化工原理 第四章

1、化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 第四章第四章 固體顆粒流體力學(xué)固體顆粒流體力學(xué)基礎(chǔ)與機(jī)械分離基礎(chǔ)與機(jī)械分離化工原理化工原理化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 第四章第四章 固體顆粒流體力學(xué)基礎(chǔ)與固體顆粒流體力學(xué)基礎(chǔ)與 機(jī)械分離機(jī)械分離固體顆粒特性固體顆粒特性34.1固體顆粒在流體中運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力固體顆粒在流體中運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力沉降分離沉降分離過(guò)濾過(guò)濾34.234.434.3固體流態(tài)化固體流態(tài)化34.6其他機(jī)械分離技術(shù)其他機(jī)械分離技術(shù)34.5化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 Company Logo單一顆粒特性單一顆粒特性4.1.14.1.1顆粒群的特性

2、顆粒群的特性4.1.24.1.24.1 固體顆粒特性固體顆粒特性粒徑測(cè)量粒徑測(cè)量4.1.34.1.3化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.1.1 4.1.1 單一顆粒特性單一顆粒特性（1）球形顆粒 （4-1） （4-2） （4-3）（2）非球形顆粒 （4-4） 36Vd2Sd6ad36peVd化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.1.2 4.1.2 顆粒群的特性顆粒群的特性（1）粒度分布 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.1.2 4.1.2 顆粒群的特性顆粒群的特性（2）顆粒的平均直徑 顆粒平均直徑的計(jì)算方法很多

3、，其中最常用的是平均比表面積直徑。設(shè)有一批大小不等的球形顆粒，其總質(zhì)量為G，經(jīng)篩分分析得到相鄰兩號(hào)篩直徑的顆粒質(zhì)量為Gi，篩分直徑為di。根據(jù)比表面積相等原則，顆粒群的平均比表面積直徑可寫(xiě)為 （4-9） 1aiidxd化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.1.3 4.1.3 粒徑測(cè)量粒徑測(cè)量 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.1.3 4.1.3 粒徑測(cè)量粒徑測(cè)量 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.2 4.2 固體顆粒在流體中運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力固體顆粒在流體中運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)

4、出版社出版社 4.2 4.2 固體顆粒在流體中運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力固體顆粒在流體中運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 Company Logo重力沉降重力沉降4.3.14.3.1離心沉降離心沉降4.3.24.3.24.3 沉降分離沉降分離化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.3.1 4.3.1 重力沉降重力沉降（1）光滑球形顆粒在靜止流體中的自由沉降）光滑球形顆粒在靜止流體中的自由沉降 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.3.1 4.3.1 重力沉降重力沉降 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出

5、版社 4.3.1 4.3.1 重力沉降重力沉降（2）重力沉降設(shè)備）重力沉降設(shè)備l降塵室降塵室 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.3.1 4.3.1 重力沉降重力沉降l 沉降槽沉降槽 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.3.1 4.3.1 重力沉降重力沉降l 分級(jí)器分級(jí)器 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.3.2 4.3.2 離心沉降離心沉降（1）離心沉降速度）離心沉降速度 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.3.2 4.3.2 離心沉降離心沉降（2）離心沉降設(shè)備）離心沉降設(shè)備l旋

6、風(fēng)分離器旋風(fēng)分離器 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.3.2 4.3.2 離心沉降離心沉降 臨界直徑 （4-22） 分離效率 9cesiBdNu化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.3.2 4.3.2 離心沉降離心沉降 （4-22） 阻力損失氣體通過(guò)旋風(fēng)分離器時(shí)受器壁的摩擦阻力、流動(dòng)時(shí)局部阻力以及氣體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)能損失影響，造成氣體的壓強(qiáng)降低，該壓降可表示為 （4-23） 01nipiix22iuP化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.3.2 4.3.2 離心沉降離心沉降l旋液分離器旋液分離器 化學(xué)工業(yè)化學(xué)

7、工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.3.2 4.3.2 離心沉降離心沉降l環(huán)流式旋風(fēng)除塵器與液固分離器環(huán)流式旋風(fēng)除塵器與液固分離器 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.3.2 4.3.2 離心沉降離心沉降 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.3.2 4.3.2 離心沉降離心沉降l離心沉淀機(jī)離心沉淀機(jī) 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 Company Logo過(guò)濾原理過(guò)濾原理4.4.14.4.1過(guò)濾基本方程式過(guò)濾基本方程式4.4.24.4.24.4 沉降沉降過(guò)濾設(shè)備過(guò)濾設(shè)備4.4.34.4.3過(guò)濾操

