非均相物系分離講解PPT課件

1、第一節(jié)：概述混合物分類非均相物系非均相物系均相物系均相物系一種物質(zhì)以分子、離子狀態(tài)均勻分散在另一種物質(zhì)中。有明顯相界面；不同相間有明顯的物理化學(xué)性質(zhì)差異。通過施加適當(dāng)外力使兩相間發(fā)生相對運動，實現(xiàn)非均相混合物的分離。機械分離的兩種操作方式離心過濾真空 過空加壓壓過重力 過力過濾分離離心沉降重力 沉力沉降分離第1頁/共84頁一、非均相物系分離在工業(yè)上應(yīng)用第2頁/共84頁二：顆粒及顆粒群的特性一、顆粒的特征1、球形顆粒顆粒最基本的特征就是其形狀和大小。對于球形顆粒僅用直徑就可以說明顆粒的大小，而對于非球形顆粒，由于難以用單一參數(shù)說明，常將它與球形顆粒相對比來表示其特征。d:直徑36:dV體積2:d

2、s表面積da6:比表面積第3頁/共84頁2、非球形顆粒工業(yè)上遇到的固體顆粒大多是非球形顆粒，它不像球形顆粒那樣容易求出體積、表面積和比表面積，但可用當(dāng)量直徑和球形度來表示其特征。PSSs程度。形狀與球形顆粒的差異球形度：表示實際顆粒表面積當(dāng)量直徑：體積當(dāng)量直徑：Pes3PeSd6Vd由于體積相同的形狀不同的顆粒中，球形顆粒表面積最小，所以任何非球形顆粒的球形度均小于1，其值越小，說明顆粒與球形顆粒差別越大S-與實際顆粒體積相等的圓球的表面積；SP-顆粒的實際表面積第4頁/共84頁顆粒群的特性2）顆粒的平均粒徑常用方法是平均比表面積直徑法。由大小不同的顆粒組成的集合體稱為顆粒群。1）顆粒群粒徑分

3、布顆粒群的粒度組成情況即粒徑分布?？捎煤Y分分析法測定各種尺寸顆粒所占的分率。niiidxd1a1 xiGGi式中da平均比表面積直徑；di篩孔平均直徑；xidi粒徑范圍內(nèi)顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)3）顆粒的密度顆粒的真密度：當(dāng)不包括顆粒之間的空隙時，單位顆粒群體積內(nèi)顆粒的質(zhì)量，kg/m3。堆積密度（表觀密度）：當(dāng)包括顆粒之間的空隙時，單位顆粒群體積內(nèi)顆粒的質(zhì)量， 4）顆粒的粘附性和散粒性第5頁/共84頁第二節(jié)：顆粒沉降一、顆粒在流體中的沉降過程顆粒與流體在力場中作相對運動時，受到三個力的作用：質(zhì)量力Fma、浮力F、曳力Fd=.Au2 /2 。對于一定的顆粒和流體，重力Fg、浮力Fb一定，但曳力Fd卻隨著顆

4、粒運動速度而變化。當(dāng)顆粒運動速度u等于某一數(shù)值后達(dá)到勻速運動，這時顆粒所受的諸力之和為零0dbFFFF第6頁/共84頁二：重力沉降及設(shè)備自由沉降：顆粒在重力沉降過程中不受周圍顆粒和器壁的影響，稱為自由沉降 。對單個球形顆粒受力分析：maFFFbdg合外力沉降兩個階段：加速段和等速段，加速段時間很短，整個過程可以忽略；等速段的顆粒相對于流體的速度稱為沉降速度用ut表示，也稱終端速度。浮力浮力 Fb 曳力曳力 FD質(zhì)量力質(zhì)量力 Fc 顆粒在流體中沉降時受力cssadgd3366或或gd36AutD22第7頁/共84頁沉降速度：22334266dugdgdts34gdupt浮力浮力 Fb 曳力曳力

