hgyl~第四章 非均相物系的分離課件

1、第四章 非均相物系的分離 化工原理陳玉琴10/11/20221本章學(xué)習(xí)指導(dǎo)本章學(xué)習(xí)目的 通過本章的學(xué)習(xí)，要重點(diǎn)掌握沉降和過濾這兩種機(jī)械分離操作的原理、典型設(shè)備的結(jié)構(gòu)與特性。本章應(yīng)掌握的內(nèi)容 a 沉降分離（包括重力沉降和離心沉降）的原理、降塵室的簡單計(jì)算。 b 過濾操作的原理、過濾基本參數(shù)、過濾基本方程式。10/11/20222 41 概述 化工單元操作中有相當(dāng)大的一部分，其作用是將混合物加以分離。 這都要采用適當(dāng)?shù)姆蛛x方法與設(shè)備，并消耗一定的物料或能量。為了實(shí)現(xiàn)上述分離目的，必須根據(jù)混合物性質(zhì)的不同而采用不同的方法。10/11/20223 一、混合物的分類 兩大類：均相混合物及非均相混合物 1

2、、均相混合物 （1）概念：又稱均相物系。是指物系內(nèi)部各處的性質(zhì)均勻一致且不存在相界面者。即整個(gè)物系只有一個(gè)相。溶液及混合氣體都是均相混合物。 （2）特點(diǎn)： 只有一個(gè)相，不同的物質(zhì)之間并沒有相界面隔開，體系內(nèi)各處的性質(zhì)一樣。 10/11/20224 2、非均相混合物 （1）概念：又稱非均相物系。是指物系內(nèi)部有一個(gè)以上的相存在，且物系內(nèi)部有隔開不同相的界面存在，而界面兩側(cè)的物料性質(zhì)截然不同者。 （2）特點(diǎn)：非均相物系中存在相界面，且界面兩側(cè)物料的性質(zhì)不同。包括：氣固系統(tǒng)：如空氣中含有塵埃含塵氣體； 液固系統(tǒng)：如液體中含有固體顆粒懸浮液； 氣液系統(tǒng)：如氣體中含有液滴含霧氣體； 液液系統(tǒng)：如乳濁液等。

3、10/11/20225 根據(jù)相態(tài)和分散物質(zhì)尺寸的大小，非均相混合物的分離方法如下表所示 10/11/20227 二、非均相物系分離的依據(jù) 非均相物系中的連續(xù)相與分散相具有不同的物理性質(zhì)(不同的密度），據(jù)此可用機(jī)械分離的方法將它們分開。 非均相物系的分離操作仍遵循流體力學(xué)的基本原理和規(guī)律。按兩相運(yùn)動(dòng)方式的不同，機(jī)械分離大致分為沉降和過濾兩種方法。10/11/20228 比如硫酸的生產(chǎn)過程中，原料氣（爐氣）中含有大量灰塵，在SO2的催化氧化工序之前，必須把大量灰塵除去，否則除降低催化劑的活性外，還會(huì)增加系統(tǒng)的阻力，增加能耗。3、保護(hù)環(huán)境：為了保護(hù)環(huán)境，必須清除掉工業(yè)排出的各種廢氣、廢液中的有害物質(zhì)

4、，而各種廢氣、廢液中大多為非均相物系。所以非均相物系的分離在環(huán)境保護(hù)方面也具有重要作用。10/11/202210 42 重力沉降（gravity settling） 沉降操作是依靠某種力的作用，利用分散相與連續(xù)相間的密度差異，使之發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)分離的單元操作。 實(shí)現(xiàn)沉降的作用力可以是重力，也可以是慣性離心力。因此沉降過程就有重力沉降和離心沉降之分。10/11/202211421 重力沉降速度一、重力沉降 1、概念 重力沉降：在重力場(chǎng)中，借連續(xù)相與分散相之間密度的差異，使兩相得以分離的過程，稱為重力沉降。 即借地球引力場(chǎng)的作用而實(shí)現(xiàn)的沉降就是重力沉降。 10/11/202212二、球形顆粒的

