超細(xì)分級(jí)與固液分離設(shè)備培訓(xùn)課件

超細(xì)分級(jí)與固液分離設(shè)備培訓(xùn)資料超細(xì)分級(jí)與固液分離設(shè)備培訓(xùn)資料

學(xué)習(xí)重點(diǎn)

1、超細(xì)分級(jí)原理

2、過(guò)濾基本概念

3、霧化器結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

學(xué)習(xí)重點(diǎn)1超細(xì)分級(jí)原理及設(shè)備1.1超細(xì)分級(jí)原理1.1.1離心分級(jí)

設(shè)顆粒在離心場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)速度為ut，角速度為ω，回轉(zhuǎn)半徑為r，則在Stokes沉降狀態(tài)下，顆粒所受離心力Fc和介質(zhì)阻力Fd分別為1超細(xì)分級(jí)原理及設(shè)備1.1超細(xì)分級(jí)原理1.1.1離心Fc與Fd方向相反，即指向回轉(zhuǎn)中心。當(dāng)Fc>Fd時(shí)，顆粒所受的合力方向向外，因而發(fā)生離心沉降；反之，當(dāng)Fc<Fd時(shí)，顆粒向內(nèi)運(yùn)動(dòng)。Fc與Fd方向相反，即指向回轉(zhuǎn)中心。當(dāng)Fc>1.1.2慣性分級(jí)1.1.2慣性分級(jí)1.1.3迅速分級(jí)

微細(xì)顆粒的巨大表面能使之具有強(qiáng)烈的聚附性。所謂迅速分級(jí)，即是采取適當(dāng)?shù)姆旨?jí)室，應(yīng)用恰當(dāng)?shù)牧鲌?chǎng)使微細(xì)顆粒尤其是臨界分級(jí)粒徑附近的顆粒一經(jīng)分散就立即離開(kāi)分級(jí)區(qū)，以避免由于它們?cè)诜旨?jí)區(qū)內(nèi)的濃度不斷增大而聚集。1.1.3迅速分級(jí)微細(xì)顆粒的巨大表面能使之具1.1.4超細(xì)分級(jí)要求

分級(jí)力場(chǎng)必須均勻穩(wěn)定、強(qiáng)有力。前者可保證避免分級(jí)力場(chǎng)中流場(chǎng)的紊亂，以提高分級(jí)精度，后者則有利于減小分級(jí)粒徑。被分級(jí)粉體進(jìn)入分級(jí)室之前要充分分散。1.1.4超細(xì)分級(jí)要求分級(jí)力場(chǎng)必須均勻穩(wěn)定、1.2干式分級(jí)和濕式分級(jí)1.2.1干式分級(jí)

干式分級(jí)多為氣力分級(jí)。氣力超細(xì)分級(jí)機(jī)的技術(shù)關(guān)鍵之一是分級(jí)室流場(chǎng)設(shè)計(jì)。理想的分級(jí)力場(chǎng)應(yīng)該具有分級(jí)力強(qiáng)、有較明顯的分級(jí)面、流場(chǎng)穩(wěn)定及分級(jí)迅速等性質(zhì)。1.2干式分級(jí)和濕式分級(jí)1.2.1干式分級(jí)

技術(shù)關(guān)鍵之二是分級(jí)前的預(yù)分散問(wèn)題。（1）機(jī)械分散方法技術(shù)關(guān)鍵之二是分級(jí)前的預(yù)分散問(wèn)題。超細(xì)分級(jí)與固液分離設(shè)備培訓(xùn)課件（2）化學(xué)分散方法表面活性劑存在問(wèn)題：A、是否會(huì)引起粉體性能變化？B、分散劑一般以液體形式加入，為達(dá)到均勻分散的效果，需增加機(jī)械攪拌裝置，因而增加了整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜程度。（2）化學(xué)分散方法1.2.2濕式分級(jí)