5、FD質(zhì)量力質(zhì)量力 Fc 顆粒在流體中沉降時受力cssadgd3366或或gd36AutD22其中是顆粒沉降時的阻力系數(shù)。并且是顆粒對流體作相對運動時的雷諾數(shù)Ret的函數(shù))()(tetdufRf第8頁/共84頁阻力系數(shù)根據(jù)阻力隨顆粒雷諾數(shù)變化的規(guī)律，可分為三個區(qū)域：滯流區(qū)或斯托克斯定律區(qū)（10-4Ret2)tRe24過渡區(qū)或艾侖定律區(qū)（ 2Ret103）6.0Re5.18t湍流區(qū)或牛頓定律區(qū)（ 103Ret2105）44. 0第9頁/共84頁 將阻力系數(shù)的計算式代入，得到不同顆粒雷諾數(shù)范圍內(nèi)ut的計算式：滯流區(qū)18)(2gdust過渡區(qū)6 . 0Re)(27. 0tstgdu湍流區(qū)gdust)(

6、74. 1第10頁/共84頁第11頁/共84頁影響沉降的因素1顆粒的體積濃度顆粒的體積濃度 1、顆粒形狀：球形度越小，沉降速度越小。2、干擾沉降：當(dāng)顆粒的體積濃度小于0.2%時，理論計算值的偏差在1%以內(nèi)，當(dāng)顆粒濃度較高時便發(fā)生干擾沉降，由于干擾作用，大顆粒的實際沉降速度小于自由沉降速度；小顆粒的沉降速度增大。3、當(dāng)容器尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于顆粒尺寸時，器壁效應(yīng)可忽略，否則需加以考慮由于壁面效應(yīng)，實際沉降速度小于自由沉降速度。 在Stokes區(qū)，器壁的影響：Dduutt1 . 21第12頁/共84頁沉降速度的計算1 試差法第13頁/共84頁例： 一直徑為1.00mm、密度為2500kg/m3的玻璃球在2

7、0的水中沉降，試求其沉降速度。解：由于顆粒直徑較大，先假設(shè)流型層于過渡區(qū)，smgduPpt/145. 0)10005. 1 (2 .9982 .9982500001. 081. 9153. 0153. 04 . 1/16 . 034 . 06 . 14 . 1/16 . 04 . 06 . 1校核流型，Re=dPut/=10-30.145998.2/0.001005=144故屬于過渡區(qū)，與假設(shè)相符。當(dāng)已知沉降速度，求顆粒直徑時，也需要試差計算第14頁/共84頁重力沉降設(shè)備1、降塵室停留時間uLt沉降時間tuhttuhul或若則表明，該顆粒能在降塵室中除去。 氣氣體體 氣氣體體進(jìn)進(jìn)口口 出出口口

8、 集集灰灰斗斗 降降塵塵室室 L B 氣體氣體 u H ut 顆粒在降塵室中的運動顆粒在降塵室中的運動 （221）第15頁/共84頁沉降室的生產(chǎn)能力氣體通過水平降塵室的速度為hbVsu （222）式（221）帶入（222）得：ttsuABLuBHuV底底生產(chǎn)能力生產(chǎn)能力 可見：降塵室生產(chǎn)能力與底面積、沉降 速度有關(guān)，而與降塵室高度無關(guān) 注意：降塵室中氣速不易過大，應(yīng)保證氣體在滯留區(qū)流動，以防止氣體湍流將以沉淀的塵粒重心卷起，一般控制 流速在1.5-3m/s。L u B氣氣體體 ut H 顆顆粒粒在在降降塵塵室室中中的的運運動動思考：降塵室為什么要做成扁平的？第16頁/共84頁注意：1、Vmax

9、=BLut中，ut應(yīng)根據(jù)需要分離下來的最小微粒計算；2、u不能過高，以免使已沉降的微粒重新飛揚。3、特點：降塵室結(jié)構(gòu)簡單，阻力小，但體積大，實際凈制氣體的程度低，只適用于分離直徑在75m以上的粗粒，一般作預(yù)除塵器使用。第17頁/共84頁例:用高2m 、寬2.5m、長5m的重力降塵室分離空氣中的粉塵。在操作條件下空氣的密度為0.779kg/m3，粘度為2.5310-5Pa.s，流量為5.0104m3/h。粉塵的密度為2000 kg/m3。試求粉塵的粒徑。解 ：smBLVuSt/11. 155 . 23600/100 . 54假設(shè)沉降處于過渡區(qū)：第18頁/共84頁4 . 51053. 2779.1