5、自由沉降1、沉降速度 下面討論一個(gè)表面光滑的剛性球形顆粒在靜止流體中的自由沉降過程。 若顆粒的密度s大于流體的密度，則顆粒將在流體中降落，即顆粒由于重力的作用，與流體間發(fā)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)。如下圖所示：10/11/202214阻力浮力 重力 顆粒在沉降過程中，受到三個(gè)力的作用：重力、浮力及阻力。此三力的合力便是促使顆粒降落的凈力。 顆粒在此凈力的作用下，產(chǎn)生一定的加速度，若顆粒的質(zhì)量為m，向下沉降的加速度為a，則：凈力重力浮力阻力ma動(dòng)畫10/11/202215式中：A顆粒在垂直于其運(yùn)動(dòng)方向的平面上的投影面積， 沉降開始階段，顆粒在合力的作用下作加速運(yùn)動(dòng)，由于速度u不斷增加，則阻力也不斷增加，則合力

6、越來越小，當(dāng)u達(dá)到某一數(shù)值ut時(shí)，三力的合力為零，此時(shí)加速度為零，顆粒這時(shí)開始作等速運(yùn)動(dòng)，其速度ut不再變化。10/11/202217 所以靜止流體中顆粒的降落運(yùn)動(dòng)過程分為兩個(gè)階段：第一階段為加速運(yùn)動(dòng)； 第二階段為等速運(yùn)動(dòng)。 10/11/202218 顆粒的特點(diǎn)是單位體積的表面積（比表面積）與其成整塊物體時(shí)的表面積相比要大的多，使得顆粒與流體間的接觸表面積很大，那么在運(yùn)動(dòng)中，與流體介質(zhì)相摩擦而產(chǎn)生的阻力也相對(duì)大的多，因此，阻力很快便能達(dá)到與作用力（重力減浮力）相等，所以加速運(yùn)動(dòng)階段很短，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中往往可以忽略。10/11/202219 沉降速度的計(jì)算通式 整個(gè)沉降過程就可以視為在恒定的速

7、度（ut)下進(jìn)行，這一速度稱為沉降速度。由于這一速度是加速階段終了時(shí)顆粒相對(duì)于流體的速度，故又稱為終端速度，用ut表示。10/11/202220 2、阻力系數(shù) 阻力系數(shù)反映顆粒運(yùn)動(dòng)時(shí)流體對(duì)顆粒的曳力，所以又稱曳力系數(shù)。 通過量綱分析可推導(dǎo)出，阻力系數(shù)是流體與顆粒相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)雷諾準(zhǔn)數(shù)的函數(shù)，即 f(Ret) 式中：d 顆粒的直徑； ， 流體的密度及粘度； ut 顆粒的沉降速度。10/11/202221 與Ret的具體關(guān)系式也很難得到，將大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果綜合起來，得到了球形顆粒自由沉降過程中與Ret的關(guān)系曲線。如下圖所示（P147 圖32）。 10/11/202222 （2）過渡區(qū)（Allen區(qū)):

8、1Ret103 （3） 湍流區(qū)（Newton區(qū)）：103Ret2105 =0.44 （1）滯流區(qū)（Stokes區(qū)）：104Ret1由圖可看出，這條曲線大致可分為三個(gè)區(qū)：10/11/202224 （1）滯流區(qū)（Stokes區(qū)）：104Ret1（2）過渡區(qū)（Allen區(qū)): 1Ret103 （3） 湍流區(qū)（Newton區(qū)）：103Ret2105各區(qū)沉降速度的計(jì)算公式10/11/202225 三、非球形顆粒的自由沉降 顆粒在沉降過程中所受到的阻力與顆粒的幾何形狀密切相關(guān)，非球形顆粒與球形顆粒的差異程度，可用球形度（形狀系數(shù)）s來表征。球形度越小，顆粒的形狀與圓球的差異越大。 s1時(shí)，則為圓球形。10

