第二章 固液分離效率2

1、1第 二 章固 液 分 離 效 率22.1 基本定義和質(zhì)量平衡方程基本定義和質(zhì)量平衡方程 2.1.1 總效率總效率 2.1.2 級效率級效率2.2 ET、G(X)和兩種產(chǎn)品粒度分布之間的基本關(guān)系和兩種產(chǎn)品粒度分布之間的基本關(guān)系本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容第二章 固液分離效率3第二章 固液分離效率根據(jù)級效率定義，根據(jù)級效率定義，G（x）可由下式計算）可由下式計算或或即已知進料和粗級產(chǎn)品的粒度分布及總效率，可求得級效率。即已知進料和粗級產(chǎn)品的粒度分布及總效率，可求得級效率。xcMMxG)/()()(TcTccEdFdFEdxdFdxdFMMxG/)(2.1 基本定義和質(zhì)量平衡方程基本定義和質(zhì)量平衡方程

2、2.2 ET、G(X)和兩種產(chǎn)品粒度分布之間的基本關(guān)系和兩種產(chǎn)品粒度分布之間的基本關(guān)系4第二章 固液分離效率2.2 ET、G(X)和兩種產(chǎn)品粒度分布之間的基本關(guān)系和兩種產(chǎn)品粒度分布之間的基本關(guān)系(續(xù)續(xù))已知已知dF/dx和和ETdF/dx與粒度與粒度x之間的之間的曲線關(guān)系，可求得曲線關(guān)系，可求得G(x)。baxG)(15第二章 固液分離效率2.2 ET、G(X)和兩種產(chǎn)品粒度分布之間的基本關(guān)系和兩種產(chǎn)品粒度分布之間的基本關(guān)系(續(xù)續(xù))根據(jù)根據(jù)ET、F(x)和和Fc(x)(篩下物篩下物)確定確定G(x)由由得，當(dāng)?shù)?，?dāng)G(x)=1時時由最小級效率由最小級效率G(x)=Rf得：得： xdFxFEdx

3、GCT)(FcF1xRf/ETET根據(jù)根據(jù)ET、F(x)和和Fc(x)(篩下物篩下物)確定確定G(x)TcEdFdF1TfcERdFdF6第二章 固液分離效率2.2 ET、G(X)和兩種產(chǎn)品粒度分布之間的基本關(guān)系和兩種產(chǎn)品粒度分布之間的基本關(guān)系(續(xù)續(xù))FcF1xRf/ETET根據(jù)根據(jù)ET、F(x)和和Fc(x)(篩下物篩下物)確定確定G(x)X趨于0時的漸近線X趨于 時的漸近線粒度X7第二章 固液分離效率2.2 ET、G(X)和兩種產(chǎn)品粒度分布之間的基本關(guān)系和兩種產(chǎn)品粒度分布之間的基本關(guān)系級效率試驗和計算級效率試驗和計算實實 驗驗 根據(jù)級效率的定義可知，若用單一粒度的物料作為進料，則根據(jù)級效率

4、的定義可知，若用單一粒度的物料作為進料，則級效率就是分離設(shè)備的效率。這種單分散粉末是可以制備的，但級效率就是分離設(shè)備的效率。這種單分散粉末是可以制備的，但只能少量地制備且很困難。若在分離設(shè)備中處理這種物料，則所只能少量地制備且很困難。若在分離設(shè)備中處理這種物料，則所得到的總效率只應(yīng)是級效率曲線上與該粒度相對應(yīng)的一個點。得到的總效率只應(yīng)是級效率曲線上與該粒度相對應(yīng)的一個點。 可用其它幾種粒度不同的單一粒度物料重復(fù)上述試驗，直到可用其它幾種粒度不同的單一粒度物料重復(fù)上述試驗，直到在級效率曲線上得到足夠多的點為止。在級效率曲線上得到足夠多的點為止。單粒度逐點法單粒度逐點法費用高，費用高，不適用不適用

5、8第二章 固液分離效率2.2 ET、G(X)和兩種產(chǎn)品粒度分布之間的基本關(guān)系和兩種產(chǎn)品粒度分布之間的基本關(guān)系級效率試驗和計算級效率試驗和計算實實 驗驗常用方法常用方法 xdFxdFExGxdFxdFExGdFdFExGcfTfTcT) 11(1)(1)1 (1)()(求出求出G(x)通過實驗獲得通過實驗獲得F、Ff和和Fc中中的兩個值的兩個值試驗濃度為試驗濃度為12%，防止團聚或破碎防止團聚或破碎9例例 題題1、根據(jù)、根據(jù)F(x)、Fc(x)和和ET求求G(x) 在一定操作條件下，用旋流器對粘土和水的懸浮液進行試驗，在一定操作條件下，用旋流器對粘土和水的懸浮液進行試驗，試驗結(jié)果如下表。固相密度