10、10. 11058. 1Re1581058. 1779. 0200081. 91053. 2779. 0153. 011. 1153. 03446 . 1/16 . 054 . 04 . 16 . 1/16 . 04 . 04 . 1tptptpudmmgud校核流型：屬于過渡區(qū)，與假設(shè)相符。第19頁/共84頁例用總高4m、寬1.7m、長4.55m的重力降塵室分離空氣中的粉塵。中間等高安排39塊隔板，每小時通過降塵室的含塵氣體為2000 m3，在氣體的密度為1.6kg/m3(均標(biāo)況)，氣體溫度為400，此時粘度為310-5Pas，粉塵的密度為3700 kg/m3。 此降塵室能分離的最小塵粒的直

11、徑；除去6m顆粒的百分率。 解：已知：H，B，n，V0，0，t, ，p 求：dp第20頁/共84頁tSPptSNBLuVgdumKgTTsmV18/649. 04002732736 . 1/369. 13600/273400273200023003假設(shè)沉降處于層流區(qū)：mmNBLVgdSpP11. 81011. 8407 . 155. 481. 9649. 03700369. 1103181186521075. 7103649. 01022. 41011. 8Re/1042. 418Re453632tPptdusmgdu：驗證假設(shè)成立，dP=8.11m。第21頁/共84頁d=6m 由上可知沉降屬

12、于層流區(qū)停留時間：=L/u=4.551.74/1.369=22.60s%541 . 0054. 01 . 0404054. 06 .221042. 2/1042. 218332除去百分率：每層高度：內(nèi)沉降的高度：在沉降速度：mhmuhsmgdutPpttStSNBLuVBLuV要點：第22頁/共84頁用來提高懸浮液濃度并同時得到澄清液體3 沉降槽第23頁/共84頁（1）懸浮液連續(xù)送入，底流由耙集攏后由泄渣口排出，溢流由溢流槽連續(xù)流出。（2）可用于增稠懸浮液，也可澄清液體（3） 產(chǎn)量與質(zhì)量： 清液產(chǎn)量取決于增稠器的面積（即直徑）VS=blut 稠漿濃度與微粒在器內(nèi)停留而被壓緊的時間有關(guān)（4）tr

13、ts=H/ut，微粒停留時間取決于進(jìn)口管以下增稠器的深度H（5）適用場所：處理量大、濃度不高、微粒不太細(xì)微的懸浮液（6）特點：設(shè)備構(gòu)造簡單，處理量大，操作連續(xù)化、機械化，但設(shè)備龐大（7）生產(chǎn)上為了使設(shè)備緊湊、節(jié)省地面，將3、5個增稠器垂直疊放，各自單獨操作，共用中心轉(zhuǎn)軸。第24頁/共84頁三：離心沉降及設(shè)備當(dāng)分散相與連續(xù)相密度相差較小、顆粒較細(xì)時，利用離心力的作用，使固體顆粒沉降速度加快，達(dá)到分離的目的。一、離心沉降速度一、離心沉降速度 離心加速度 uT=2r=uT2/r 不是常量 A B ur r1 O C r2 r uT u 顆粒在旋轉(zhuǎn)流場中的運動 Rudutpr342對照重力場34gdu

14、pt與重力沉降的比較：沉降速度的大小、方向2466222323rttsudFdRudFbRudFc阻力：向心力：離心力：第25頁/共84頁離心分離因子離心分離因子是離心分離設(shè)備的重要指標(biāo)參數(shù)，Kc值越高，離心沉降效果越好。KcRguuuTtr2第26頁/共84頁二：離心分離設(shè)備1、旋風(fēng)分離器旋風(fēng)分離器是得用慣性離心力有作用從氣流中分離出塵粒的設(shè)備，其外旋流的上部是主要的除塵區(qū)。 B 凈化氣體凈化氣體 含塵含塵 氣體氣體 A D 塵粒塵粒 標(biāo)準(zhǔn)型旋風(fēng)分離器2）旋風(fēng)分離器的性能（1） 臨界直徑：能100%分離出來的最小顆粒的直徑，用dc表示。其滿足：停留時間沉降時間t。第27頁/共84頁第28頁/

