顆粒大小與分離過程的選擇

1、 一、概述一、概述均相混合物和非均相混合物的分類實際上是依據(jù)分散相顆粒的大小。均相混合物和非均相混合物的分類實際上是依據(jù)分散相顆粒的大小。非均相混合物中的顆粒較大，均相混合物中的顆粒為離子或分子。非均相混合物中的顆粒較大，均相混合物中的顆粒為離子或分子。如圖所示，在均相混合物和非均相混合物之間，有一個過渡性混合如圖所示，在均相混合物和非均相混合物之間，有一個過渡性混合物，即膠體。膠體粒子的大小為物，即膠體。膠體粒子的大小為1-100 nm。當(dāng)然，也有人認(rèn)為，膠。當(dāng)然，也有人認(rèn)為，膠體顆粒的范圍應(yīng)是體顆粒的范圍應(yīng)是1-1000nm，有的甚至認(rèn)為大到幾個微米。不管怎，有的甚至認(rèn)為大到幾個微米。不管

2、怎么樣，膠體可以認(rèn)為是分散相為微細(xì)顆粒的非均相混合物。么樣，膠體可以認(rèn)為是分散相為微細(xì)顆粒的非均相混合物。 廣義地講，根據(jù)物質(zhì)的存在形態(tài)，顆粒有固體顆粒，液體顆粒廣義地講，根據(jù)物質(zhì)的存在形態(tài)，顆粒有固體顆粒，液體顆粒-液液滴和氣體顆粒滴和氣體顆粒-氣泡三種。固體顆粒為剛體顆粒，液滴和氣泡均為流體氣泡三種。固體顆粒為剛體顆粒，液滴和氣泡均為流體顆粒。在自然界中，它們存在于固體、液體和氣體三種形態(tài)的介質(zhì)中，顆粒。在自然界中，它們存在于固體、液體和氣體三種形態(tài)的介質(zhì)中，形成各種非均相混合物。形成各種非均相混合物。 剛體顆粒的分離特性：剛體顆粒具有剛體的特性，在分離過程中流剛體顆粒的分離特性：剛體顆粒

3、具有剛體的特性，在分離過程中流體介質(zhì)的剪切作用下，不變形或不易變形。體介質(zhì)的剪切作用下，不變形或不易變形。 流體顆粒的分離特性：流體顆粒的分離特性：流體顆粒具有流體的特性，在分離過程中流流體顆粒具有流體的特性，在分離過程中流體介質(zhì)的剪切作用下，容易發(fā)生變形，甚至破碎。體介質(zhì)的剪切作用下，容易發(fā)生變形，甚至破碎。1、顆粒粒度與范德華力、顆粒粒度與范德華力 范德華力是分子極子之間的作用力，是各種作用力中最強(qiáng)的。范范德華力是分子極子之間的作用力，是各種作用力中最強(qiáng)的。范德華力在許多現(xiàn)象中都起著重要的作用，如附著力、表面張力、物理吸德華力在許多現(xiàn)象中都起著重要的作用，如附著力、表面張力、物理吸附、表面

4、浸潤、薄膜特征等。對于顆粒，粒度越小，范德華力越明顯。附、表面浸潤、薄膜特征等。對于顆粒，粒度越小，范德華力越明顯。在表面積與體積之比很大（即顆粒粒度很小）的體系巾，范德華力有著在表面積與體積之比很大（即顆粒粒度很小）的體系巾，范德華力有著顯著的影響。顯著的影響。顆粒的擴(kuò)散運(yùn)動可用顆粒的擴(kuò)散運(yùn)動可用EinsteinEinstein第一擴(kuò)散公式來描述：第一擴(kuò)散公式來描述：由上式可知：顆粒粒徑越小，擴(kuò)散速度越快，由上式可知：顆粒粒徑越小，擴(kuò)散速度越快，擴(kuò)散能力越強(qiáng)。擴(kuò)散能力越強(qiáng)。當(dāng)顆粒在重力或離心力作用下作自由沉降運(yùn)動時，且當(dāng)顆粒在重力或離心力作用下作自由沉降運(yùn)動時，且Rep1，其終了，其終了沉降

5、速度可用沉降速度可用Stokes定律來描述：定律來描述：4、顆粒粒度與顆粒的床層特性（過濾特性）顆粒粒度與顆粒的床層特性（過濾特性） 對于顆粒粒度為對于顆粒粒度為0.04-0.2mm的均一粒度顆粒床，的均一粒度顆粒床，Rumer提提出了一出了一個等徑球粒床的物理滲透系數(shù)個等徑球粒床的物理滲透系數(shù)K（mm2）與粒徑與粒徑d（mm）的關(guān)系式：的關(guān)系式：由上式可看出，顆粒越小，滲透系數(shù)越小，過濾越難。由上式可看出，顆粒越小，滲透系數(shù)越小，過濾越難。 顆粒越小，越易電離、離子吸附或晶格取代，或因與離子碰撞而荷顆粒越小，越易電離、離子吸附或晶格取代，或因與離子碰撞而荷電。在靜電除塵過程中，粉塵在靜電場作

6、用下的驅(qū)進(jìn)速度為：電。在靜電除塵過程中，粉塵在靜電場作用下的驅(qū)進(jìn)速度為：1、氣體中顆粒的分離、氣體中顆粒的分離 若介質(zhì)為氣體，氣體中固體或液滴的分離通常根據(jù)顆粒大小及對若介質(zhì)為氣體，氣體中固體或液滴的分離通常根據(jù)顆粒大小及對顆粒的作用力不同分贗性分離、重力沉降、旋風(fēng)除塵、布袋除塵、洗顆粒的作用力不同分贗性分離、重力沉降、旋風(fēng)除塵、布袋除塵、洗滌除塵和靜電除塵等。常用除塵器常溫下的除塵性能見表滌除塵和靜電除塵等。常用除塵器常溫下的除塵性能見表2。 當(dāng)介質(zhì)為液體時，顆粒與介質(zhì)的密度差小，顆粒遷移的阻力大，因當(dāng)介質(zhì)為液體時，顆粒與介質(zhì)的密度差小，顆粒遷移的阻力大，因此液體中的顆粒要比氣體中的顆粒難分

7、。典型的分離方法有過濾、重力此液體中的顆粒要比氣體中的顆粒難分。典型的分離方法有過濾、重力沉降、絮凝聚凝、聚結(jié)、浮選、旋流分離、離心分離等非傳遞分離過程。沉降、絮凝聚凝、聚結(jié)、浮選、旋流分離、離心分離等非傳遞分離過程。常用分離方法的分離粒度范圍如圖所示。常用分離方法的分離粒度范圍如圖所示。 顆粒越小混合物越難分離。顆粒小到一定程度，混合物顆粒越小混合物越難分離。顆粒小到一定程度，混合物就變成了膠體，甚至變?yōu)榫嗷旌衔?，此時就無法用非傳遞就變成了膠體，甚至變?yōu)榫嗷旌衔铮藭r就無法用非傳遞分離方法或機(jī)械分離方法進(jìn)行分離，只能用傳遞分離方法進(jìn)分離方法或機(jī)械分離方法進(jìn)行分離，只能用傳遞分離方法進(jìn)行分離。行分離?？偨Y(jié)總結(jié) 顆粒粒度對非均相混合物的具有最為重要的影響，是分離技術(shù)選顆粒粒度對非均相混合物的具有最為重要的影響，是分離技術(shù)選擇的主要依據(jù)。顆粒越小越難分。顆粒小到一定程度，混合物就變擇的主要依據(jù)。顆粒越小越難分。顆粒小到一定