9、/11/202227對(duì)于非球形顆粒，Ret中的顆粒直徑d應(yīng)用當(dāng)量直徑de來代替，即：de：是指與一個(gè)任意形狀的顆粒體積(Vp)相等的球形顆粒的直徑，稱為體積當(dāng)量直徑，即： 當(dāng)量直徑：10/11/202228 從圖32可以看出，顆粒的球形度越小，對(duì)應(yīng)于同一Ret值的阻力系數(shù)就越大，但球形度的值對(duì)阻力系數(shù)的影響在滯流區(qū)內(nèi)并不顯著， Ret值越大，這種影響越顯著。 10/11/202229四、沉降速度的計(jì)算 只討論球形顆粒沉降速度的計(jì)算。 在一定的流體介質(zhì)中，球形顆粒的沉降速度有三種計(jì)算方法。10/11/2022301、試差法 （1）先假設(shè)流動(dòng)型態(tài)（滯流、過渡流或湍流），然后選用相應(yīng)的公式，計(jì)算沉降

10、速度ut； （2）用計(jì)算出的ut計(jì)算雷諾準(zhǔn)數(shù)Ret，按照算出的Ret的值，看是否在所假設(shè)的流型范圍內(nèi); （3）若是，則原假設(shè)正確，求得的沉降速度ut也是正確的； （4）若不是，需要重新假設(shè)，按照算出的Ret的值假設(shè)流型，并改用相應(yīng)的公式計(jì)算ut，直到計(jì)算結(jié)果與假設(shè)相一致為止。10/11/2022312、摩擦數(shù)群法： 根據(jù)沉降速度ut的計(jì)算通式及雷諾準(zhǔn)數(shù)的公式，可推得（P147推導(dǎo)）：這是一個(gè)無量綱的數(shù)群，稱為摩擦數(shù)群。 數(shù)群中不包含待求的量ut。由于阻力系數(shù)本身是雷諾準(zhǔn)數(shù)Ret的函數(shù)，所以摩擦數(shù)群Ret2也是雷諾準(zhǔn)數(shù)Ret的函數(shù)。以摩擦數(shù)群Ret2對(duì)雷諾準(zhǔn)數(shù)Ret在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)上作圖，則可得下圖

11、所示的曲線：10/11/202232P150 圖3310/11/20223310/11/202234用上圖求ut的步驟： （1）將已知各物理量的值代入摩擦數(shù)群Ret2公式算出Ret2的值； （2）在上圖查出相應(yīng)的雷諾準(zhǔn)數(shù)Ret值； （3）根據(jù)雷諾準(zhǔn)數(shù)Ret的值及其定義式反算出沉降速度ut： 10/11/202235 如果要計(jì)算以某一沉降速度ut沉降的顆粒的直徑，也可采用類似的方法解決而不必先知道雷諾準(zhǔn)數(shù)Ret的值，令與Ret1相乘，得： Ret1也是雷諾準(zhǔn)數(shù)Ret的函數(shù)， Ret1 Ret的關(guān)系曲線也在上圖中繪出，這樣就可以根據(jù)沉降速度ut計(jì)算顆粒的直徑。10/11/2022363、無量綱數(shù)群

12、K法（只限于球形顆粒） 令則得：10/11/202237 （1）滯流區(qū)在滯流區(qū)，Ret1,當(dāng)Ret=1時(shí)，K=2.62 滯流區(qū)范圍： K69.1（3）過渡區(qū)：K值介于上述二者之間,即： 過渡區(qū)范圍： 2.62K69.1 10/11/202239 所以，對(duì)于球形顆粒，可先計(jì)算無量綱數(shù)群K的值，然后可以判斷流型，從而選用相應(yīng)的沉降速度計(jì)算公式計(jì)算ut，而避免了試差法，也避免了查圖帶來的讀數(shù)誤差。 10/11/202240例41（P151例31） 試計(jì)算直徑為95m、密度為3000kg/m3固體顆粒分別在20C的空氣和水中的自由沉降速度。 解: d=9510-6 m， s3000 kg/m3 （1）