15、共84頁幾點假設(shè)：1、假設(shè)氣體速度恒定，且等于進(jìn)口氣速ui；2、假設(shè)顆粒沉降過程中所穿過的氣流的最大厚度等于進(jìn)氣口寬度B；3、假設(shè)顆粒沉降服從斯托克斯公式。沉降時間沉降時間:rtuB miscmscrRudRudu1818)(2222而iemuNR2停留時間停留時間22182iscmimudBRuNRsicNuBd9各式中：ui含塵氣體進(jìn)口速度；Rm顆粒平均旋轉(zhuǎn)半徑；B旋風(fēng)分離器進(jìn)口寬度；N氣體的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)分離器N取為5）第29頁/共84頁減小旋風(fēng)分離器直徑降低旋風(fēng)分離器的操作溫度提高操作流速增大顆粒密度改變旋風(fēng)分離器類型，增大有效圈數(shù)dc減小，分離效果更好，但有些因素有雙重影響提高分

16、離效果的措施第30頁/共84頁3）旋風(fēng)分離器的分離效率分離效率是衡量氣流在旋風(fēng)分離器內(nèi)凈化程度的指標(biāo)?？傂剩罕恍L(fēng)分離器除掉的總的顆粒質(zhì)量占進(jìn)口含塵氣體中全部顆粒質(zhì)量的分率1201cccc1、c2 分別為進(jìn)、出口氣體中顆粒的質(zhì)量濃度(g/cm3)。 通常工業(yè)上用總效率表示旋風(fēng)分離器的效率。分效率（粒級效率）：入口氣體中某一粒級di的顆粒被旋風(fēng)分離器除掉的分率121iiiicccci1、 ci2 分別為進(jìn)、出口氣體中平均粒徑為 di 的顆粒的質(zhì)量濃度。0iixxi 為進(jìn)口氣體中粒徑為 di 的顆粒的質(zhì)量分率。 第31頁/共84頁4）旋風(fēng)分離器的阻力損失 旋風(fēng)分離器的特點：流量大、壓頭低。(1)

17、 氣體的膨脹或壓縮引起的不可逆機械能損失；(2) 消耗于氣流旋轉(zhuǎn)的加速度損失；(3) 摩擦阻力損失以及各個部位的局部阻力損失等。有理論或半理論式，但工程上主要采用經(jīng)驗公式：212ipu 阻力系數(shù) 主要由旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)決定。同一結(jié)構(gòu)型式、不論其尺寸大小，阻力系數(shù) 接近定值。常用型號的旋風(fēng)分離器 值在 5.08.0 之間；入口氣速，分離效率，但阻力，不經(jīng)濟。壓降一般控制在 0.52kPa 左右(入口氣速 1525m/s)，采取縮小直徑、多臺并聯(lián)的方式滿足分離效率與大氣量的要求。 第32頁/共84頁5）旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)和形式為提高旋風(fēng)分離器的分離效率和降低壓強降，在旋風(fēng)分離器的設(shè)計時主要考慮以下兩

18、方面：1) 采用細(xì)而長的器身延長氣體的停留時間延長氣體的停留時間長長提高離心力提高離心力細(xì)細(xì)2) 減小渦流的影響3）采用帶有旁路分離室或采用異形進(jìn)氣管的旋風(fēng)分離器可以改善上渦流的影響 第33頁/共84頁6）旋風(fēng)分離器的優(yōu)缺點優(yōu)點：構(gòu)造簡單，沒有運動部件； 操作不受溫度、壓力限制； 可分離出小到5m的微粒。缺點：氣體在器內(nèi)流動阻力大，微粒對器壁有較嚴(yán)重的機械磨損； 對氣體流量的變動敏感； 細(xì)粒子的灰塵不能充分除凈。第34頁/共84頁2、旋液分離器（1）定義：旋液分離器是一種利用慣性離心力的作用，分離以液體為主的懸浮液或乳濁液的設(shè)備。（2）結(jié)構(gòu)：類似于旋風(fēng)分離器。上為圓筒，下為圓錐形；懸浮液從側(cè)面

