散物質(zhì)凈化分散介質(zhì)環(huán)境維護(hù)和平安消費(fèi)3.3.1概述3.非均相物系的分別根據(jù)：按運(yùn)動(dòng)方式的不同沉降過(guò)濾分散相運(yùn)動(dòng)延續(xù)相靜止分散相靜止延續(xù)相運(yùn)動(dòng)分散相與延續(xù)相之間物性的差別。如密度，直徑等。方法采用機(jī)械法，使發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。3.3.1概述1.自在沉降速度自在沉降:單個(gè)顆粒在流體中的沉降過(guò)程。干擾沉降：假設(shè)顆粒數(shù)量較多，相互間間隔較近，那么顆粒沉降時(shí)相互間會(huì)干擾，稱(chēng)為干擾沉降。3.3.2顆粒在流體中的沉降過(guò)程顆粒在流體中遭到三個(gè)力的作用，如圖3-3所示：曳力Fd重力Fg浮力FbFg=mg〔重力〕，或FB=mac〔離心力〕Fb=mg/p式中d為曳力系數(shù)，A為顆粒在流動(dòng)方向上的投影面積3.3.2顆粒在流體中的沉降過(guò)程①剛開(kāi)場(chǎng)沉降：不變a〔加速度〕最大②開(kāi)場(chǎng)沉降a(3-19)根據(jù)牛頓第二定律，作用于顆粒上的合外力使其產(chǎn)生加速運(yùn)動(dòng)，即：a＝0u添加至一定值時(shí)自在沉降速度勻速沉降自在沉降速度公式(3-20)式中dp為顆粒的當(dāng)量直徑。3.3.2顆粒在流體中的沉降過(guò)程2.阻力系數(shù)的計(jì)算因次分析球形度=與顆粒體積相等的圓球的外表積顆粒的外表積3.球形顆粒沉降速度計(jì)算：層流區(qū)——Stokes定律區(qū)過(guò)渡區(qū)——Allen定律區(qū)3.3.2顆粒在流體中的沉降過(guò)程湍流區(qū)——Newton定律區(qū)3.3.2顆粒在流體中的沉降過(guò)程Re0>200000后，ζ驟然下降，在Ret=(3~10)×105范圍內(nèi)可近似取ζ=0.1。4.影響沉降速度的要素①顆粒直徑其它條件一樣時(shí)，小顆粒后沉降。②流體密度條件其它一樣時(shí)，顆粒在空氣較在水中易沉降。③顆粒密度其它條件一樣時(shí)，密度大的顆粒先沉降。5.的計(jì)算：

問(wèn)題：沉降速度未知，如何判別流型？處理方法：試差法或判據(jù)法〔防止試差〕判據(jù)法：將上式代入Re中，得到：斯托克斯公式:令那么令試差法：假設(shè)流型選擇公式計(jì)算計(jì)算驗(yàn)算例：求直徑40μm球形顆粒在30℃大氣中的自在沉降速度。知ρ顆粒為2600kg/m3,大氣壓為0.1MPa。解：設(shè)為層流，那么：查30℃、0.1MPa空氣：校核：(正確)6.非球形顆粒的沉降速度

同樣條件下因此處置方法：可先假定為顆粒球形，然后校正。ReP顆粒球形度對(duì)沉降速度的影響ut〔非球形〕/ut〔球形〕3.3.3重力沉降設(shè)備1.降塵室〔1〕任務(wù)原理氣體入室減速顆粒的沉降運(yùn)動(dòng)&隨氣體運(yùn)動(dòng)沉降運(yùn)動(dòng)時(shí)間<氣體停留時(shí)間分別

氣體

氣體

進(jìn)口

出口

集灰斗

降塵室

BVsu0uLH顆粒在降塵室中的運(yùn)動(dòng)BVsutuLH顆粒在降塵室中的運(yùn)動(dòng)顆?？梢猿两档郊瘔m斗中有什么條件呢？顆粒在降塵室中的沉降時(shí)間小于停留時(shí)間時(shí)，顆粒在流體分開(kāi)降塵室前即可沉降到降塵室的底部。其中：θ與設(shè)備尺寸及處置量有關(guān)，與顆粒性質(zhì)無(wú)關(guān)；θt與流體、顆粒的性質(zhì)、分別要求及降塵室的高度有關(guān)。