13、在20C的空氣中 20C的空氣的物性數(shù)據(jù)： 1.205 kg/m3， =1.8110-5Pa.s10/11/202241 2.62K69.1 ，為過渡區(qū)10/11/202242 （2）20C的水中20C的水的物性數(shù)據(jù)： 998.2kg/m3，=1.00510-3Pa.s K2.62 為滯流10/11/202243或者 從上面的計(jì)算可以看出，同一顆粒在不同介質(zhì)中沉降時(shí)，具有不同的沉降速度，且屬于不同的流型，所以，沉降速度由顆粒的特性及流體特性綜合因素決定。10/11/202244 422 重力沉降設(shè)備 一、降塵室 借重力沉降從氣流中分離出塵粒的設(shè)備稱為降塵室。10/11/202245動(dòng)畫10/1

14、1/20224610/11/202247 含塵氣體中，因顆粒的密度s大于氣體的密度，所以顆粒在重力作用下被分離。 如上圖所示，含塵氣體進(jìn)入降塵室后，因流通截面積擴(kuò)大而速度放慢，只要在氣體通過降塵室的時(shí)間內(nèi)，顆粒能夠降至室底，顆粒便可以從氣流中分離出來。 10/11/202248假設(shè) ： L 降塵室的長度，m； H 降塵室的高度，m； b 降塵室的寬度，m； u 氣體在降塵室內(nèi)的水平通過速度，m/s； Vs 降塵室的生產(chǎn)能力，即操作條件下，含塵氣體通過降塵室的體積流量，m3/s。10/11/202249 位于降塵室最高點(diǎn)的顆粒降至室底所需要的時(shí)間：氣體在降塵室內(nèi)的停留時(shí)間： 當(dāng)氣體在降塵室內(nèi)的停

15、留時(shí)間等于或大于沉降時(shí)間時(shí)，即t時(shí)，顆粒便可從氣流中分離出來：10/11/202250 由此可見，理論上降塵室的生產(chǎn)能力只與其沉降面積（Lb）及顆粒的沉降速度有關(guān)，而與降塵室的高度無關(guān)。 降塵室可以做成多層，即在降塵室內(nèi)均勻設(shè)置多層水平隔板，構(gòu)成多層降塵室。 參考書P153 圖35。動(dòng)畫 對(duì)于多層降塵室，Vs (n+1)bLut , n=H/h n 隔板數(shù)；h 板間距，m P153 例3210/11/20225110/11/202252 二、沉降槽 借重力沉降分離懸浮液的設(shè)備稱為沉降槽。懸浮液中的顆粒沉降過程多屬于干擾沉降。 P154 自學(xué)。10/11/202253 三、重力沉降應(yīng)注意的問題

16、1、自由沉降與自由落體 自由沉降是指顆粒在沉降過程中不受流體中其它顆粒的干擾而進(jìn)行的沉降，但由于顆粒很小，所以不能忽略流體對(duì)顆粒產(chǎn)生的阻力；而自由落體是指密度較大體積也較大的物體的沉降，流體對(duì)物體產(chǎn)生的阻力與其本身的重力相比要小的多，所以自由落體不考慮流體對(duì)物體產(chǎn)生的阻力。 10/11/202254 2、沉降速度ut是當(dāng)顆粒在流體中沉降所受到的重力與浮力及阻力的合力為零時(shí)，顆粒作勻速沉降運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度。其值與流體及顆粒的密度、顆粒的直徑及流動(dòng)型態(tài)等因素有關(guān)，沉降速度是一個(gè)綜合特性。 3、用降塵室分離氣固相物系時(shí)，氣體在降塵室內(nèi)的速度不應(yīng)過高，一般應(yīng)保證氣體流動(dòng)的雷諾準(zhǔn)數(shù)值處于滯流區(qū)內(nèi)，以免干擾顆