19、進(jìn)入，溢流從上面輸出，底流從下面排出。（3） 操作原理：類似于旋風(fēng)分離器?？諝庑荆河捎陔x心力的作用，液體被摔到邊緣，中心有一個處于負(fù)壓的空氣芯。（4）增稠與分級：調(diào)節(jié)旋液分離器底部出口，即可調(diào)節(jié)底流量與溢流量的比例，從而使幾乎全部或僅使一部分微粒從底流中排出。增稠：使全部微粒從底流中排出，得到稠厚漿液的操作成為增稠。此時溢流只是不含微粒的少量清水。分級：使大直徑微粒從底流中排出，小直徑微粒從溢流中排出的操作第35頁/共84頁第三節(jié)：過濾它是利用重力、離心力或人為造成的壓差使懸浮液通過多孔介質(zhì)，其中固體顆粒被截留，氯液穿過介質(zhì)流出而達(dá)到固液混合物分離的目的。與沉降分離相比，過濾操作可使懸浮液的分

20、離更迅速和徹底一、概述過濾：在推動力的作用下，使混合物流體通過多孔過濾介質(zhì)，固體顆粒被過濾介質(zhì)截留，從而實現(xiàn)的固體與流體分離的操作。通常將原懸浮液稱為濾漿，濾漿中的固體顆粒稱為濾渣，過濾時積聚在過濾介質(zhì)上的濾渣層稱為濾餅，通過過濾介質(zhì)的液體稱為濾液。 濾漿 濾餅過濾介質(zhì) 濾液 濾餅過濾操作示意圖第36頁/共84頁1、過濾方式濾餅過濾：懸浮液中的顆粒沉積在過濾介質(zhì)表面形成濾餅層，濾液穿過濾餅層中的空隙流動叫做濾餅過濾。深層過濾：固體顆粒不形成濾餅，而是沉積在過濾介質(zhì)內(nèi)部叫做深層過濾。用于去除直徑小于5m的細(xì)小顆粒,濾介質(zhì)要定期更換或清洗再生。第37頁/共84頁2、過濾介質(zhì)過濾設(shè)備的核心，過濾過程

21、的關(guān)鍵。過濾介質(zhì)的作用是支承濾餅，故除有孔隙外，還應(yīng)具有足夠的機械強度及盡可能小的阻力。工業(yè)上常用的過濾介質(zhì)有：織物介質(zhì)多孔性固體介質(zhì)堆積介質(zhì)第38頁/共84頁多孔性固體介質(zhì)多孔性陶瓷板多孔性塑料板多孔性金屬陶瓷板或管（由金屬粉末燒結(jié)而成）特點：能截流小到13m的固體微粒。堆積介質(zhì)第39頁/共84頁 懸浮液中固體微粒的含量及粒度 介質(zhì)所能承受的溫度及其化學(xué)穩(wěn)定性、機械強度等第40頁/共84頁3、濾餅的壓縮性和助濾劑 1）可壓縮濾餅：由剛性顆粒形成的濾餅，在過濾過程中顆粒形狀和顆粒間的空隙率保持不變。2）不可壓縮濾餅：由非剛性顆粒形成的濾餅，在壓強差作用下會變形。3）助濾劑：是某種質(zhì)地堅硬而能形