3.3.3重力沉降設(shè)備停留時(shí)間：氣流速度m/s氣流流率m3/s沉降時(shí)間留意：當(dāng)某直徑的顆粒滿(mǎn)足θ≥θt時(shí)，它可以被完全〔100%〕地分別；當(dāng)某直徑的顆粒滿(mǎn)足θ<θt時(shí)，它不是不能被分別，依然可以被分別，只不過(guò)是不能被完全分別。討論：〔1〕降塵室的消費(fèi)才干：停留時(shí)間最短為θt=θ=H/u，即最大消費(fèi)才干為Vs=BLut；故消費(fèi)才干與降塵室的底面積BL有關(guān)而與降塵室的高度無(wú)關(guān)，因此，降塵室多制成扁平型或多層。〔2〕降塵室消費(fèi)才干與設(shè)備高度無(wú)關(guān)，那么降塵室的高度能否越小越好呢？3.3.3重力沉降設(shè)備①假設(shè)u不變，那么L↓，消費(fèi)才干Vs=BLut↓；為保證消費(fèi)才干不變，必需B↑；降塵室變得短而寬，氣體進(jìn)入降塵室還未穩(wěn)定就分開(kāi)降塵室了，氣體在降塵室內(nèi)的分布不均勻呵斥分別才干下降；所以在降塵室的前后均有漸縮和漸擴(kuò)安裝；②假設(shè)L不變，u↑，消費(fèi)才干不變；假設(shè)流速太大，那么沉降后的顆粒被重新?lián)P起，分別效率↓，故應(yīng)保證氣體流動(dòng)維持層流形狀，普通u<3m/s，易揚(yáng)起的物料u<1.5m/s?！?〕重力沉降中沉降速度無(wú)法提高，重力沉降的效果有限，普通重力沉降能分別的顆粒直徑為>10μm〔>75μm效果較好〕。3.3.3重力沉降設(shè)備〔4〕θ≥θt在設(shè)計(jì)中是確定降塵室主要構(gòu)造尺寸的根據(jù)，在操作中是確定所能完全分別最小顆粒直徑的判據(jù)。當(dāng)Stokes定律適用時(shí)，顆粒在降塵室中作自在沉降，處置量為Vs時(shí)能分別出的顆粒的最小直徑dmin為：降塵室底面積3.3.3重力沉降設(shè)備3.3.3重力沉降設(shè)備例1:降塵室計(jì)算 用總高4m、寬1.7m、長(zhǎng)4.55m的重力降塵室分別空氣中的粉塵。中間等高安排39塊隔板，每小時(shí)經(jīng)過(guò)降塵室的含塵氣體為2000m3，氣體的密度為1.6kg/m3(均為標(biāo)況)，氣體溫度為400℃，此時(shí)粘度為3×10-5Pa·s，粉塵的密度為3700kg/m3。試求①此降塵室能分別的最小塵粒的直徑②除去6μm顆粒的百分率。知：H，w，n，V0，ρO，t,μ，ρP求：dpc解：∴假設(shè)成立，dPC=8.11μm。②d=6μm由上可知沉降屬于層流區(qū)停留時(shí)間：θ=L/u=4.55×1.7×4/1.369=22.60s例題2：質(zhì)量流量為2.50kg/s，溫度為20℃的常壓含塵氣體在進(jìn)入反響器之前必需除塵并預(yù)熱至150℃，所含塵粒密度為1800kg/m3?，F(xiàn)有一臺(tái)總面積為130m2的多層降塵室，試求〔1〕先除塵后預(yù)熱的情況下降塵室可全部除去的最小顆粒直徑；〔2〕先預(yù)熱后除塵的情況下降塵室可全部除去的最小顆粒直徑；〔3〕哪種順序比較好？為什么？知20℃的氣體粘度為1.81×10-5Pa.s，150℃的氣體粘度為2.41×10-5Pa.s。解：〔1〕據(jù)題意kg/m3μ=1.81×10-5Pa.sm3/s可全部除去的最小顆粒的沉降速度為