比干式分級(jí)相比，均勻分散效果較好，分級(jí)精度和分級(jí)效率也較高，尤其適用于與濕法粉磨（碎）設(shè)備的配套聯(lián)合使用。濕法分級(jí)難題在于需要將液體和固體再次進(jìn)行分離。而且容易出現(xiàn)結(jié)塊和板結(jié)現(xiàn)象，即二次團(tuán)聚現(xiàn)象。1.2.2濕式分級(jí)比干式分級(jí)相比，均勻分散效1.3射流分級(jí)機(jī)1.3射流分級(jí)機(jī)

射流分級(jí)機(jī)是基于附壁效應(yīng)原理(Coanda效應(yīng)，或稱(chēng)作康達(dá)效應(yīng)、柯恩達(dá)效應(yīng))研制而成。射流從噴嘴噴出，噴嘴的兩側(cè)壁面AB和CD與噴嘴中心線(xiàn)成一α角度，當(dāng)壁面到噴嘴的距離S1與S2不相等時(shí)(S1＜S2)，使主射流兩邊在同一時(shí)間卷吸到的外界流體不相等。顯然，距離大的一邊補(bǔ)充流體較為容易，而距離小的CD側(cè)補(bǔ)充到的流量較小。射流分級(jí)機(jī)是基于附壁效應(yīng)原理(Coanda效應(yīng)

為維持主射流的平衡，CD側(cè)卷吸速度必須加快以獲得足夠的流量，這樣勢(shì)必造成CD側(cè)的壓力低于AB側(cè)的壓力，在這一壓力差的作用下使射流向CD側(cè)偏轉(zhuǎn)，直到主射流完全貼附到CD壁穩(wěn)定為止，微細(xì)顆粒由于Coanda效應(yīng)而隨主氣流沿CD壁面運(yùn)動(dòng)，大顆粒由于離心力作用而被拋出，從而達(dá)到分級(jí)的目的。為維持主射流的平衡，CD側(cè)卷吸速度必須加快以獲超細(xì)分級(jí)與固液分離設(shè)備培訓(xùn)課件A、射流分級(jí)機(jī)集慣性分級(jí)、迅速分級(jí)和微細(xì)顆粒的附壁效應(yīng)于一身。B、射流場(chǎng)分為湍流自由射流區(qū)、附壁效應(yīng)、分級(jí)區(qū)三個(gè)區(qū)域。C、同時(shí)三產(chǎn)物分級(jí)，各級(jí)產(chǎn)品的粒度可通過(guò)改變分級(jí)刀刃角度調(diào)節(jié)。D、調(diào)節(jié)粗、中、細(xì)微粒出口的空氣抽吸壓力也可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)各級(jí)粉體粒度。E、分級(jí)精度高，分級(jí)粒徑0.5-50微米。主要特點(diǎn)A、射流分級(jí)機(jī)集慣性分級(jí)、迅速分級(jí)和微細(xì)顆粒的附壁效應(yīng)于一身1.4超細(xì)分級(jí)有關(guān)問(wèn)題1.4.1物料性質(zhì)易黏附的粉體—應(yīng)考慮必要的清理措施磨蝕性強(qiáng)的粉體—應(yīng)采用耐磨材料或加耐磨內(nèi)襯鐵污染嚴(yán)重的粉體—應(yīng)采用鐵絕緣內(nèi)襯靜電效應(yīng)—應(yīng)采取必要的防靜電措施有機(jī)粉體—應(yīng)考慮粉塵爆炸的隱患1.4超細(xì)分級(jí)有關(guān)問(wèn)題1.4.1物料性質(zhì)1.4.2粉體的預(yù)分散正確選擇分散劑1.4.3分級(jí)區(qū)流場(chǎng)應(yīng)具有強(qiáng)有力的分級(jí)能力、分級(jí)面清晰、分級(jí)迅速等特點(diǎn)；流場(chǎng)中流束應(yīng)各行其道，無(wú)相互干擾和影響。1.4.2粉體的預(yù)分散1.4.3分級(jí)區(qū)流場(chǎng)2固液分離設(shè)備2.1水力旋流器2.1.1構(gòu)造和原理2固液分離設(shè)備2.1水力旋流器2.1.1構(gòu)造和原理2.1.2切向速度