22、成疏松床層的固體微粒使用原因：在過濾某些細(xì)微而有粘性的微粒是， 很容易形成致密的濾餅層，使流體阻力很大；也有時因微粒過于細(xì)密而將過濾介質(zhì)通道堵塞要求：剛性顆粒；良好的物理、化學(xué)穩(wěn)定性；不可壓縮性、物美價廉。常用：不可壓縮的粉狀或纖維狀固體如硅藻土、纖維粉末、活性炭、石棉。使用：可預(yù)涂，也可以混入待濾的濾漿中一起過濾。第41頁/共84頁常用助濾劑硅藻土：使用最廣，其形成的濾餅空隙率可達(dá)85珠光粉碳粉纖維粉末石棉使用場合：只需要獲得清凈的濾液，濾餅則作為廢料與助濾劑一起卸除。用量：助濾劑用量一般是濾餅的110 。第42頁/共84頁4、過濾推動力過濾推動力是指濾餅和過濾介質(zhì)兩側(cè)的壓力差。此壓力差可以

23、是重力、離心力或人為壓差。增加過濾推動力的方法有：1、增加懸浮液本身的液柱壓力，一般不超過50KN/m2，稱為重力過濾。2、增加懸浮液液面的壓力，一般可達(dá)500KN/m2稱為加壓過濾。3、在過濾介質(zhì)下面抽真空，通常不超過真空度86.6KN/m2，稱為真空過濾。此外，過濾推動力還可以用離心力來增大，稱為離心過濾。 第43頁/共84頁5、過濾阻力 過濾操作剛開始時，阻力只是過濾介質(zhì)的阻力 隨著過濾過程的進(jìn)行，阻力為過濾介質(zhì)阻力與濾渣阻力之和 當(dāng)濾餅層沉積到相當(dāng)厚度時，過濾介質(zhì)阻力可忽略 當(dāng)濾餅增厚到阻力太大時，應(yīng)將濾餅除去再過濾濾餅 微粒，則阻力第44頁/共84頁 處理量：通常用懸浮液體積、濾液體

24、積或濾餅體積表示。（m3）生產(chǎn)能力:以m3濾漿/h表示。生產(chǎn)率：單位過濾面積單位時間內(nèi)過濾出的干固體質(zhì)量，kg干固體/(m2 s)。過濾面積A：允許濾液通過的過濾介質(zhì)總面積。 m2懸浮液固相濃度c：單位體積懸浮液中固體顆粒的總體積。體積百分?jǐn)?shù)表示濾餅的洗滌:回收濾液或得到較純凈的固體顆粒第45頁/共84頁濾餅含液量w：濾餅中所含液體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。濾餅與濾液的體積比：獲得單位體積濾液同時形成的濾餅體積。m3濾餅/m3濾液 (VS=V(1+ )過濾速率dV/dt：單位時間獲得的濾液體積，m3濾液/s過濾速度：單位時間單位過濾面積上獲得的濾液體積。m3濾液/(m2 s)第46頁/共84頁二：過濾基本方

25、程式一）過濾基本方程式表述（一）過濾的基本方程流體通過濾渣層的空隙，由于空隙通道直徑很小、又彎曲，所以流體流動呈滯流。根據(jù)層流時損失壓力降：將通過濾餅和過濾介質(zhì)的阻力折合成通過長度為l和le的直徑為d0直管阻力。du64Re6422udllpef2)(32dullpef第47頁/共84頁)(322efllpduuAo濾液的體積流量=dV/dtAo：濾餅空隙的平均流通截面積（自由截面積）dtAdVdtAdVuoAA:O過濾面積自由截面積濾餅的空隙率)(322efllpddtAdV第48頁/共84頁)(322efllpdAdtdV2032dr濾餅得比阻濾餅結(jié)構(gòu)越緊密、空隙越小，越小，通道越曲折，r

26、越大，過濾越困難。)(efllrpAdtdV= AL/ VL=V/ALe=Ve/A第49頁/共84頁過濾的基本方程根據(jù)過濾速度定義，整理得：適用于不可壓縮濾餅）()(2efVVvrpAdtdVpf：過濾壓差；：濾餅與濾液體積比；V：生成厚度為L的濾餅獲得的濾液量；Ve：過濾介質(zhì)的當(dāng)量濾液體積。）餅之間，對于不可壓縮濾般在為濾餅的壓縮指數(shù)（一為單位壓差下的比阻式中010ssrprrs第50頁/共84頁過濾的基本方程表示：任一瞬時的過濾速率與物系性質(zhì)、當(dāng)時壓力差、該時刻以前的累積濾液量之間的關(guān)系。過濾的基本方程是微分方程式，計算時，要根據(jù)不同的操作條件進(jìn)行積分。過濾操作方式恒壓過濾（變速率）開始階