m/s假設(shè)顆粒沉降處于層流區(qū)，那么校核故以上計(jì)算有效〔2〕據(jù)題意μ=2.41×10-5Pa.s可全部除去的最小顆粒的沉降速度為:假設(shè)顆粒沉降處于層流區(qū)，那么校核故以上計(jì)算有效〔3〕由計(jì)算可知，先除塵后預(yù)熱的順序較好，可以全部除去的最小顆粒直徑較小。3.3.3重力沉降設(shè)備2.增稠器〔沉降槽〕①構(gòu)造增稠器的構(gòu)造如右圖。主要是一個(gè)底部略成錐形的大直徑〔數(shù)米～百米以上〕淺槽〔高度2.5～4m〕。料漿從中央進(jìn)料口送入液面下0.3~1.0m處，以小擾動(dòng)迅速分散到整個(gè)橫截面上，顆粒下沉，從等濃區(qū)變濃區(qū)沉聚區(qū)；在槽底緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)的耙把濃漿中的液體擠出去，并把沉渣聚攏到錐底的中央排渣口，以“底流〞排出。清液向上流動(dòng)，即使夾帶粒子，顆粒在廓清區(qū)還是有時(shí)機(jī)再沉降，使“溢流〞的廓清液體堅(jiān)持清潔。②任務(wù)原理3.3.3重力沉降設(shè)備④改動(dòng)沉降速度的方法增稠器既可用于間歇操作或延續(xù)操作，具有廓清液體和增稠懸浮液雙重功能。適用于量大、濃度不高且顆粒不太細(xì)微的懸浮料漿，如污水、煤泥水處置等。工業(yè)上處置大量懸浮液時(shí)，普通采用延續(xù)式增稠器。Ⅰ添加絮凝劑：③運(yùn)用Ⅱ改動(dòng)操作條件：普通采用添加少量電解質(zhì)或外表活性劑的方法，使細(xì)小顆粒凝聚或絮聚；通常采用諸如：加熱、冷凍或震動(dòng)等方法，使顆粒的粒度或相界面積發(fā)生變化，從而提高或降低沉降速度。3.3.4離心沉降〔Centrifugalsedimentation〕r1r2ArCBuruut顆粒在旋轉(zhuǎn)流體中的運(yùn)動(dòng)顆粒的切線速度旋轉(zhuǎn)半徑離心加速度假設(shè)顆粒為球形：顆粒密度流體密度當(dāng)作用力等于阻力時(shí)，可得離心沉降速度ur3.3.4離心沉降〔Centrifugalsedimentation〕r=0.5m，ut=10m/s時(shí)，留意：離心沉降與重力沉降的類(lèi)比。顆粒離心沉降的速度方向是由圓心沿徑向指向外周，但由于顆粒和流體同時(shí)做圓周運(yùn)動(dòng)，顆粒的實(shí)踐運(yùn)動(dòng)軌跡是一個(gè)半徑逐漸擴(kuò)展的螺旋線。離心沉降速度并不是顆粒的實(shí)踐運(yùn)動(dòng)速度，只是其在徑向上的分量。旋風(fēng)分別器用于分別氣體中的固體顆粒旋液分別器用于分別液體中的固體顆粒重力沉降離心沉降降塵室用于分別氣體中的固體顆粒沉降槽用于分別液體中的固體顆?！?〕構(gòu)造與任務(wù)原理如右圖所示，主體的上部為圓筒形，下部為圓錐形，中央有一升氣管。旋風(fēng)分別器〔Cycloneseparators〕含塵氣體從側(cè)面的矩形進(jìn)氣管切向進(jìn)入器內(nèi)，然后在圓筒內(nèi)作自上而下的圓周運(yùn)動(dòng)。顆粒在隨氣流旋轉(zhuǎn)過(guò)程中被拋向器壁，沿器壁落下，自錐底排出。被凈化的氣體到達(dá)底部(處于密封形狀)后折向上，沿中心軸旋轉(zhuǎn)著從頂部中央排氣管排出旋風(fēng)分別器〔Cycloneseparators〕〔2〕分別性能旋風(fēng)分別器可以分別出的顆粒大小是它的主要性能之一。①臨界直徑dc〔Criticaldiameter〕假設(shè)：a、顆粒與氣體在旋風(fēng)分別器內(nèi)的切線速度ut恒定，與所在位置無(wú)關(guān)，且等于進(jìn)口處的速度ui；b、顆粒沉降過(guò)程中所穿過(guò)的氣流最大厚度等于進(jìn)口寬度B；c、顆粒與氣流的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為層流。顆粒在旋風(fēng)分別器中能被完全分別，其沉降時(shí)間必需不大于停留時(shí)間臨界直徑：當(dāng)沉降時(shí)間與停留時(shí)間相等時(shí)所能完全分別的顆粒直徑為最小直徑。