6、試驗結(jié)果如下表。固相密度s=2640kg/m3；水的密度為；水的密度為l=1000kg/m3；底流與通過量之體積比為；底流與通過量之體積比為Rf=26.4%；總效率為；總效率為ET=54.8%；求級效率與粒度的函數(shù)關(guān)系。；求級效率與粒度的函數(shù)關(guān)系。 若若s-l=1000kg/m3，求級效率曲線與粒度間關(guān)系。，求級效率曲線與粒度間關(guān)系。10例例 題題1、根據(jù)、根據(jù)F(x)、Fc(x)和和ET求求G(x)由題得：Rf=26.4%；總效率為ET=54.8%；Rf/ET=0.482；G(4)=ETdFc(4)/dF(4),K=dFc(4)/dF(4)=0.777;G(x)=0.777X54.8=42.

7、6%.ETRf/ET4210204011例例 題題1、根據(jù)、根據(jù)F(x)、Fc(x)和和ET求求G(x)若s-l=1000kg/m3，可由下式換算 122121xx對于x2=4mm,則與其有相同級效率的粒度為mxx1 . 51000164041221依次求出其它粒度值，即可求出改變s-l時的級效率曲線。12第二章 固液分離效率2.3 底流與通過量的比值相當(dāng)大時效率定義的修正底流與通過量的比值相當(dāng)大時效率定義的修正2.3.1 修正效率修正效率 在底流量大且濃度低的情況下，若只考察的是凈分離效率，在底流量大且濃度低的情況下，若只考察的是凈分離效率，則要對效率進行修正，即則要對效率進行修正，即“修正

8、效率修正效率”。 修正效率的必要性：修正效率的必要性：因為總是有一些液相伴隨液相進入底流，因為總是有一些液相伴隨液相進入底流，總流被分成兩股物料流，其結(jié)果總是使效率至少達到某一總流被分成兩股物料流，其結(jié)果總是使效率至少達到某一“保證保證”值。換言之，分離設(shè)備起到一種值。換言之，分離設(shè)備起到一種“分流器分流器”作用，而且至少也可作用，而且至少也可按底流與通過量之比按底流與通過量之比Rf的比例使固相分成兩部分。的比例使固相分成兩部分。Tengbergen和和Rietema提出修正效率，提出修正效率，Kelsall和和Mayer提出公式：提出公式：ffTTRREE113第二章 固液分離效率2.3 底

9、流與通過量的比值相當(dāng)大時效率定義的修正底流與通過量的比值相當(dāng)大時效率定義的修正修正效率修正效率Tengbergen和和Rietema提出修正效率，提出修正效率，Kelsall和和Mayer提出公式：提出公式：ffTTRREE1。，R；E；EfTT效率即由死通量引起的最小底流與通過量之體積比總效率修正總效率”“。，EE；oERE：TTTfT達到完全分離也等于時當(dāng)沒有分離等于時當(dāng)由上式可知11,14第二章 固液分離效率2.3 底流與通過量的比值相當(dāng)大時效率定義的修正底流與通過量的比值相當(dāng)大時效率定義的修正修正效率修正效率G(x)的修正的修正ffRRxGxG1)()(。xG；xG修正分割粒度對應(yīng)的粒

10、度可用作與表示凈分離效果%50)()(ET與與G(x)的關(guān)系的關(guān)系 dFxGET10*修正效率的概念已在旋液分離得到廣泛應(yīng)用。修正效率的概念已在旋液分離得到廣泛應(yīng)用。15第二章 固液分離效率2.3 底流與通過量的比值相當(dāng)大時效率定義的修正底流與通過量的比值相當(dāng)大時效率定義的修正修正效率修正效率澄清系數(shù)與澄清系數(shù)與ETCCC0TE 澄清系數(shù)ffuTRRCCCE1或fuTRCCCCCE/000或C、C0、Cu分別為進料、溢流及底流濃度。分別為進料、溢流及底流濃度。16第二章 固液分離效率2.4 串聯(lián)和多級旁通分離設(shè)備系統(tǒng)的應(yīng)用串聯(lián)和多級旁通分離設(shè)備系統(tǒng)的應(yīng)用2.4.1 兩級串聯(lián)分離設(shè)備兩級串聯(lián)分離