27、段，恒速率；壓力升至最大后恒壓恒速率（變壓差）第51頁/共84頁（二）恒壓過濾方程恒壓過濾時， pf保持恒定，由于濾渣不斷增厚，過濾阻力逐漸增大。過濾基本方程兩端分離變量積分：tfVedtvrpAdVVV020)(tAvrpVVVfe2222第52頁/共84頁vrPKf2令V2+2VeV=KA2t（衡壓過濾方程）AVq 令液量）（單位面積上過濾的濾AVqeeq2+2qeq=Kt（衡壓過濾方程）)(22eVVKAdtdVKtqtKAV222或衡壓過濾方程簡化為：介質(zhì)阻力時，當(dāng)濾餅阻力遠(yuǎn)大于過濾第53頁/共84頁（三）過濾常數(shù)K、Ve、qe的測定 根據(jù)恒壓過濾方程，測兩個時間t1、t2的濾液體積V

28、1、 V2，聯(lián)立方程組即可估算其值。V12+2VeV1=KA2t1V22+2VeV2=KA2t2K、VeAVqee第54頁/共84頁q2+2qeq=Ktt/q= q/K+2qe/K斜率為1/K，截距為2qe/K第55頁/共84頁例：含有CaCO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13.9的水懸浮液，用板框過濾機在20下進(jìn)行過濾。過濾面積為0.1m2。實驗數(shù)據(jù)列于附表中，試求過濾常數(shù)K與qe。例附表第56頁/共84頁解：兩種壓力下的K與qe分別計算如下。 （1）壓差為3.43104 Pa2332542332624233242222323232321123231/1074. 3/1057. 110.310)2(/1046

29、. 4/1062. 72108 . 71014. 121092. 2100 . 5/1014. 1108 . 7888/108 . 71 . 01080. 7/100 . 51092. 2146/1092. 201. 01092. 2mmqsmKPammqsmKKqKKqKmsmqmmqmsmqmmqeeee時用同樣方法可得：壓差為可得：聯(lián)立求解：第57頁/共84頁2332542332624233242222323232321123231/1074. 3/1057. 110.310)2(/1046. 4/1062. 72108 . 71014. 121092. 2100 . 5/1014. 1

30、108 . 7888/108 . 71 . 01080. 7/100 . 51092. 2146/1092. 201. 01092. 2mmqsmKPammqsmKKqKKqKmsmqmmqmsmqmmqeeee時用同樣方法可得：壓差為可得：聯(lián)立求解：第58頁/共84頁 定義：過濾結(jié)束時，有一部分濾液仍保留在濾餅顆粒之間，這時用第二種液體除去濾餅中所含殘留濾液的過程叫濾餅的洗滌過程。 洗液：要求與濾液完全互溶，通常是水。 目的：回收有價值的濾液；除去濾餅中的雜質(zhì)。第59頁/共84頁洗滌方式：1、濾餅在過濾機上直接用洗液進(jìn)行洗滌；洗滌過程中濾餅厚度不變，若恒壓，洗液粘度與濾液粘度接近，則洗滌速率

31、不隨時間而變化。2、將濾餅從過濾機上卸除下來，放在貯槽中用洗液混合攪拌洗滌，然后再用過濾方式除去洗液。第60頁/共84頁三、過濾設(shè)備（一）板框過濾機 （二） 轉(zhuǎn)鼓真空過濾機（三） 葉濾機（四）過濾離心機第61頁/共84頁（一）板框壓濾機1、結(jié)構(gòu) ：尾板、濾框、濾板、主梁、頭板、壓緊裝置。板框壓緊后，濾框與其兩側(cè)濾板所形成空間構(gòu)成若干個過濾室，用以積存濾渣。板框壓緊方式： 手動螺旋壓緊、 液壓壓緊。第62頁/共84頁第63頁/共84頁板框壓濾機的分類暗流式：濾液集中從尾板的出液口流出。明流式：濾液從每片濾板的出液口直接流出?？上词剑壕哂袑V渣進(jìn)行洗滌的結(jié)構(gòu)。不可洗式：不具有對濾渣進(jìn)行洗滌的結(jié)構(gòu)。