17、粒的沉降或把下沉下來的顆粒重新?lián)P起。 10/11/202255 總之，重力沉降，降塵室結(jié)構(gòu)簡單，阻力小，但體積龐大，占地面積大，分離效率低，所以只適應(yīng)于分離顆粒粒度大于50m的顆粒。一般作為預(yù)除塵使用。而多層降塵室雖然能分離較細(xì)小地顆粒，而且占地面積省，但是清灰比較麻煩。10/11/202256 43 離心沉降 離心沉降：依靠慣性離心力的作用而實(shí)現(xiàn)的沉降過程稱為離心沉降。 431 離心沉降速度 一、離心沉降速度 顆粒作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，使其方向不斷改變的力稱為向心力Fc。顆粒的慣性卻使它脫離圓周軌道而沿切線方向飛出，這種慣性力就是離心力F。離心力的作用方向是沿旋轉(zhuǎn)半徑從圓心指向外周。10/11/20

18、2257 對(duì)于一定質(zhì)量為m的物體，其所受離心力的大小隨所在位置及轉(zhuǎn)速而變化。在距轉(zhuǎn)軸的距離為R，切向速度為uT的位置上，離心力F: 其中稱為離心加速度，又稱慣性離心力場(chǎng)強(qiáng)度。10/11/202258 顯然，ar不是常數(shù)，隨位置及切向速度而變化，其方向是沿旋轉(zhuǎn)半徑從圓心指向外周。而重力場(chǎng)強(qiáng)度即重力加速度g是不變的，其方向指向地心。 當(dāng)帶有顆粒的流體旋轉(zhuǎn)時(shí)，若顆粒的密度s大于流體的密度，則由于離心力的作用使顆粒穿過運(yùn)動(dòng)中的流體而飛出，亦即顆粒由于離心力的作用，在徑向上與流體產(chǎn)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)而遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心。10/11/202259 在運(yùn)動(dòng)過程中，顆粒受到三個(gè)力的作用：慣性離心力F、向心力Fc（與重力場(chǎng)

19、中的浮力相當(dāng)）及阻力Fd（與顆粒徑向運(yùn)動(dòng)方向相反，其方向沿半徑指向旋轉(zhuǎn)中心）。 當(dāng)三力達(dá)到平衡時(shí)，顆粒在徑向上相對(duì)于流體的速度即為顆粒在此位置上的離心沉降速度，用ur表示。（推導(dǎo)157）離心沉降速度計(jì)算通式10/11/202260 若顆粒與流體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)屬于滯流區(qū)，則 滯流時(shí)離心沉降速度計(jì)算式 10/11/202261二、分離因數(shù) 重力沉降速度：離心沉降速度：10/11/202262 在滯流區(qū)時(shí)： Kc是顆粒所在位置上的慣性離心力場(chǎng)強(qiáng)度與重力場(chǎng)強(qiáng)度之比，稱為離心分離因數(shù)。 Kc是離心分離設(shè)備的重要指標(biāo)，表示在相同條件下，離心沉降速度比重力沉降速度高出多少倍,一般在52500之間。10/11/2

20、02263432 離心沉降設(shè)備 一、旋風(fēng)分離器 旋風(fēng)分離器是利用慣性離心力的作用從氣流中分離出所含塵粒的設(shè)備。 旋風(fēng)分離器在工業(yè)上應(yīng)用已有近百年的歷史，具有結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉、操作方便、分離效率高等特點(diǎn)，目前仍是工業(yè)上常用的分離和除塵設(shè)備。10/11/202264 1、基本結(jié)構(gòu)：見右圖。它是一種最簡單的旋風(fēng)分離器，主要由進(jìn)氣管、上圓筒、下部的圓錐筒、中央升氣管組成。10/11/20226510/11/202266 2、操作原理：含塵氣體從進(jìn)氣管沿切向進(jìn)入，受圓筒壁的約束旋轉(zhuǎn)，做向下的螺旋運(yùn)動(dòng)，氣體中的粉塵隨氣體旋轉(zhuǎn)向下，同時(shí)在離心力的作用下向器壁移動(dòng)，沿器壁落下，沿錐底排入灰斗；氣體旋轉(zhuǎn)向下到