11、設(shè)備 將兩臺或多臺分離設(shè)備串聯(lián)使用將兩臺或多臺分離設(shè)備串聯(lián)使用通常是有益的，第一級采用的設(shè)備成通常是有益的，第一級采用的設(shè)備成本低，往往是象旋液分離器或沉降槽本低，往往是象旋液分離器或沉降槽這類動力分離設(shè)備，以除去粗顆粒，這類動力分離設(shè)備，以除去粗顆粒，然后在第二級采用過濾機或離心機以然后在第二級采用過濾機或離心機以除去較細(xì)級別部分。使整個系統(tǒng)的效除去較細(xì)級別部分。使整個系統(tǒng)的效串高于單獨使用第二級所產(chǎn)生的效率。串高于單獨使用第二級所產(chǎn)生的效率。如圖所示。如圖所示。17第二章 固液分離效率2.4 串聯(lián)和多級旁通分離設(shè)備系統(tǒng)的應(yīng)用串聯(lián)和多級旁通分離設(shè)備系統(tǒng)的應(yīng)用2.4.1 兩級串聯(lián)分離設(shè)備兩級串

12、聯(lián)分離設(shè)備)()()()()(2121xGxGxGxGxG兩級串聯(lián)級效率：兩級串聯(lián)級效率： 對于級效率為對于級效率為G1(x)相同的相同的n臺分離設(shè)臺分離設(shè)備，串聯(lián)級效率為：備，串聯(lián)級效率為：nxGxG)(11)(1 這在實施中存在著一條效益遞減律，而且這在實施中存在著一條效益遞減律，而且若將三臺以上級效率曲線相同若將三臺以上級效率曲線相同(因此分割粒度因此分割粒度x50相同相同)約分離設(shè)備串聯(lián)使用，則實際上會幾約分離設(shè)備串聯(lián)使用，則實際上會幾乎無意義，因為再增加一臺分離設(shè)備僅在乎無意義，因為再增加一臺分離設(shè)備僅在G1(x)=50處使系統(tǒng)的級效率增加處使系統(tǒng)的級效率增加6左右。左右。18第二章

13、 固液分離效率2.4 串聯(lián)和多級旁通分離設(shè)備系統(tǒng)的應(yīng)用串聯(lián)和多級旁通分離設(shè)備系統(tǒng)的應(yīng)用2.4.2 級聯(lián)的濃縮機與分離器級聯(lián)的濃縮機與分離器)()()(21xGxGxG兩級串聯(lián)級效率：兩級串聯(lián)級效率：19第二章 固液分離效率2.4 串聯(lián)和多級旁通分離設(shè)備系統(tǒng)的應(yīng)用串聯(lián)和多級旁通分離設(shè)備系統(tǒng)的應(yīng)用2.4.3 有溢流返混的濃縮機與分離器串聯(lián)系統(tǒng)有溢流返混的濃縮機與分離器串聯(lián)系統(tǒng))()()(1)()()(21121xGxGxGxGxGxG 如果分離器第如果分離器第2級的效率級的效率不夠高，可將其溢流引到濃縮不夠高，可將其溢流引到濃縮機的進口處，從而產(chǎn)生溢流返機的進口處，從而產(chǎn)生溢流返混。整個系統(tǒng)的復(fù)合

14、效率為：混。整個系統(tǒng)的復(fù)合效率為：20第二章 固液分離效率2.4 串聯(lián)和多級旁通分離設(shè)備系統(tǒng)的應(yīng)用串聯(lián)和多級旁通分離設(shè)備系統(tǒng)的應(yīng)用2.4.3 有溢流返混的濃縮機與分離器串聯(lián)系統(tǒng)有溢流返混的濃縮機與分離器串聯(lián)系統(tǒng)QqGGxGSS111)( 使用如圖所示的多級旁通布局會使用如圖所示的多級旁通布局會使系統(tǒng)的總效率增高。將部分溢流循環(huán)使系統(tǒng)的總效率增高。將部分溢流循環(huán)返回并在再一次進入分離器前與新鮮的返回并在再一次進入分離器前與新鮮的進料混合。進料混合。式中，式中，GS為所用分離器的級效率。由于為所用分離器的級效率。由于qQ小于小于1，根據(jù)，根據(jù)上式可得上式可得G(x)總大于總大于Gs。此系統(tǒng)的分離器與單遁路分離系。此