自由渦強(qiáng)制渦旋流器的工作情況接近于自由渦流，但在半徑小于溢流管處轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)制渦。2.1.2切向速度自由渦空氣芯：由于離心力的作用，液體被摔到邊緣，中心有一個(gè)處于負(fù)壓的空氣芯。空氣芯：由于離心力的作用，液體被摔到邊緣，中心有一個(gè)處于負(fù)壓伯努利方程？

Z+P/ρg+U2/2g=常數(shù)其中Z為液體落差，P為液體壓力，ρ為液體密度，g為重力加速度，U為流體流速。在流體靜力學(xué)中，把Z稱(chēng)為位壓頭，P/ρg成為靜壓頭，U2/2g稱(chēng)為動(dòng)壓頭，三者之和為總壓頭。其實(shí)際意義為：當(dāng)流體在系統(tǒng)中作穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，其具有能量守恒性，該能量守恒式即為伯努利方程。伯努利方程？2.1.3優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，無(wú)運(yùn)動(dòng)部件； 占地面積小，處理能力大； 設(shè)備費(fèi)用低； 有利于連續(xù)化、自動(dòng)化操作。缺點(diǎn)：液體進(jìn)口速度大，所以阻力大，磨損嚴(yán)重。2.1.3優(yōu)缺點(diǎn)：2.2過(guò)濾分離2.2過(guò)濾分離

過(guò)濾是利用某種多孔介質(zhì)對(duì)懸浮液進(jìn)行分離的操作。工作時(shí)，在外力作用下，懸浮液中的液體通過(guò)介質(zhì)的孔道流出，固體顆粒被截留，從而實(shí)現(xiàn)分離。一般將待過(guò)濾的懸浮液稱(chēng)為濾漿；所采用的多孔介質(zhì)稱(chēng)為過(guò)濾介質(zhì)；通過(guò)介質(zhì)孔道的液體稱(chēng)為濾液；被截留的固體物稱(chēng)為濾餅或?yàn)V渣。過(guò)濾是利用某種多孔介質(zhì)對(duì)懸浮液進(jìn)行分離的2.2.1基本概念（1）過(guò)濾介質(zhì)使濾液通過(guò)，截留固體顆粒并支撐濾餅的材料。要求其具有多孔性、耐腐蝕性及足夠的機(jī)械強(qiáng)度。工業(yè)常用的過(guò)濾介質(zhì)：織物介質(zhì)、多孔性固體、粒狀介質(zhì)。2.2.1基本概念織物介質(zhì)編制濾布濾網(wǎng)天然纖維：棉、毛、絲、麻化學(xué)纖維：聚氯乙烯、聚乙烯、聚酯纖維玻璃絲金屬絲特點(diǎn)：品種最多，用途最廣。織物介質(zhì)織物介質(zhì)編制濾布濾網(wǎng)天然纖維：棉、毛、絲、麻化學(xué)纖維：聚氯乙多孔性固體介質(zhì)多孔性陶瓷板多孔性塑料板多孔性金屬陶瓷板或管（由金屬粉末燒結(jié)而成）特點(diǎn)：能截流小到1—3μm的固體微粒。多孔性固體介質(zhì)多孔性陶瓷板堆積介質(zhì)由顆粒狀的細(xì)沙、石、炭屑等堆積而成的顆粒床層非編織纖維玻璃棉等的堆積層特點(diǎn)：用于處理含固體微粒少的懸浮液，如水的凈化。堆積介質(zhì)由顆粒狀的細(xì)沙、石、炭屑等堆積而成的顆粒床層懸浮液中固體微粒的含量及粒度介質(zhì)所能承受的溫度及其化學(xué)穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度等選擇過(guò)濾介質(zhì)時(shí)應(yīng)考慮的問(wèn)題懸浮液中固體微粒的含量及粒度選擇過(guò)濾介質(zhì)時(shí)應(yīng)考慮的問(wèn)題優(yōu)質(zhì)的過(guò)濾介質(zhì)所應(yīng)具備的特點(diǎn)濾液清潔，固相損失量小濾餅容易卸除過(guò)濾時(shí)間短過(guò)濾介質(zhì)不致因突然地或逐漸地堵塞而破壞過(guò)濾介質(zhì)再生容易優(yōu)質(zhì)的過(guò)濾介質(zhì)所應(yīng)具備的特點(diǎn)濾液清潔，固相損失量小