21、達(dá)圓錐底部附近時(shí)，轉(zhuǎn)入中央升氣管而旋轉(zhuǎn)向上，最后從頂部排出。 通常，將下行的螺旋形氣流稱為外旋流，上行的螺旋形氣流稱為內(nèi)旋流。內(nèi)、外旋流的旋轉(zhuǎn)方向相同。外旋流的上部是主要除塵區(qū)。動(dòng)畫10/11/202267 二、旋液分離器 旋液分離器用于從液體中分離出固體顆粒，其結(jié)構(gòu)和操作原理與旋風(fēng)分離器類似。 P166 圖31310/11/20226844 過濾 過濾是分離懸浮液最普遍、最有效的單元操作之一。通過過濾操作可獲得清凈的液體或固相產(chǎn)品。 與沉降分離相比，過濾操作可使懸浮液的分離更迅速更徹底。有時(shí)過濾是沉降的后繼操作，過濾也屬于機(jī)械分離操作。10/11/202269441 過濾操作的基本概念 一、

22、 過濾概念 過濾是指在外力作用下，利用可以讓液體通過而不能讓固體通過的多孔介質(zhì)，將懸浮液中的固體顆粒分離出來的單元操作。 1、濾漿：所處理的原始懸浮液稱為濾漿或料漿；2、濾液：通過多孔介質(zhì)的液體；3、濾餅：被截留在多孔介質(zhì)上的固體物質(zhì)；10/11/202270 4、過濾介質(zhì)：所用的可以讓液體通過而不能讓固體通過的多孔介質(zhì)。 過濾過程中所選用的過濾介質(zhì)應(yīng)依不同的情況有所不同。但對(duì)其基本的要求是具有適宜的孔徑、過濾阻力小，同時(shí)因過濾介質(zhì)是濾餅的支承物，應(yīng)具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和耐腐蝕性。 工業(yè)上常用的過濾介質(zhì)是棉麻或合成纖維的絲織物或金屬絲織成的金屬網(wǎng)，常稱為濾布。10/11/202271 動(dòng)畫 過濾

23、操作10/11/202272 二、過濾目的: 從懸浮液中分離出固體顆粒，從而獲得清凈的液體或固相產(chǎn)品。三、過濾原理：在外力的作用下，懸浮液中的液體通過多孔介質(zhì)的孔道，而固體顆粒被截留下來，從而實(shí)現(xiàn)固、液分離。 四、過濾推動(dòng)力 為克服流體在過濾過程中通過過濾介質(zhì)和濾餅層的阻力，必須施加外力，可以是重力、離心力或壓強(qiáng)差，稱為過濾推動(dòng)力。由于流體所受的重力較小，所以一般重力過濾用于過濾阻力較小的場(chǎng)合?；どa(chǎn)上常用壓差作推動(dòng)力，壓差有可調(diào)性。10/11/202273 五、過濾方式 工業(yè)上的過濾方式基本上有兩種：濾餅過濾和深層過濾。 1、濾餅過濾：又稱餅層過濾。顆粒的尺寸大多都比過濾介質(zhì)的孔道的直徑大

24、，固體物質(zhì)積聚于介質(zhì)表面，形成濾餅層，濾液穿過濾餅層中的空隙流動(dòng)。所以又稱表面過濾。動(dòng)畫10/11/202274 過濾開始時(shí)，尺寸比介質(zhì)直徑小的顆粒會(huì)進(jìn)入介質(zhì)孔道之內(nèi)，隨液體進(jìn)入濾液，使濾液渾濁，但是顆粒會(huì)在孔道內(nèi)迅速地發(fā)生“架橋”現(xiàn)象，使小于孔道直徑的細(xì)小顆粒也能被攔截。10/11/202275“架橋”現(xiàn)象如圖 懸浮液濾液架橋現(xiàn)象10/11/202276 只有當(dāng)濾餅形成后，濾液才會(huì)變清，然后過濾才能有效地形成。在濾餅過濾中，真正發(fā)揮截?cái)r顆粒作用的是濾餅層而不是過濾介質(zhì)。 濾餅過濾適用于處理固體顆粒物含量比較大的懸浮液（固相體積 1）?；どa(chǎn)中的過濾多屬于這一種。 10/11/202277

