學(xué)習(xí)情境6分離設(shè)備課件

1、學(xué)習(xí)情境6 分離設(shè)備廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院輕化工程系第一節(jié) 機(jī)械分離設(shè)備 機(jī)械分離設(shè)備主要用于非均相物系的分離，包括進(jìn)行液-固分離的過(guò)濾設(shè)備、液-液分離設(shè)備的離心設(shè)備等。 一、板框式過(guò)濾設(shè)備 過(guò)濾指利用重力或壓差使懸浮液通過(guò)多孔性過(guò)濾介質(zhì)，將固體顆粒截留，從而實(shí)現(xiàn)固-液分離的操作。（一）板框過(guò)濾機(jī)結(jié)構(gòu)圖8-1 板框壓濾機(jī)1-壓緊裝置 2-可動(dòng)頭 3-濾框 4-濾板 5-固定頭 6-濾液出口 7-濾液出口 8-濾布二、離心式過(guò)濾設(shè)備 離心分離是利用慣性離心力的作用分離非均相物系的一種有效方法。常用來(lái)從懸浮液分離出固體顆粒，或者從懸濁液中分離出重液和清液等。 （一）三足離心機(jī)圖8-4 三足離心機(jī)圖8

2、-5 三足離心機(jī)結(jié)構(gòu)1-支腳；2-外殼；3-轉(zhuǎn)鼓；4-馬達(dá)；5-皮帶輪（二）刮刀卸料式離心機(jī) 圖8-6刮刀卸料式離心機(jī)（三）活塞推料離心機(jī)圖8-7 活塞往復(fù)式卸料離心機(jī)三、真空式過(guò)濾設(shè)備 真空過(guò)濾設(shè)備是利用真空在過(guò)濾介質(zhì)兩側(cè)產(chǎn)生的壓力差，使液體透過(guò)，固體截流，從而實(shí)現(xiàn)分離的目的。精細(xì)化工生產(chǎn)中常見(jiàn)的真空過(guò)濾設(shè)備有以下幾種。（一）真空轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾器圖8-8 真空轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾器（二）轉(zhuǎn)臺(tái)真空過(guò)濾機(jī)圖8-11 轉(zhuǎn)臺(tái)真空過(guò)濾機(jī)（三）真空帶式過(guò)濾器圖8-12真空帶式過(guò)濾器四、沉降設(shè)備（一）重力沉降設(shè)備1、重力沉降室圖8-14 沉降室2、沉降槽圖8-16連續(xù)沉降槽（二）離心沉降設(shè)備圖8-17 標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)分離器1、旋

3、風(fēng)分離器2、旋液分離器3、螺旋卸料離心機(jī)圖8-18螺旋卸料離心機(jī)4、碟式分離機(jī)圖8-19蝶式分離機(jī)5、管式高速離心機(jī)圖8-20 管式離心機(jī)第二節(jié) 膜分離設(shè)備膜的基本概念 膜是指在一個(gè)流體相內(nèi)或兩個(gè)流體相之間以特定的形式限制和傳遞組分，從而將流體相分隔成兩部分的一薄層物質(zhì)。 膜為兩相之間的選擇屏障。 膜為兩個(gè)不同濃度相之間具有選擇性的柵欄。 一、膜分離技術(shù)圖8-21膜分離過(guò)程1、微濾（MF）2、超濾（UF）3、納濾 4、反滲透5、其他滲析、控制釋放、膜傳感器、膜法氣體分離等 二、膜分離裝置工業(yè)膜組件對(duì)膜組件的要求 1、對(duì)膜能夠提供足夠的支撐，并可使高壓原料側(cè)和低壓透過(guò)側(cè)嚴(yán)格分開(kāi)； 2、在能耗最小

4、的條件下，使原料在膜表面上流動(dòng)狀況均勻合理，以減少濃差極化； 3、具有盡可能高的膜裝填密度，并使膜的安裝和更換方便； 4、裝置牢固、安全可靠、價(jià)格低廉、易于維修。 膜組件的結(jié)構(gòu)要求：（1）流動(dòng)均勻，無(wú)死角；（2）裝填密度大；（3）有良好的機(jī)械、化學(xué)和熱穩(wěn)定性；（4）成本低；（5）易于清洗； （6）易于更換膜；（7）壓力損失小。（一） 板框式圖8-22 板框式膜組件1優(yōu)點(diǎn):每?jī)善ぶg的滲透物都是被單獨(dú)引出的，容易消除操作中的故障，更換單對(duì)膜片很方便，膜片在加工中也無(wú)需象卷式需要粘合才能使用，成本是最低廉的?？梢院?jiǎn)單地增加膜的層數(shù)實(shí)現(xiàn)增大處理量的目的。缺點(diǎn)：（1）該系統(tǒng)需要個(gè)別密封的的數(shù)目太多，