8、作的改進(jìn)過(guò)濾操作的改進(jìn)4.4.44.4.4化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.4.1 4.4.1 過(guò)濾原理過(guò)濾原理（1）過(guò)濾過(guò)程）過(guò)濾過(guò)程 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.4.1 4.4.1 過(guò)濾原理過(guò)濾原理 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.4.1 4.4.1 過(guò)濾原理過(guò)濾原理（2）過(guò)濾操作分類(lèi)）過(guò)濾操作分類(lèi) 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.4.1 4.4.1 過(guò)濾原理過(guò)濾原理（3）過(guò)濾介質(zhì)）過(guò)濾介質(zhì) 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.4.2

9、 4.4.2 過(guò)濾原理過(guò)濾原理（1）過(guò)濾基本方程式表述）過(guò)濾基本方程式表述 （4-27） （4-28） （4-29）222643222flululupddudd01 dVuA dt0AA化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.4.2 4.4.2 過(guò)濾原理過(guò)濾原理（2）恒壓過(guò)濾基本方程式）恒壓過(guò)濾基本方程式 （4-34） （4-35） K與物料特性及壓強(qiáng)差有關(guān)，單位為m2/s；qe與過(guò)濾介質(zhì)阻力大小有關(guān)，單位為m3/m2。二者均可由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。200VteApVVdVdtr22eqq qKt化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.4.3 4.4.3

10、過(guò)濾過(guò)濾設(shè)備設(shè)備（1）板框壓濾機(jī)）板框壓濾機(jī)化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.4.3 4.4.3 過(guò)濾過(guò)濾設(shè)備設(shè)備（2）加壓葉濾機(jī)）加壓葉濾機(jī)化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.4.3 4.4.3 過(guò)濾過(guò)濾設(shè)備設(shè)備（3）轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)）轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.4.3 4.4.3 過(guò)濾過(guò)濾設(shè)備設(shè)備（4）袋式過(guò)濾器）袋式過(guò)濾器化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.4.3 4.4.3 過(guò)濾過(guò)濾設(shè)備設(shè)備化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.

11、4.3 4.4.3 過(guò)濾過(guò)濾設(shè)備設(shè)備（4）袋式過(guò)濾器）袋式過(guò)濾器化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.4.4 4.4.4 過(guò)濾操作的改進(jìn)過(guò)濾操作的改進(jìn)（1）使用助濾劑）使用助濾劑 常用的助濾劑有硅藻土、珍珠巖或石棉粉、炭粉等剛性好的顆粒。助濾劑有兩種使用方法，一種是把助濾劑與水混合成的懸浮液在濾布上先進(jìn)行預(yù)濾，使濾布上形成l3mm助濾劑層然后正式過(guò)濾，此法可防止濾布堵塞；另一種是將助濾劑混在料漿中一道過(guò)濾，此法只能用于濾餅不予回收的情況?；瘜W(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.4.4 4.4.4 過(guò)濾操作的改進(jìn)過(guò)濾操作的改進(jìn)（2）動(dòng)態(tài)過(guò)濾）動(dòng)態(tài)

12、過(guò)濾 為了在過(guò)濾過(guò)程中限制濾餅的增厚，蒂勒于1977年提出了一種新的過(guò)濾方式，即料漿沿過(guò)濾介質(zhì)平面的平行方向高速流動(dòng)，使濾餅在剪切力作用下被大部分鏟除，以維持較高的過(guò)濾能力。因?yàn)V液與料漿流動(dòng)方向呈錯(cuò)流，故稱(chēng)錯(cuò)流式過(guò)濾，又因?yàn)V餅被基本鏟除，亦稱(chēng)為無(wú)濾餅過(guò)濾，但較多的稱(chēng)法為動(dòng)態(tài)過(guò)濾?；瘜W(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.4.4 4.4.4 過(guò)濾操作的改進(jìn)過(guò)濾操作的改進(jìn)（3）深層過(guò)濾）深層過(guò)濾 以固體顆粒固定床作為過(guò)濾介質(zhì)，將懸浮液中的固體粒子截留在床層內(nèi)部，且過(guò)濾介質(zhì)表面不生成濾餅的過(guò)濾稱(chēng)為深層過(guò)濾。化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 Compan