（2）濾餅的壓縮性及助濾劑

1）濾餅的壓縮性：受力不變形的顆粒形成的濾餅稱(chēng)不可壓縮性濾餅，反之則稱(chēng)為可壓縮性濾餅。2）助濾劑：減小過(guò)濾阻力、提高濾餅的剛性和孔隙率的惰性材料。

3）過(guò)濾推動(dòng)力|過(guò)濾介質(zhì)兩側(cè)的壓力差。

4）過(guò)濾速率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)的濾液體積。（2）濾餅的壓縮性及助濾劑（3）過(guò)濾方式分類(lèi)常壓過(guò)濾、加壓過(guò)濾、減壓過(guò)濾、離心過(guò)濾。（4）濾餅過(guò)濾與深層過(guò)濾

濾餅過(guò)濾懸浮液中的顆粒沉積在過(guò)濾介質(zhì)表面形成濾餅層，濾液穿過(guò)濾餅層中的空隙流動(dòng)叫做濾餅過(guò)濾。（3）過(guò)濾方式分類(lèi)（4）濾餅過(guò)濾與深層過(guò)濾濾餅過(guò)濾深層過(guò)濾固體顆粒不形成濾餅，而是沉積在過(guò)濾介質(zhì)內(nèi)部叫做深層過(guò)濾。用于去除直徑小于5μm的細(xì)小顆粒，過(guò)濾介質(zhì)要定期更換或清洗再生。深層過(guò)濾固體顆粒不形成濾餅，而是沉積在過(guò)濾介質(zhì)內(nèi)部叫做深2.2.2影響過(guò)濾速度的因素①濾漿的粘度粘度越大，過(guò)濾阻力越大，過(guò)濾速度越??；②濾餅厚度濾餅厚度越大，阻力越大，過(guò)濾速度越小。當(dāng)厚度達(dá)到一定程度會(huì)使過(guò)濾終止；2.2.2影響過(guò)濾速度的因素③濾餅性質(zhì)不可壓縮濾餅的顆粒堅(jiān)硬，濾液通過(guò)的流道不會(huì)因壓力的增大而變小，阻力基本保持不變，或隨過(guò)濾時(shí)間的持續(xù)阻力增加很慢，過(guò)濾速度基本隨壓力的升高按比例增大；小顆粒在較大壓力作用下會(huì)堵塞孔道，故過(guò)濾初期壓力不能太大，避免流道過(guò)早地堵塞。③濾餅性質(zhì)2.2.3過(guò)濾操作的方式

（1）恒壓過(guò)濾過(guò)濾操作是在恒定的壓差下進(jìn)行，稱(chēng)為恒壓過(guò)濾。恒壓過(guò)濾是最常用的過(guò)濾方式，過(guò)濾過(guò)程中，隨著餅層的不斷增厚，阻力增加大，因壓差不變，過(guò)濾速度將逐漸降低。2.2.3過(guò)濾操作的方式（1）恒壓過(guò)濾根據(jù)過(guò)濾基本方程式可推導(dǎo)出其計(jì)算式：

