沉降過濾及設(shè)備PPT課件

1、1第三章第三章非均相分離非均相分離2非均相分離的分類非均相分離的分類在日常生活中，在日常生活中， 水泥廠上空總是粉塵飛揚(yáng)，火水泥廠上空總是粉塵飛揚(yáng)，火力發(fā)電廠的煙囪時(shí)不時(shí)也是黑煙滾滾，這些就是力發(fā)電廠的煙囪時(shí)不時(shí)也是黑煙滾滾，這些就是污染環(huán)境的含粉塵氣體。如何去除排放氣體中的污染環(huán)境的含粉塵氣體。如何去除排放氣體中的粉塵呢？這就是本章要解決的非均相物系分離的粉塵呢？這就是本章要解決的非均相物系分離的問題。問題。關(guān)于分離的操作有均相物系：傳質(zhì)操作（如蒸餾、關(guān)于分離的操作有均相物系：傳質(zhì)操作（如蒸餾、吸收、萃取、干燥等）和非均相物系：機(jī)械操作吸收、萃取、干燥等）和非均相物系：機(jī)械操作（如沉降、過濾

2、等）。（如沉降、過濾等）。3概述概述v1、非均相物系：存在相界面。對(duì)懸浮物有、非均相物系：存在相界面。對(duì)懸浮物有分分散相與連續(xù)相。分分散相與連續(xù)相。v2、常見非均相物系分離操作有：、常見非均相物系分離操作有：va、沉降物系置于力場(chǎng)，兩相沿受力方向產(chǎn)、沉降物系置于力場(chǎng)，兩相沿受力方向產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而分離，即沉降。包括重力沉生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而分離，即沉降。包括重力沉降降重力場(chǎng)，顆粒自上而下運(yùn)動(dòng)。離心重力場(chǎng)，顆粒自上而下運(yùn)動(dòng)。離心沉降沉降離心力場(chǎng)，顆粒自旋轉(zhuǎn)中心向外離心力場(chǎng)，顆粒自旋轉(zhuǎn)中心向外沿運(yùn)動(dòng)。沿運(yùn)動(dòng)。4概述概述vb、過濾：利用多孔的介質(zhì)，將顆粒截留于、過濾：利用多孔的介質(zhì)，將顆粒截留于介質(zhì)上方達(dá)到液

3、體與固體分離介質(zhì)上方達(dá)到液體與固體分離vc、濕法凈制：、濕法凈制：“洗滌洗滌”氣體氣體vd、靜電除塵：高壓直流電場(chǎng)中，帶電粒子、靜電除塵：高壓直流電場(chǎng)中，帶電粒子定向運(yùn)動(dòng)，聚集分離。定向運(yùn)動(dòng)，聚集分離。5概述概述v非均相物系分離的目的有非均相物系分離的目的有：回收分散物質(zhì)，回收分散物質(zhì)，例如從結(jié)晶器排出的母液中分離出晶粒；例如從結(jié)晶器排出的母液中分離出晶粒；凈制分散介質(zhì)，例如除去含塵氣體中的塵粒；凈制分散介質(zhì)，例如除去含塵氣體中的塵粒；勞動(dòng)保護(hù)和環(huán)境衛(wèi)生等。因此，非均相物勞動(dòng)保護(hù)和環(huán)境衛(wèi)生等。因此，非均相物系的分離，在工業(yè)生產(chǎn)中具有重要的意義。系的分離，在工業(yè)生產(chǎn)中具有重要的意義。v本章討論：