32、第64頁/共84頁濾板和濾框第65頁/共84頁濾液料漿清洗水洗滌液開啟關(guān)閉閥門漿料清洗水板框過濾機的濾板，濾框和過濾過程板框過濾機的濾板，濾框和洗滌過程第66頁/共84頁板框壓濾機的操作屬間隙操作，一個操作循環(huán)由過濾、洗滌、卸渣、整理重裝構(gòu)成 輔助時間輔助時間洗滌時間洗滌時間過濾時間過濾時間操作周期操作周期Dwtttt洗滌速率:操作條件與過濾終了相同，則：222)(8)(8)(441KAVVVtVVKAVVrPAtVdtdVdtdVewweewwEw生產(chǎn)能力：DwVVQ222KAVVVe其中：單位時間獲得的濾液量第67頁/共84頁例.在3105Pa的壓強差下對鈦白粉在水中的懸浮液進(jìn)行過濾實驗，

33、測得過濾常數(shù)K=5 10 -5 m2/S、qe=0.01m3/m2，又測得濾餅體積和濾液體積之比為=0.08?，F(xiàn)擬用有38個框的BMY50/810-25型的板框壓濾機處理該料漿，過濾的推動力及濾布與實驗相同。求：1）過濾至框內(nèi)全部充滿濾餅所需要的時間；2）過濾完畢，用0.1倍濾液量的清水進(jìn)行洗滌。洗滌時間是多少；3）若每次卸渣、重裝等全部輔助操作時間為15min，以濾餅計的每臺過濾機的生產(chǎn)能力是多少。解：1）過濾時間3327913. 708. 06233. 06233. 0025. 081. 081. 03886.4981. 081. 0238mVVmVmAcc濾液體積：濾餅體積：過濾面積：第

34、68頁/共84頁stqqqKtmmAVqe551)01. 01563. 021563. 0(1051)2(11563. 086.49913. 725223smVVKAdtdVdtdVeEw/108743. 1)86.4901. 07913. 7(886.49105)(8)(41)33252（sdtdVVtwww416108743. 17913. 71 . 0)(33）生產(chǎn)能力hmQc/(202. 1601541655136006233. 03濾餅）第69頁/共84頁板框壓濾機的優(yōu)缺點優(yōu)點：1、構(gòu)造簡單，操作容易，故障少，保養(yǎng)方便；2、單位過濾面積占地少，過濾面積選擇范圍寬；3、過濾壓力較高，濾

35、渣含水率低；4、便于用耐腐蝕材料制造；5、對物料的適應(yīng)性強。缺點：操作不能連續(xù)自動，勞動強度大。適用范圍：粘度大、微粒細(xì)、固體含量較低的難過濾的懸浮液；多品種，小規(guī)模生產(chǎn)。第70頁/共84頁主要部件：轉(zhuǎn)鼓、濾漿槽、攪拌器、分配頭結(jié)構(gòu)：轉(zhuǎn)鼓里一般有10-30個彼此獨立的扇形小濾室，在小濾室的圓弧形外壁上，裝著覆以濾布的排水篩板，形成圓柱形過濾面。每個小濾室都有管路通路通向分配頭。（使小濾室接通：真空泵、壓縮空氣、濾液、洗液等）每旋轉(zhuǎn)一周，過濾面積的每一部分都要經(jīng)歷：過濾、洗滌、吸干、吹松、卸渣等階段。區(qū)域分配 1-7區(qū)：過濾區(qū)、8-10、14：吸干區(qū)、12-13：洗滌區(qū)、16-17：吸松及卸料區(qū)、11、15、18：