制藥設備與工程設計第10章機械分離設備

1、第10章 機械分離設備非均相混合物的分離非均相混合物的分離 均相物系：指物系內(nèi)部各處均勻且無相界面，包括溶液、氣體混合物等。非均相物系：指物系內(nèi)部有隔不同相的界面且界面兩側的物料性質(zhì)有差異。非均相混合物的分離非均相混合物的分離 非均相混合物包括：氣固系統(tǒng)（如空氣中的塵埃）；液固系統(tǒng)（如液體中的固體顆粒）；氣液系統(tǒng)（如氣體中的液滴）；液液系統(tǒng)（如乳濁液中的微滴）等。非均相物系分離的依據(jù)是連續(xù)相與分散相具有不同的物理性質(zhì)（如密度），故可用機械方法進行分離。利用密度差進行分離時，必須使分散相與連續(xù)相產(chǎn)生相對運動，因此，分離非均相物系的單元操作遵循流體力學的基本規(guī)律，按兩相運動方式的不同分為沉降和過濾

2、。非均相物系的分離主要用于：1、回收有用物質(zhì)，如顆粒狀催化劑的回收；2、凈化氣體，如除塵、廢液、廢氣中有害物質(zhì)的清除等。 沉沉 降降沉降操作是使懸浮在流體中的固體顆粒，在重力或離心力的作用下，沿著受力方向發(fā)生運動而沉積，從而與流體分離的過程。沉沉 降降重力沉降：利用懸浮固體顆粒本身的重力完成分離的操作。離心沉降：利用懸浮的固體顆粒的離心力作用而獲得分離的操作。離心沉降離心沉降顆粒在離心力場作用下，受到離心力的作用而沉降的過程稱為離心沉降。懸浮在流體中的微粒，利用離心力比利用重力可以使微粒的沉降速度增大很多，這是因為離心力由旋轉而產(chǎn)生，旋轉的速度愈大則離心力也愈大；而微粒在重力場中所受的重力作用

3、是一個定值。因此，將微粒從懸浮物系中分離時，利用離心力比利用重力有效的多。同時，利用離心力作用的分離設備不僅可以分離較小的微粒，而且設備的體積可以縮小。與重力沉降速度相比，只是將重力場改為離心場。 2022-6-129三、沉降分離設備1、重力沉降設備降塵室、連續(xù)沉降槽2、離心分離設備 旋風分離器、旋液分離器、離心沉降機旋風分離器過濾過濾濾餅過濾：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。 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

4、質(zhì)的液體稱為濾液。2022-6-1211（二）過濾介質(zhì)過濾介質(zhì)的作用是支承濾餅，故除有孔隙外，還應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)：天然纖維、化學纖維、玻璃絲、金屬絲織成的濾網(wǎng)。 多孔性固體介質(zhì)：多孔性陶瓷板，多孔性塑料板，多孔性金屬陶瓷板等，此類介質(zhì)能截留小至1-3m的固體顆粒。 堆積介質(zhì)：細沙、石、炭屑等堆積的顆粒床層及非編織纖維玻璃棉等的堆積層。一般用于處理含固體微粒少的懸浮液，如水的凈化。 2022-6-1212（三）過濾推動力過濾推動力是指濾餅和過濾介質(zhì)兩側的壓力差。此壓力差可以是重力或人為壓差。增加過濾推動力的方法有：1、增加懸浮液本身的液柱壓力

5、，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。 2022-6-1213（四）過濾基本參數(shù) 處理量、生產(chǎn)能力、生產(chǎn)率、過濾面積、懸浮液固相濃度、濾餅含液量、濾餅與濾液的體積比、過濾速率、過濾速度（五）濾餅的可壓縮性不可壓縮濾餅：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?？蓧嚎s濾餅：由非剛性顆粒形成的濾餅，在壓強差作用下會變形。（六）濾餅的洗滌目的：回收濾液或得到較純凈的固體顆粒2022-6-1214二、恒壓過濾（一）過濾的基本方程)(efVVvrpAAdtdV（二）恒壓過濾方程V2+2VeV=KA2tq2+2qeq=Kt（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V1、 V2，聯(lián)立方程組即可估算其值。2022-6-1215三、過濾設備（一）板框壓濾機2022-6-1216（二）轉鼓真空過濾機（二）轉