4、重力沉降，離心沉降及過濾三個(gè)本章討論：重力沉降，離心沉降及過濾三個(gè)單元操作。單元操作。6清水沉降池 什么叫沉降，什么是過濾，行嗎？在我國(guó)廣大西部農(nóng)村，農(nóng)民不僅喝不上礦泉水、自來水，連大河的水也喝不上。只能喝小河溝里的水和小泥塘的水。水中含有許多泥沙，只好澄清后，才可用作飲用水和生活用水。泥沙在水中的澄清就是沉降。農(nóng)民家里都有一個(gè)水缸，水缸就是一個(gè)沉降槽。 7 一般家庭里，吃中藥是傳統(tǒng)而有效的治病方法。熬完中藥之后，總要將藥渣濾去，才可以喝。濾藥渣，就是一個(gè)過濾操作。這就是我們生活中的沉降和過濾。 濾藥渣 8自來水廠水的凈化分三步，第一步是絮凝過程，也可以叫反應(yīng)過程。在流動(dòng)中使水中的雜質(zhì)顆粒絮凝

5、長(zhǎng)大；第二步是沉降。沉降池是使大顆粒得以除去。第三步是砂濾。砂濾池，進(jìn)一步用900mm厚砂層，將小顆粒雜質(zhì)濾去。 自來水廠的主要流程9廣州水廠全貌 圖中蘭色粗管是來自珠江的原料水，條形池子是絮凝池，左側(cè)池是沉降池。10 這是沉降池。圖為絮凝之后的水，是從沉降池底部流入，到池子上部水已很清了。 水廠沉降池 11重力沉降重力沉降自由沉降：?jiǎn)我活w?；虺浞址稚⒌念w粒群自由沉降：?jiǎn)我活w?；虺浞址稚⒌念w粒群（顆粒間不接觸）在粘性流體中沉降。（顆粒間不接觸）在粘性流體中沉降。重力沉降速度：指自由沉降達(dá)勻速沉降時(shí)重力沉降速度：指自由沉降達(dá)勻速沉降時(shí)的速度。的速度。tu12 通過對(duì)球形顆粒的力學(xué)分析，得到顆粒沉

6、降速度的計(jì)算式（i i），），式（i i）中的阻力系數(shù)才是計(jì)算的關(guān)鍵。 。 13 這是求取阻力系數(shù)的關(guān)聯(lián)圖，和三種不同流動(dòng)狀況時(shí)，沉降速度的計(jì)算公式。這些都是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的。14求取阻力系數(shù)的關(guān)聯(lián)圖15影響沉降因素影響沉降因素v影響沉降因素：影響沉降因素：v顆粒體積濃度：濃度大，屬干擾沉降，阻力顆粒體積濃度：濃度大，屬干擾沉降，阻力 utv顆粒形狀：顆粒形狀：s ut （為圖（為圖3-2所示）所示）v器壁效應(yīng)：顆粒與器壁作用影響，器壁效應(yīng)：顆粒與器壁作用影響， ut 16這是利用沉降速度計(jì)算式，計(jì)算液固沉降的例子。 17v降塵室降塵室 18 沉降室尺寸的設(shè)計(jì)，是工廠中非常實(shí)際的問題。沉降室的高

7、度h，長(zhǎng)l，氣體流量v3之間的關(guān)系，為式（v）所示。）19 這是操作型計(jì)算問題。利用已知的沉降室，計(jì)算理論上可以完全去除的最小礦粒直徑。 20沉降除塵室動(dòng)畫 21煙道除塵動(dòng)畫 22湍球塔除塵動(dòng)畫 23離心沉降離心沉降v離心沉降速度和分離因素離心沉降速度和分離因素v依靠慣性離心力的作用而實(shí)現(xiàn)的沉降過程叫依靠慣性離心力的作用而實(shí)現(xiàn)的沉降過程叫作離心沉降。作離心沉降。24 離心分離的效能是沉降分離的幾十倍，旋風(fēng)分離器幾乎是覆蓋了所有氣固分離場(chǎng)所。因其設(shè)計(jì)計(jì)算過程是經(jīng)驗(yàn)型。所以課堂上講的不多。25v將上式與式（將上式與式（）相比可知，同一顆粒在同種介質(zhì)中的離心）相比可知，同一顆粒在同種介質(zhì)中的離心沉降