式中k是過(guò)濾常數(shù)，t是過(guò)濾時(shí)間。根據(jù)過(guò)濾基本方程式可推導(dǎo)出其計(jì)算式：（2）恒速過(guò)濾過(guò)濾操作在恒定的速度下進(jìn)行，稱(chēng)為恒速過(guò)濾。隨著過(guò)濾時(shí)間的持續(xù)，餅層厚度增加，阻力增大，過(guò)濾壓差隨時(shí)間的持續(xù)呈直線(xiàn)增長(zhǎng)。過(guò)濾設(shè)備的耐壓能力有限，壓力不能太高。對(duì)可壓縮濾餅，壓力的過(guò)度升高并不能使速度提高，相反會(huì)造成過(guò)濾終止。基本方程式為：V=wt（2）恒速過(guò)濾（3）先恒速后恒壓過(guò)濾這種過(guò)濾方式是開(kāi)始先以較低的速度進(jìn)行恒速過(guò)濾，以免壓力過(guò)早升高形成流道堵塞，當(dāng)壓力升高到給定值后再采用恒壓過(guò)濾。（3）先恒速后恒壓過(guò)濾

如圖，采用定量泵，過(guò)濾初期保持恒定速度，隨著時(shí)間的持續(xù)，泵出口壓力升高，若此壓力升至能使支路閥自動(dòng)開(kāi)啟的設(shè)定值時(shí)，支路打開(kāi)，部分濾漿返回泵入口，進(jìn)入壓濾機(jī)的濾漿減少，壓濾機(jī)入口壓力維持恒定，由此開(kāi)始恒壓過(guò)濾。

1.定量泵；2.支路閥；

3.壓濾機(jī)1如圖，采用定量泵，過(guò)濾初期保持恒定速度，2.3噴霧干燥器噴霧干燥利用霧化器將溶液、乳濁液、懸浮液或膏狀料液分裂成細(xì)小霧狀液滴，在其下落過(guò)程中，與熱氣體(空氣、氮?dú)饣蜻^(guò)熱水蒸氣)接觸進(jìn)行傳熱傳質(zhì)，瞬間將大部分水分除去而成為粉末狀或顆粒狀的產(chǎn)品。2.3噴霧干燥器噴霧干燥利用霧化器將溶液、乳濁液、懸浮液或2.3.1噴霧干燥器的特點(diǎn)

(1)優(yōu)點(diǎn)：

a)干燥過(guò)程非常迅速。霧滴直徑10~200μm，瞬間可蒸發(fā)95~98%的水分，時(shí)間僅需5~40s左右。

b)干燥過(guò)程中液滴的溫度低，產(chǎn)品質(zhì)量較好。50℃~60℃。

c)產(chǎn)品具有良好的溶解性、流動(dòng)性和分散性。

d)生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)化，操作控制方便。

e)制品純度高。

f)適宜于連續(xù)化大規(guī)模生產(chǎn)。

2.3.1噴霧干燥器的特點(diǎn)(2)缺點(diǎn)：

a)設(shè)備比較復(fù)雜，一次性投資較大。b)廢氣夾帶的微粉，需要一套高效的分離裝置，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、費(fèi)用較貴。c)因設(shè)備龐大，且衛(wèi)生條件要求高，設(shè)備清理工作量大。d)設(shè)備的熱效率不高，熱消耗大，熱效率約30%~40%，動(dòng)力消耗大。(2)缺點(diǎn)：2.3.2噴霧干燥器主要結(jié)構(gòu)噴霧干燥設(shè)備主要包括原料液供給系統(tǒng)、空氣加熱系統(tǒng)、干燥系統(tǒng)、氣固分離系統(tǒng)及控制系統(tǒng)。干燥系統(tǒng)是噴霧干燥設(shè)備的關(guān)鍵，包括霧化器、干燥室等，霧化器使料液分裂成霧滴，干燥室是料液與空氣進(jìn)行傳熱傳質(zhì)的重要場(chǎng)所。2.3.2噴霧干燥器主要結(jié)構(gòu)（1）霧化器霧化器是噴霧干燥的關(guān)鍵部件，霧滴平均直徑一般為Φ20~60μm。噴霧干燥中使用的霧化器分為壓力式、離心式和氣流式。

1）壓力式霧化器壓力式霧化器俗稱(chēng)壓力噴嘴，液體在高壓作用下通過(guò)噴嘴時(shí)，因噴嘴結(jié)構(gòu)形成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，最后經(jīng)噴嘴孔高速?lài)姵龆混F化。（1）霧化器