旋風(fēng)分別器〔Cycloneseparators〕離心沉降時(shí)間為：旋轉(zhuǎn)半徑的平均值停留時(shí)間：旋風(fēng)分別器〔Cycloneseparators〕討論：ⅰB↓，D↓，dc↓，效率↑；在消費(fèi)才干一樣條件下，有一臺(tái)大旋風(fēng)分別器和假設(shè)干臺(tái)小旋風(fēng)分別器〔進(jìn)口氣速一樣〕，應(yīng)采用哪種方案？ⅱui↑，dc↓，效率↑，但阻力↑；旋風(fēng)分別器的進(jìn)口氣速應(yīng)適中選擇，不宜太高也不宜太低。ⅲdc不僅與顆粒和氣體的性質(zhì)有關(guān)，而且與旋風(fēng)分別器的構(gòu)造和處置量有關(guān)。處置量越大、顆粒密度越大、進(jìn)口越窄、長(zhǎng)徑比越大〔N越大〕，那么臨界直徑越小，分別性能越好。旋風(fēng)分別器〔Cycloneseparators〕②分別效率——粒級(jí)效率、總效率含塵氣體中一切顆粒經(jīng)分別器后被分別出的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)η0，稱(chēng)為總效率，不能準(zhǔn)確地代表旋風(fēng)分別器的分別性能:含塵氣體中某一粒徑的顆粒經(jīng)分別器后被分別出的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)ηpi，稱(chēng)為粒級(jí)效率，可以準(zhǔn)確表示旋風(fēng)分別器的分別性能。

其中c為質(zhì)量含量，g/m3；i表示直徑為di的顆粒。d50是粒級(jí)效率恰為50%的顆粒直徑，稱(chēng)為分割粒徑。工業(yè)上常將旋風(fēng)分別器的粒級(jí)效率dpi標(biāo)繪成粒徑比dpi/d50的函數(shù)曲線。旋風(fēng)分別器〔Cycloneseparators〕討論：ⅰ假設(shè)兩臺(tái)旋風(fēng)分別器的總效率一樣，他們的分別性能能否一樣？含塵氣體中顆粒的大小范圍不同，臨界直徑不同，因此采用粒級(jí)效率才干更準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)分別器的效率。ⅱd>dc時(shí)，ηpi=100%，d<dc的顆粒能否被分別？能，不能被完全分別即ηpi<100%。ⅲηpi與η0的關(guān)系旋風(fēng)分別器〔Cycloneseparators〕③壓力降〔阻力損失〕通常壓降用入口氣體動(dòng)能的倍數(shù)來(lái)表示：對(duì)規(guī)范型旋風(fēng)分別器處置量越大、顆粒密度越大、進(jìn)口越窄、長(zhǎng)徑比越大、減小排氣管直徑、減少旋風(fēng)分別器直徑等等均能提高分別性能，但同時(shí)也添加的阻力損失，在旋風(fēng)分別器的選型上應(yīng)充分思索阻力的影響。4.7旋液分別器旋液分別器的任務(wù)原理及計(jì)算與旋風(fēng)分別器類(lèi)似。與旋風(fēng)分別器相比，旋液分別器的直徑較?。枯^大？氣固密度差大而液固密度差較小，為獲得較高的離心力，旋液分別器的直徑通常較小。在除去某粒徑的顆粒時(shí)，假設(shè)降塵室的高度添加一倍，那么沉降時(shí)間___________，氣流速度______________，消費(fèi)才干______________。球型石英顆粒在水中作自在沉降，假設(shè)沉降屬于層流區(qū)〔stocks公式適用〕，當(dāng)粒徑添加一倍時(shí)，其它條件不變的情況下，其沉降速度將為原來(lái)的_____倍。擬采用一個(gè)降塵室和一個(gè)旋風(fēng)分別器來(lái)除去某含塵氣體中的灰塵，那么較適宜的安排是__________。選擇旋風(fēng)分別器型式及決議其主要尺寸的根據(jù)是氣體處置量；分別效率；允許壓降。