25、2、深層過濾：又稱深床過濾。顆粒的尺寸比介質(zhì)的孔道的直徑小的多，但介質(zhì)的孔道彎曲細(xì)長，顆粒進(jìn)入到介質(zhì)的孔道后很容易被截住，更由于流體流過時(shí)所引起的擠壓與沖撞作用，顆粒緊附在孔道的壁面上（下圖），固體顆粒不形成濾餅，過濾在介質(zhì)內(nèi)部進(jìn)行。這種過濾稱為深層過濾。10/11/202278 深層過濾適用于生產(chǎn)能力大，而懸浮液中顆粒小，含量低（固相含量0.1%）的懸浮液，如自來水廠飲水的凈化及合成纖維紡絲液中除去極細(xì)的固體物質(zhì)等均屬于這種過濾。深層過濾10/11/202279 六、濾餅 濾餅是由濾漿中被截留下來的固體顆粒形成的固定床層，隨著過濾操作的進(jìn)行，濾餅的厚度會(huì)逐漸增厚，過濾阻力也會(huì)隨之增大。分為可

26、壓縮性濾餅與不可壓縮性濾餅。 1、可壓縮性濾餅：當(dāng)濾餅兩側(cè)的壓差增大時(shí)，顆粒的形狀和顆粒間的空隙都有明顯的變化，單位厚度濾餅的流體阻力隨壓差的加大而增大。這種濾餅稱為可壓縮性濾餅。 10/11/202280 2、不可壓縮性濾餅：當(dāng)濾餅兩側(cè)的壓差增大時(shí)，顆粒的形狀和顆粒間的空隙不發(fā)生明顯的變化，單位厚度濾餅的流體阻力可視作恒定的。這種濾餅稱為不可壓縮性濾餅。10/11/202281七、助濾劑 目的：防止過濾介質(zhì)孔道堵塞，或降低可壓縮性濾餅的過濾阻力。 助濾劑是一種堅(jiān)硬的粉狀或纖維狀的固體，能形成疏松結(jié)構(gòu)。 要求：作助濾劑的物質(zhì)應(yīng)能較好地懸浮于料液中，且顆粒大小合適；助濾劑中還不應(yīng)含有可溶于濾液的

27、物質(zhì)，以免污染濾液。常用于作助濾劑的物質(zhì)有硅藻土、珍珠巖粉、碳粉和石棉粉等。 注意：當(dāng)濾餅是產(chǎn)品時(shí)不能使用助濾劑。10/11/202282 442 恒壓過濾計(jì)算一、恒壓過濾方程式 1、恒壓過濾：過濾操作是在恒定的壓強(qiáng)差下進(jìn)行。 恒壓過濾是最常見的過濾方式，連續(xù)過濾機(jī)上進(jìn)行的過濾都是恒壓過濾，間歇過濾機(jī)上進(jìn)行的過濾也多數(shù)為恒壓過濾。 恒壓過濾時(shí)，濾餅不斷變厚，致使過濾阻力逐漸增加，但推動(dòng)力（壓差）恒定不變，所以過濾速率逐漸變小。10/11/202283 2、過濾速率：單位時(shí)間內(nèi)所獲得的濾液體積，稱為過濾速率，用表示，單位：m3/s。 過濾計(jì)算的目的，是要計(jì)算為獲得一定量的濾液（或?yàn)V餅）所需要的過濾時(shí)間。 3、恒壓過濾方程式： L濾餅厚度，m; V