當(dāng)噴嘴孔為細(xì)直孔時(shí)，隨著壓力增加，液體流出狀態(tài)的演變過(guò)程如下圖。由高壓泵供來(lái)的高壓(2~20MPa)液體，經(jīng)噴嘴作用后，部分勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能使液體呈現(xiàn)強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)噴嘴孔為細(xì)直孔時(shí)，隨著壓力增加，液體

壓力霧化器優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，維修、更換方便；動(dòng)力消耗較??；改變噴嘴的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可獲得到不同的霧化效果。缺點(diǎn)：生產(chǎn)過(guò)程中流量及操作壓力無(wú)法單獨(dú)調(diào)節(jié)，否則會(huì)影響霧化質(zhì)量。噴嘴孔徑很小，一般在φ1mm以下，極易堵塞，不適于高粘度料液。噴嘴易磨損，需經(jīng)常更換。壓力霧化器優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，2）離心式霧化器離心式霧化器是液體在流經(jīng)高速旋轉(zhuǎn)盤(pán)內(nèi)腔或表面時(shí)因獲得的離心力而被霧化。當(dāng)料液被送至高速旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)上后，在自身慣性力離心力和重力作用下得到加速而分離霧化，其中離心力遠(yuǎn)大于重力，稱(chēng)為離心霧化；液體和周?chē)諝饨佑|面處的摩擦力作用，促使形成液滴，稱(chēng)為速度霧化。這兩種霧化同時(shí)存在，隨著料液量和霧化器轉(zhuǎn)速的增大，順序發(fā)生直接分裂成液滴、絲狀割裂成液滴和膜狀分裂成液滴三種霧化形式。2）離心式霧化器超細(xì)分級(jí)與固液分離設(shè)備培訓(xùn)課件

液滴大小和噴霧的均勻性，主要取決于旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)的圓周速度和液膜厚度。液膜厚度與溶液的性質(zhì)、處理量有關(guān)；圓盤(pán)的圓周速度較小(小于50m/s)時(shí)，噴霧不均勻性隨圓盤(pán)轉(zhuǎn)速的增加而減小，圓盤(pán)圓周速度大于60m/s時(shí)，就能克服不均勻性。要得到均勻的液滴，需要滿(mǎn)足下列5個(gè)條件：霧化輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)無(wú)振動(dòng)；旋轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)速要高；液體通道表面光滑；料液在流體通道上均勻分布；均勻的進(jìn)料速度。離心霧化器的液料通道大，不易堵塞；對(duì)料液的適應(yīng)性強(qiáng)，高粘度、高濃度的液料均可；操作彈性大。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高。液滴大小和噴霧的均勻性，主要取決于旋轉(zhuǎn)圖1光滑圓盤(pán)(a)平板型(b)盤(pán)型(c)碗型(d)杯型圖2多葉圓盤(pán)1－盤(pán)蓋2－鉚釘3－圓盤(pán)圖1光滑圓盤(pán)圖2多葉圓盤(pán)3）氣流式霧化器利用蒸汽或壓縮空氣的高速運(yùn)動(dòng)(一般為200~300m/s)使料液在噴嘴出口處相遇而產(chǎn)生液膜分裂而霧化。由于料液速度不大，而氣流速度很高，兩種流體存在著相當(dāng)高的相對(duì)速度，液膜被拉成絲狀，然后分裂成細(xì)小的霧滴。霧滴的大小取決于相對(duì)速度和料液的速度，相對(duì)速度越高，霧滴越細(xì)，粘度越大，霧滴增大。增加氣液的重量比，可得到均勻的霧滴；在一定范圍內(nèi)，液體出口愈大，霧滴也愈細(xì)；液滴的直徑還隨氣體粘度的減小或氣體重度的增加而減少。3）氣流式霧化器