含塵氣體在某降塵室停留時(shí)間為6s時(shí)，可使直徑為80μm塵粒的70%得以沉降下來(lái)。現(xiàn)將消費(fèi)才干提高一倍〔氣速仍在正常操作的允許范圍內(nèi)〕，那么該直徑顆?？煞謩e的百分率為_(kāi)______。在除去某粒徑的顆粒時(shí)，假設(shè)降塵室的高度添加，那么沉降時(shí)間___________，氣流速度______________，消費(fèi)才干______________。一球形石英顆粒，分別在空氣和水中按斯托克斯定律沉降，假設(shè)系統(tǒng)溫度升高，那么其在水中的沉降速度將，在空氣中的沉降速度將。3.4過(guò)濾

3.4.1概述3.4.2過(guò)濾根本方程3.4.3過(guò)濾常數(shù)的測(cè)定3.4.4濾餅洗滌3.4.5過(guò)濾設(shè)備及過(guò)濾計(jì)算3.4過(guò)濾〔Filteration〕3.4.1概述過(guò)濾是在外力作用下，利用過(guò)濾介質(zhì)使懸浮液中的液體經(jīng)過(guò)，而固體顆粒被截留在介質(zhì)上，從而實(shí)現(xiàn)固液分別的一種單元操作。過(guò)濾介質(zhì)具有多孔構(gòu)造，可以截留固體物質(zhì)，而讓液體經(jīng)過(guò)；我們把待過(guò)濾的懸浮液成為濾漿〔Slurry〕，而過(guò)濾后分別出的固體稱(chēng)為濾渣或?yàn)V餅〔Filtercake〕，經(jīng)過(guò)過(guò)濾介質(zhì)的液體稱(chēng)為濾液〔Filtrate〕?！?〕過(guò)濾介質(zhì)〔Filtermedium〕：過(guò)濾介質(zhì)應(yīng)具有以下特性：多孔性，足夠的機(jī)械強(qiáng)度，盡能夠小的流動(dòng)阻力，耐腐蝕性，耐熱性，易于再生。工業(yè)上常見(jiàn)的過(guò)濾介質(zhì)：織物介質(zhì)、堆積介質(zhì)、多孔固體介質(zhì)、多孔膜。3.4.1概述〔2〕過(guò)濾分類(lèi)：深層過(guò)濾〔Deepbedfilteration〕濾餅過(guò)濾〔Cakefilteration〕過(guò)濾介質(zhì)懸浮液深層過(guò)濾懸浮液濾餅過(guò)濾介質(zhì)濾液濾餅過(guò)濾3.4.1概述〔3〕過(guò)濾推進(jìn)力：重力〔漏斗過(guò)濾〕、壓力〔加壓過(guò)濾〕或真空〔抽濾〕、離心力〔離心過(guò)濾〕。〔4〕濾餅的可緊縮性〔5〕助濾劑助濾劑本身就是一性能良好的過(guò)濾介質(zhì)，是一種鞏固、不規(guī)那么的小顆粒，它能構(gòu)成構(gòu)造疏松、空隙率大、不可緊縮的濾餅，很大程度改善過(guò)濾難度。助濾劑運(yùn)用方法主要有兩種：混合、預(yù)涂。3.4.1概述3.4.2過(guò)濾設(shè)備〔1〕板框壓濾機(jī)〔Plate-and-frametypefilterpress〕①構(gòu)造與任務(wù)原理料液通道2鈕1鈕3鈕洗滌液通道洗滌板框非洗滌板3.4.2過(guò)濾設(shè)備陳列方式：板、框交替，個(gè)數(shù)可調(diào)。3.4.2過(guò)濾設(shè)備②流程裝合、過(guò)濾、洗滌、卸渣、整理，1232123212321……1-非洗滌板；2-框；3-洗滌板；四角均開(kāi)孔組裝:1-2-3-2-1-2-3-2-1-2-3-2-1濾布—框的兩側(cè)濾漿由總管入框框內(nèi)構(gòu)成濾餅濾液穿過(guò)餅和布經(jīng)每板上旋塞排出(明流)從板流出的濾液聚集于某總管排出(暗流)過(guò)濾3.4.2過(guò)濾設(shè)備③特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，過(guò)濾面積大〔100×100mm~1500×1500mm〕而占地省，過(guò)濾壓力高〔可達(dá)1.5MPa〕，操作靈敏，便于用耐腐蝕資料制造，所得濾餅水分含量少，又能充分地洗滌。