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(jí)效率級(jí)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(jí)效率定義，根據(jù)級(jí)效率定義，G（x）可由下式計(jì)算）可由下式計(jì)算或或即已知進(jìn)料和粗級(jí)產(chǎn)品的粒度分布及總效率，可求得級(jí)效率。即已知進(jìn)料和粗級(jí)產(chǎn)品的粒度分布及總效率，可求得級(jí)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(shí)時(shí)由最小級(jí)效率由最小級(jí)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(shí)的漸近線X趨于 時(shí)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(jí)效率試驗(yàn)和計(jì)算級(jí)效率試驗(yàn)和計(jì)算實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 根據(jù)級(jí)效率的定義可知，若用單一粒度的物料作為進(jìn)料，則根據(jù)級(jí)效率

4、的定義可知，若用單一粒度的物料作為進(jìn)料，則級(jí)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(jí)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(jí)效率曲線上與該粒度相對(duì)應(yīng)的一個(gè)點(diǎn)。得到的總效率只應(yīng)是級(jí)效率曲線上與該粒度相對(duì)應(yīng)的一個(gè)點(diǎn)。 可用其它幾種粒度不同的單一粒度物料重復(fù)上述試驗(yàn)，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(yàn)，直到在級(jí)效率曲線上得到足夠多的點(diǎn)為止。在級(jí)效率曲線上得到足夠多的點(diǎn)為止。單粒度逐點(diǎn)法單粒度逐點(diǎn)法費(fèi)用高，費(fèi)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(jí)效率試驗(yàn)和計(jì)算級(jí)效率試驗(yàn)和計(jì)算實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn)常用方法常用方法 xdFxdFExGxdFxdFExGdFdFExGcfTfTcT) 11(1)(1)1 (1)()(求出求出G(x)通過實(shí)驗(yàn)獲得通過實(shí)驗(yàn)獲得F、Ff和和Fc中中的兩個(gè)值的兩個(gè)值試驗(yàn)濃度為試驗(yàn)濃度為12%，防止團(tuán)聚或破碎防止團(tuán)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(duì)粘土和水的懸浮液進(jìn)行試驗(yàn)，在一定操作條件下，用旋流器對(duì)粘土和水的懸浮液進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如下表。固相密度

6、試驗(yàn)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(jí)效率與粒度的函數(shù)關(guān)系。；求級(jí)效率與粒度的函數(shù)關(guān)系。 若若s-l=1000kg/m3，求級(jí)效率曲線與粒度間關(guān)系。，求級(jí)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(duì)于x2=4mm,則與其有相同級(jí)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(shí)的級(jí)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(shí)效率定義的修正底流與通過量的比值相當(dāng)大時(shí)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(duì)效率進(jìn)行修正，即則要對(duì)效率進(jìn)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?yàn)榭偸怯幸恍┮合喟殡S液相進(jìn)入底流，因?yàn)榭偸怯幸恍┮合喟殡S液相進(jìn)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(dá)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(dá)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(shí)效率定義的修正底流與通過量的比值相當(dāng)大時(shí)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(dá)到完全分離也等于時(shí)當(dāng)沒有分離等于時(shí)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(shí)效率定義的修正底流與通過量的比值相當(dāng)大時(shí)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(duì)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(shí)效率定義的修正底流與通過量的比值相當(dāng)大時(shí)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(jìn)料、溢流及底流濃度。分別為進(jìn)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(jí)旁通分離設(shè)備系統(tǒng)的應(yīng)用串聯(lián)和多級(jí)旁通分離設(shè)備系統(tǒng)的應(yīng)用2.4.1 兩級(jí)串聯(lián)分離設(shè)備兩級(jí)串聯(lián)分離

11、設(shè)備 將兩臺(tái)或多臺(tái)分離設(shè)備串聯(lián)使用將兩臺(tái)或多臺(tái)分離設(shè)備串聯(lián)使用通常是有益的，第一級(jí)采用的設(shè)備成通常是有益的，第一級(jí)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(dòng)力分離設(shè)備，以除去粗顆粒，這類動(dòng)力分離設(shè)備，以除去粗顆粒，然后在第二級(jí)采用過濾機(jī)或離心機(jī)以然后在第二級(jí)采用過濾機(jī)或離心機(jī)以除去較細(xì)級(jí)別部分。使整個(gè)系統(tǒng)的效除去較細(xì)級(jí)別部分。使整個(gè)系統(tǒng)的效串高于單獨(dú)使用第二級(jí)所產(chǎn)生的效率。串高于單獨(dú)使用第二級(jí)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(jí)旁通分離設(shè)備系統(tǒng)的應(yīng)用串聯(lián)和多級(jí)旁通分離設(shè)備系統(tǒng)的應(yīng)用2.4.1 兩級(jí)串聯(lián)分離設(shè)備兩級(jí)串

12、聯(lián)分離設(shè)備)()()()()(2121xGxGxGxGxG兩級(jí)串聯(lián)級(jí)效率：兩級(jí)串聯(lián)級(jí)效率： 對(duì)于級(jí)效率為對(duì)于級(jí)效率為G1(x)相同的相同的n臺(tái)分離設(shè)臺(tái)分離設(shè)備，串聯(lián)級(jí)效率為：備，串聯(lián)級(jí)效率為：nxGxG)(11)(1 這在實(shí)施中存在著一條效益遞減律，而且這在實(shí)施中存在著一條效益遞減律，而且若將三臺(tái)以上級(jí)效率曲線相同若將三臺(tái)以上級(jí)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(shí)際上會(huì)幾約分離設(shè)備串聯(lián)使用，則實(shí)際上會(huì)幾乎無意義，因?yàn)樵僭黾右慌_(tái)分離設(shè)備僅在乎無意義，因?yàn)樵僭黾右慌_(tái)分離設(shè)備僅在G1(x)=50處使系統(tǒng)的級(jí)效率增加處使系統(tǒng)的級(jí)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(jí)旁通分離設(shè)備系統(tǒng)的應(yīng)用串聯(lián)和多級(jí)旁通分離設(shè)備系統(tǒng)的應(yīng)用2.4.2 級(jí)聯(lián)的濃縮機(jī)與分離器級(jí)聯(lián)的濃縮機(jī)與分離器)()()(21xGxGxG兩級(jí)串聯(lián)級(jí)效率：兩級(jí)串聯(lián)級(jí)效率：19第二章 固液分離效率2.4 串聯(lián)和多級(jí)旁通分離設(shè)備系統(tǒng)的應(yīng)用串聯(lián)和多級(jí)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(jī)與分離器串聯(lián)系統(tǒng)有溢流返混的濃縮機(jī)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(jí)的效率級(jí)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(jī)的進(jìn)口處，從而產(chǎn)生溢流返機(jī)的進(jìn)口處，從而產(chǎn)生溢流返混。整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)合

14、效率為：混。整個(gè)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(jí)旁通分離設(shè)備系統(tǒng)的應(yīng)用串聯(lián)和多級(jí)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(jī)與分離器串聯(lián)系統(tǒng)有溢流返混的濃縮機(jī)與分離器串聯(lián)系統(tǒng)QqGGxGSS111)( 使用如圖所示的多級(jí)旁通布局會(huì)使用如圖所示的多級(jí)旁通布局會(huì)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(jìn)入分離器前與新鮮的返回并在再一次進(jìn)入分離器前與新鮮的進(jìn)料混合。進(jìn)料混合。式中，式中，GS為所用分離器的級(jí)效率。由于為所用分離器的級(jí)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