8、速度與重力沉降速度的比值，稱為分離因數(shù)：沉降速度與重力沉降速度的比值，稱為分離因數(shù)：v 對(duì)于本節(jié)將要討論的旋風(fēng)分離器與旋液分離器來說，對(duì)于本節(jié)將要討論的旋風(fēng)分離器與旋液分離器來說，分離系數(shù)雖不如離心機(jī)的那么大，但其效果已遠(yuǎn)較重力沉降分離系數(shù)雖不如離心機(jī)的那么大，但其效果已遠(yuǎn)較重力沉降設(shè)備為高。譬如，當(dāng)旋轉(zhuǎn)半徑設(shè)備為高。譬如，當(dāng)旋轉(zhuǎn)半徑r0.4m、切向速度、切向速度=20時(shí)，時(shí)，分離因數(shù)為：分離因數(shù)為：v 這表明，顆粒在上述條件下的離心沉降速度比重力沉這表明，顆粒在上述條件下的離心沉降速度比重力沉降速度約大百倍。降速度約大百倍。cttrkgruuu21024 . 081. 9)20(2ck26旋

9、風(fēng)分離器旋風(fēng)分離器v1旋風(fēng)分離器構(gòu)造及作用原理：旋風(fēng)分離器構(gòu)造及作用原理：v構(gòu)造：上部一園筒，下部一園錐，內(nèi)有氣管，氣體構(gòu)造：上部一園筒，下部一園錐，內(nèi)有氣管，氣體切向入口切向入口v氣流在器內(nèi)形成雙層螺旋形運(yùn)動(dòng)，顆粒作一半徑逐氣流在器內(nèi)形成雙層螺旋形運(yùn)動(dòng)，顆粒作一半徑逐漸增大，且向下旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)至器壁。由于器內(nèi)氣流運(yùn)漸增大，且向下旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)至器壁。由于器內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)復(fù)雜，一般以實(shí)踐為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)，且各系列產(chǎn)動(dòng)復(fù)雜，一般以實(shí)踐為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)，且各系列產(chǎn)品均以園筒直徑品均以園筒直徑d為參數(shù)，其它各參數(shù)與為參數(shù)，其它各參數(shù)與d成比例。成比例。如圖如圖3-4所示的標(biāo)準(zhǔn)型旋風(fēng)分離器。所示的標(biāo)準(zhǔn)型旋風(fēng)分離器。27

10、28v 2主要性能：主要性能：v（1） 臨界粒徑，即理論上器內(nèi)能完全分離臨界粒徑，即理論上器內(nèi)能完全分離下來的最小顆粒直徑。下來的最小顆粒直徑。293031v分離效率分離效率,壓強(qiáng)降壓強(qiáng)降p:p6v 2iup 1210ccc 1210ccc 1210ccc 32旋風(fēng)分離器動(dòng)畫 33文丘里除塵器動(dòng)畫 34靜電除塵器動(dòng)畫 35過濾過濾36 沉降主要用于氣-固分離，過濾則主要用于液-固分離。過濾是液-固分離操作。是在外力作用下，懸浮液中的液體通過介質(zhì)的孔道，而固體顆粒則截留在介質(zhì)上。介質(zhì)可以是濾布或?yàn)V網(wǎng)。這就是過濾。通過了介質(zhì)的液體稱為濾液。截留在介質(zhì)上的固體，形成了濾餅。過濾前的懸浮液稱為濾漿。 中山大學(xué)隱湖 37 過濾分為恒速過濾和恒壓過濾。一般用得較多的是恒壓過濾。其典型設(shè)備是板框過濾機(jī)，板框過濾機(jī)有批量生產(chǎn)。關(guān)于恒壓過濾方程及過濾計(jì)算，推出下面7個(gè)網(wǎng)頁，請(qǐng)讀者仔細(xì)閱讀。 中山大學(xué)教學(xué)樓 38v過濾及過濾操作基本概念過濾及過濾操作基本概念p103940v過濾基本方程式過濾基本方程式p114142434445464748 這是學(xué)生操作的過濾實(shí)