缺陷：間歇過(guò)濾，勞動(dòng)強(qiáng)度大，適用于中小規(guī)模的消費(fèi)及有特殊要求的場(chǎng)所。橫穿洗滌〔洗滌液的流通途徑是過(guò)濾濾液流通途徑的兩倍，洗滌液的流通截面積為過(guò)濾濾液流通截面積的一半；故洗滌速率為過(guò)濾終了速率的四分之一〕。3.4.2過(guò)濾設(shè)備〔2〕葉濾機(jī)〔Leaffilter〕①構(gòu)造與任務(wù)原理葉濾機(jī)由許多濾葉組成。濾葉是由金屬多孔板或多孔網(wǎng)制造的扁平框架，內(nèi)有空間，外包濾布，將濾葉裝在密閉的機(jī)殼內(nèi)，為濾漿所浸沒(méi)。濾漿中的液體在壓力作用下穿過(guò)濾布進(jìn)入濾葉內(nèi)部，成為濾液后從其一端排出。過(guò)濾終了，機(jī)殼內(nèi)改充清水，使水循著與濾液一樣的途徑經(jīng)過(guò)濾餅進(jìn)展洗滌，故為置換洗滌。最后，濾餅可用振動(dòng)器使其零落，或用緊縮空氣將其吹下。3.4.2過(guò)濾設(shè)備②流程裝合、過(guò)濾、洗滌、卸渣、整理③特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：間歇過(guò)濾，單位地面所包容的過(guò)濾面積大，洗滌充分，消費(fèi)才干比壓濾機(jī)大，機(jī)械化程度高，勞動(dòng)力省，密閉過(guò)濾，操作環(huán)境較好。缺陷：構(gòu)造復(fù)雜，造價(jià)高，濾餅中粒度差別較大的顆粒能夠分別積聚于不同的高度，使洗滌不均勻。置換洗滌〔洗滌液的流通途徑與過(guò)濾濾液流通途徑一樣，洗滌液的流通截面積與過(guò)濾濾液流通截面積相等；洗滌速率與過(guò)濾終了速率相等〕?！?〕轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)〔Rotaryvacuumdrumfilter〕①構(gòu)造與任務(wù)原理：3.4.2過(guò)濾設(shè)備為延續(xù)操作過(guò)濾設(shè)備。其主體部分是一個(gè)臥式轉(zhuǎn)筒，外表有一層金屬網(wǎng)，網(wǎng)上覆蓋濾布，筒的下部浸入濾漿中。轉(zhuǎn)筒沿徑向分成假設(shè)干個(gè)互不相通的扇形格，每格端面上的小孔與分配頭相通。憑仗分配頭的作用，轉(zhuǎn)筒在旋轉(zhuǎn)一周的過(guò)程中，每格可按順序完成過(guò)濾、洗滌、卸渣等操作。

當(dāng)轉(zhuǎn)筒中的某一扇形格轉(zhuǎn)入濾漿中時(shí)，與之相通的轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)上的小孔也與固定盤(pán)上槽1相通，在真空形狀下抽吸濾液，濾布外側(cè)那么構(gòu)成濾餅；當(dāng)轉(zhuǎn)至與槽2相通時(shí)，該格的過(guò)濾面已分開(kāi)濾漿槽，槽2的作用是將濾餅中的濾液進(jìn)一步吸出；當(dāng)轉(zhuǎn)至與槽3一樣時(shí)，該格上方有洗滌液噴淋在濾餅上，并由槽3抽吸至洗滌液罐。當(dāng)轉(zhuǎn)至與孔4相通時(shí)，緊縮空氣將由內(nèi)向外吹松濾餅，迫使濾餅與濾布分別，隨后由刮刀將濾餅刮下，刮刀與轉(zhuǎn)筒外表的間隔可調(diào)；當(dāng)轉(zhuǎn)至與與孔5相通時(shí)，緊縮空氣吹落濾布上的顆粒，疏通濾布孔隙，使濾布再生。然后進(jìn)入下一周期的操作。轉(zhuǎn)筒直徑為0.3～5m，長(zhǎng)為0.3～7m。濾餅層薄的約為3～6mm，厚的可達(dá)100mm。