5、（2）內(nèi)部壓力損失也相對(duì)較高，（3）其對(duì)膜的機(jī)械強(qiáng)度要求較高，（4）由于組件流程較短，其單程的回收率較低，（5）其組件的裝填密度較低 ， (6)組件基本都由不銹鋼制作，成本昂貴。 平板式膜組件的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)可更換單對(duì)膜片;不易污染;無(wú)須粘合即可使用.缺點(diǎn)需要很多密封圈;流體流向的轉(zhuǎn)折多,造成較大的壓力損失;裝填密度相對(duì)較小(400m2/m3).應(yīng)用領(lǐng)域UF（超濾） 、 MF （微濾）、 RO （反滲透）、PV（滲透汽化）、ED（電滲析） 平板膜組件在使用中受以下條件限制：（1）不能用于強(qiáng)酸強(qiáng)堿的場(chǎng)合；（2）耐有機(jī)溶劑性能較差；（3）不能用于高溫場(chǎng)合；（4）膜組件單位體積內(nèi)的膜面積較小。 (二)

6、圓管式特點(diǎn)：（1）膜通量大，濃縮倍數(shù)高，可達(dá)到較高的含固量；（2）料液流道寬，允許高懸浮物含量的料液進(jìn)入膜組件，預(yù)處理簡(jiǎn)單；膜清洗簡(jiǎn)單，膜芯使用壽命長(zhǎng)；（3）對(duì)堵塞不敏感，拆卸和清洗也容易；（4）如果某一根管子損壞，可以方便地更換之；（5）裝填密度不高，流速高，能耗較高；膜填裝密度較低、單位膜面積造價(jià)相對(duì)卷式膜較高；（6）設(shè)備的死體積較大，不利于提高濃縮比； 圖8-24管式膜組件管式膜組件管式膜組件的優(yōu)缺點(diǎn)特征di=625mm；原料液走管內(nèi)；有支撐管。優(yōu)點(diǎn)湍流流動(dòng)；對(duì)堵塞不敏感；易于清洗；膜組件中壓力損失較小。缺點(diǎn)裝填密度小(100m2/m3)；單位膜面積的進(jìn)料體積通量較大；需要彎頭連接(增加

7、了壓力損失)。應(yīng)用領(lǐng)域MF（微濾）、UF（超濾）、單級(jí)RO（單級(jí)反滲透）(三)螺旋卷式圖8-25 螺旋卷式膜組件示意圖卷式膜組件的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉；裝填密度相對(duì)較高（1000m2/m3）；由于有多孔支撐體及網(wǎng)眼間隔材料，物料交換效果好；缺點(diǎn)滲透物流動(dòng)路徑較長(zhǎng)；難以清洗；膜必須是可以焊接的，或可粘貼的。應(yīng)用領(lǐng)域RO（反滲透） NF（納濾）、 GS（氣體分離）、 PV(滲透汽化)圖8-26 中空纖維膜組件(四)中空纖維式和毛細(xì)管式中空纖維式膜組件中空纖維膜組件的優(yōu)缺點(diǎn)特征di=40500m；原料液走管內(nèi)；自承式優(yōu)點(diǎn)裝填密度很高；單位膜面積的制造費(fèi)用相對(duì)較低；耐壓穩(wěn)定性高（至少在外壓情況

8、下）缺點(diǎn)對(duì)堵塞很敏感；在某些情況下纖維管中的壓力損失較大；應(yīng)用領(lǐng)域GS（氣體分離）、 RO(反滲透)第三節(jié) 超臨界流體萃取裝置一、超臨界流體萃取原理及特點(diǎn)超臨界流體萃取CO2萃取劑特點(diǎn)： 臨界溫度和臨界壓力低(Tc=31.1，Pc=7.38MPa)，操作條件溫和，對(duì)有效成分的破壞少，因此特別適合于處理高沸點(diǎn)熱敏性物質(zhì)， CO2是無(wú)毒、廉價(jià)易獲得的有機(jī)溶劑； CO2在使用過(guò)程中穩(wěn)定、不燃燒、安全、不污染環(huán)境，且可避免產(chǎn)品的氧化。 CO2的萃取物中不含硝酸鹽和有害的重金量，并且無(wú)有害溶劑的殘留； 在超臨界CO2萃取時(shí)，被萃取的物質(zhì)通過(guò)降低壓力，或升高溫度即可析出，不必經(jīng)過(guò)反復(fù)萃取操作，所以超臨界CO2萃取流程簡(jiǎn)單。二