13、y Logo固體流態(tài)化現(xiàn)象固體流態(tài)化現(xiàn)象4.5.14.5.1固體流態(tài)化流體力學(xué)特性固體流態(tài)化流體力學(xué)特性4.5.24.5.24.5 固體流態(tài)化固體流態(tài)化分布板對(duì)流化質(zhì)量的影響分布板對(duì)流化質(zhì)量的影響4.5.34.5.3固體流態(tài)化技術(shù)的應(yīng)用固體流態(tài)化技術(shù)的應(yīng)用4.5.44.5.4化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.5.1 4.5.1 固體流態(tài)化現(xiàn)象固體流態(tài)化現(xiàn)象（1）固定床階段（2）流化床階段 散式流化 聚式流化 （3）輸送床階段 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.5.1 4.5.1 固體流態(tài)化現(xiàn)象固體流態(tài)化現(xiàn)象化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社

14、 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.5.1 4.5.1 固體流態(tài)化現(xiàn)象固體流態(tài)化現(xiàn)象化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.5.1 4.5.1 固體流態(tài)化現(xiàn)象固體流態(tài)化現(xiàn)象（1）騰涌現(xiàn)象（2）溝流化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.5.2 4.5.2 固體流態(tài)化流體力學(xué)特性固體流態(tài)化流體力學(xué)特性（1）壓降與流速的關(guān)系化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.5.2 4.5.2 固體流態(tài)化流體力學(xué)特性固體流態(tài)化流體力學(xué)特性（2）流化床的流體空速范圍 臨界流化速度umf （4-37） 帶出速度samfmfsauu化學(xué)工業(yè)化學(xué)

15、工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.5.2 4.5.2 固體流態(tài)化流體力學(xué)特性固體流態(tài)化流體力學(xué)特性（3）流化床的操作范圍 流化床的操作范圍，為空塔速度的上下極限，用比值ut/umf的大小來(lái)衡量。ut/umf稱(chēng)為流化數(shù)。對(duì)于細(xì)顆粒，ut/umf=91.7；對(duì)于大顆粒，ut/umf=8.62。 研究表明，上面兩個(gè)ut/umf的上下限值與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基本相符，ut/umf值常在1090之間。細(xì)顆粒流化床較粗顆粒有更寬的流速操作范圍?；瘜W(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.5.3 4.5.3 分布板對(duì)流化質(zhì)量的影響分布板對(duì)流化質(zhì)量的影響（1）分布板的作用（2）分布

16、板的形式化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.5.3 4.5.3 分布板對(duì)流化質(zhì)量的影響分布板對(duì)流化質(zhì)量的影響化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.5.3 4.5.3 分布板對(duì)流化質(zhì)量的影響分布板對(duì)流化質(zhì)量的影響化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.5.4 4.5.4 固體流態(tài)化技術(shù)的應(yīng)用固體流態(tài)化技術(shù)的應(yīng)用化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.5.4 4.5.4 固體流態(tài)化技術(shù)的應(yīng)用固體流態(tài)化技術(shù)的應(yīng)用化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.5.4 4.5.4 固體

17、流態(tài)化技術(shù)的應(yīng)用固體流態(tài)化技術(shù)的應(yīng)用化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.5.4 4.5.4 固體流態(tài)化技術(shù)的應(yīng)用固體流態(tài)化技術(shù)的應(yīng)用化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 Company Logo靜電除塵靜電除塵4.6.14.6.1濕法捕集濕法捕集4.6.24.6.24.6 其他機(jī)械分離技術(shù)其他機(jī)械分離技術(shù)化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.6.1 4.6.1 靜電除塵靜電除塵化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.6.1 4.6.1 靜電除塵靜電除塵化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.6.1 4.6.1 靜電除塵靜電除塵化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社出版社 4.6.2 4.6.2 濕法捕集濕法捕集（1）在捕集氣體內(nèi)懸浮物的同時(shí)，只要液體選用適當(dāng)，還可吸收而除去氣體內(nèi)的有害組分，所以用途更為廣泛。（2）在消耗同樣能量的情況下，濕法捕集一般可比干法捕集的除塵效率高，而且能處理粘性大的固體顆粒，但不適于處理憎水性和水硬性顆粒。（3）洗滌器設(shè)備本身較簡(jiǎn)單，費(fèi)用也不高，但卻要有一套液體的供