操作延續(xù)、自動(dòng)、節(jié)省人力，消費(fèi)才干大，能處置濃度變化大的懸浮液，在制堿、造紙、制糖、采礦等工業(yè)中均有運(yùn)用。但轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)構(gòu)造復(fù)雜，過(guò)濾面積不大，濾餅含液量較高〔10％～30％〕，洗滌不充分，能耗高，不適宜處置高溫懸浮液。程度轉(zhuǎn)筒分為假設(shè)干段，濾布蒙于側(cè)壁段—管—分配頭轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)(多孔)——分配頭固定盤(pán)(凹槽2、凹槽1、凹槽3)—三個(gè)通道的入口濾液真空管洗水真空管吹氣管任務(wù)過(guò)程—跟蹤一段當(dāng)浸入濾漿中時(shí)，對(duì)應(yīng)濾布—對(duì)應(yīng)管—轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)孔—凹槽2—濾液真空管—濾液通道—過(guò)濾②流程過(guò)濾、洗滌、吸干、吹松、卸渣當(dāng)位于水噴頭下，對(duì)應(yīng)濾餅、濾布—對(duì)應(yīng)管—轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)孔—凹槽1—洗水真空管—洗水通道—洗滌吹氣管—凹槽3—轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)孔—對(duì)應(yīng)管—濾布—濾餅—緊縮空氣通道—吹松遇到刮刀—卸渣兩凹槽之間的空白處：沒(méi)有通道——停工—兩區(qū)不致串通3.4.2過(guò)濾設(shè)備③特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：操作延續(xù)、自動(dòng)缺陷：設(shè)備體積龐大，過(guò)濾面積相對(duì)較小，過(guò)濾、洗滌推進(jìn)力小，洗滌不充分，適用于處置量大而容易過(guò)濾的懸浮液分別。洗滌方式為置換洗滌。3.4.3過(guò)濾根本實(shí)際3.4.3.1濾餅層特性〔1〕濾餅層空隙率ε空隙率反映了濾餅層中固體顆粒的堆積密度；ε↓，顆粒堆積嚴(yán)密，同樣流量下，阻力↑；ε↑，顆粒堆積疏松，同樣流量下，阻力↓。將孔道視為長(zhǎng)度均為le，當(dāng)量長(zhǎng)度為de的一組平行細(xì)管，流體在細(xì)管中的平均流速u(mài)1。3.4.3.2濾液經(jīng)過(guò)濾餅層的流動(dòng)簡(jiǎn)化條件：〔1〕細(xì)管的全部流動(dòng)空間等于顆粒床層的空隙容積；〔2〕細(xì)管的內(nèi)外表積等于顆粒床層的全部外表積。流動(dòng)阻力可用哈根—泊謖葉方程表示：式中u1流體的真實(shí)流速，m/s；p1經(jīng)過(guò)濾餅的壓力降，N/m2；濾液的粘度，Ns/m2；de濾餅層孔道的當(dāng)量直徑，m；le孔道的平均長(zhǎng)度，m。3.4.3.2濾液經(jīng)過(guò)濾餅層的流動(dòng)在單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)單位過(guò)濾面積的濾液量為瞬時(shí)過(guò)濾速度u：式中q單位過(guò)濾面積所得的濾液量，q=V/A，m3/m2；A過(guò)濾面積，m2；V——濾液量取le=CL，de采用水力當(dāng)量直徑，那么：流體的真實(shí)流速與空床速度u的關(guān)系為：3.4.3.2濾液經(jīng)過(guò)濾餅層的流動(dòng)令顆粒比外表積a=顆粒外表積/顆粒體積，那么：將上述幾式代入哈根—泊謖葉方程，整理得：r稱(chēng)為濾餅的比阻，與濾餅的構(gòu)造有關(guān)?？删o縮濾餅的s大約為0.20.8。不可緊縮濾餅s=0。于是上式可寫(xiě)成：式中p1為過(guò)濾推進(jìn)力，rL可視為濾餅阻力。3.4.3.2濾液經(jīng)過(guò)濾餅層的流動(dòng)3.4.2過(guò)濾根本方程將介質(zhì)阻力折合成厚度為L(zhǎng)e的濾餅阻力，那么令代入得：或式中——過(guò)濾根本方程每獲得1m3濾液所構(gòu)成的濾餅體積為vm3，那么濾餅層厚度L為：3.4.2過(guò)濾根本方程1．恒壓過(guò)濾假設(shè)過(guò)濾過(guò)程中堅(jiān)持過(guò)濾推進(jìn)力〔壓差〕不變，那么稱(chēng)為恒壓過(guò)濾。對(duì)于指定濾漿的恒壓過(guò)濾，K為常數(shù)，積分式3-70得：或假設(shè)過(guò)濾介質(zhì)阻力可忽略不計(jì)，那么以上兩式簡(jiǎn)化為：3.4.2過(guò)濾根本方程2．恒速過(guò)濾假設(shè)過(guò)濾時(shí)堅(jiān)持過(guò)濾速度不變，那么過(guò)濾過(guò)程為恒速過(guò)濾。代入式3-70中得：假設(shè)過(guò)濾介質(zhì)阻力可忽略不計(jì)，那么以上兩式簡(jiǎn)化為：對(duì)恒速過(guò)濾，有或3.5過(guò)濾計(jì)算1．間歇過(guò)濾機(jī)的計(jì)算〔1〕操作周期與消費(fèi)才干操作周期總時(shí)間操作周期過(guò)濾時(shí)間洗滌時(shí)間卸渣、清理、裝合設(shè)計(jì)和操作計(jì)算要基于C消費(fèi)才干：一個(gè)操作周期中，單位時(shí)間內(nèi)得到的濾液或?yàn)V餅體積知K，qe，由過(guò)濾方程，F(xiàn)VFQ〔2〕洗滌速率和洗滌時(shí)間普通以為：洗滌液量濾液量，即假定：洗滌液粘度與濾液一樣；洗滌壓力與過(guò)濾時(shí)一樣洗滌速率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)濾餅層的洗滌液體積①葉濾機(jī)的洗滌速率和洗滌時(shí)間——置換洗滌洗滌速率恒定濾餅厚度不變②板框壓濾機(jī)的洗滌速度和洗滌時(shí)間——橫穿洗滌洗滌時(shí)間〔3〕最正確操作周期在一個(gè)操作周期中R—普通固定F，V，但上升幅度，Q能夠F，V，且下降幅度，Q能夠存在一個(gè)最優(yōu)的過(guò)濾時(shí)間，使Q最大可以證明：F+W=R，那么Q可達(dá)最大2．延續(xù)過(guò)濾機(jī)的計(jì)算(1)操作周期與過(guò)濾時(shí)間間歇過(guò)濾機(jī)：部分時(shí)間，全部面積—過(guò)濾延續(xù)過(guò)濾機(jī)：部分面積，全部時(shí)間—過(guò)濾轉(zhuǎn)筒過(guò)濾機(jī)，每分鐘n周，那么T=60/n—每圈用時(shí)轉(zhuǎn)筒外表浸入分?jǐn)?shù)：一個(gè)周期中全部面積閱歷過(guò)濾時(shí)間部分面積，全部時(shí)間—全部面積，部分時(shí)間TA〔2〕消費(fèi)才干當(dāng)濾布阻力可以忽略Q~A，，n闡明，過(guò)濾面積，其它面積，操作不便n，F(xiàn)，L，難以卸渣，功率耗費(fèi)例題1：擬用過(guò)濾面積20.8m2，濾框總?cè)莘e0.262m3的板框壓濾機(jī)處置溫度20℃的某一懸浮液，獲每m3濾液得濾餅量0.01787m3。在3.35atm操作壓力下，過(guò)濾常數(shù)K＝1.678×10－4m2/s，qe=0.0217m3/m2，濾餅為不可緊縮。試求：〔1〕過(guò)濾至框充溢濾渣所需過(guò)濾時(shí)間；〔2〕每次過(guò)濾終了用清水洗滌濾餅，洗水溫度及表壓與濾漿一樣而其體積為濾液體