氣流式霧化器噴嘴結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，磨損小；對(duì)于低粘度或高粘度料液(包括濾餅在內(nèi))，特別是含有少量雜質(zhì)的物料，均可霧化，適用范圍廣；所得霧滴較細(xì)；噴嘴操作彈性大，處理量有一定伸縮性，且調(diào)節(jié)氣液比可控制霧滴大小，也就控制了成品粒度；動(dòng)力消耗大，為離心式霧化器的5-8倍。

氣流式霧化器噴嘴結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，磨損?。粚?duì)于低圖3內(nèi)混合噴嘴1.液體通道2.混合室3.噴出口4.氣體通道5.導(dǎo)向葉片圖3內(nèi)混合噴嘴

氣流式霧化器具有并流操作的特點(diǎn)，適用于熱敏性物料的干燥。這種流向顯著地延長(zhǎng)了顆粒在塔內(nèi)的停留時(shí)間，可降低塔的高度。操作時(shí)，要防止要顆粒返回區(qū)域產(chǎn)生嚴(yán)重的粘壁現(xiàn)象。氣流式霧化器具有并流操作的特點(diǎn)，適用于熱敏性物（2）熱風(fēng)分配器噴霧干燥技術(shù)之一就是液滴和熱風(fēng)間的有效混合，其主要影響因素是各種霧化器噴霧軌跡、熱風(fēng)導(dǎo)入形式，而熱風(fēng)導(dǎo)入形式與熱風(fēng)分配器有關(guān)。熱風(fēng)分配器應(yīng)能夠使熱風(fēng)均勻地與液滴接觸，防止氣流在塔內(nèi)形成渦流以避免或盡量減少粘壁現(xiàn)象。（2）熱風(fēng)分配器

熱風(fēng)分配器形成的熱風(fēng)呈與干燥塔軸線(xiàn)平行的直線(xiàn)流動(dòng)，熱風(fēng)流動(dòng)速度均勻，所用熱風(fēng)分配器一般為平面孔板和直導(dǎo)板結(jié)構(gòu)（圖4），開(kāi)孔率20～40％，氣流速度在0.4m/s以下。這種熱風(fēng)氣流使得物料粘壁現(xiàn)象不易發(fā)生，但為保證足夠的干燥時(shí)間，要求干燥塔高度較大。熱風(fēng)分配器形成的熱風(fēng)呈與干燥塔軸線(xiàn)平行的圖4熱風(fēng)分配器(a)安裝形式(b)分配孔板(c)分配直導(dǎo)板1.分配孔板2.霧化器3.塔體4.直導(dǎo)板圖4熱風(fēng)分配器噴炬？液滴從霧化盤(pán)甩出后，在干燥塔的橫截面上形成噴炬，其大小對(duì)確定干燥塔的直徑具有重要意義。

P274噴炬？

學(xué)習(xí)重點(diǎn)

1、超細(xì)分級(jí)原理

2、過(guò)濾基本概念

3、霧化器結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

學(xué)習(xí)重點(diǎn)超細(xì)分級(jí)與固液分離設(shè)備培訓(xùn)資料超細(xì)分級(jí)與固液分離設(shè)備培訓(xùn)資料

學(xué)習(xí)重點(diǎn)

1、超細(xì)分級(jí)原理

2、過(guò)濾基本概念

3、霧化器結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

學(xué)習(xí)重點(diǎn)1超細(xì)分級(jí)原理及設(shè)備1.1超細(xì)分級(jí)原理1.1.1離心分級(jí)

設(shè)顆粒在離心場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)速度為ut，角速度為ω，回轉(zhuǎn)半徑為r，則在Stokes沉降狀態(tài)下，顆粒所受離心力Fc和介質(zhì)阻力Fd分別為1超細(xì)分級(jí)原理及設(shè)備1.1超細(xì)分級(jí)原理1.1.1離心Fc與Fd方向相反，即指向回轉(zhuǎn)中心。當(dāng)Fc>Fd時(shí)，顆粒所受的合力方向向外，因而發(fā)生離心沉降；反之，當(dāng)Fc<Fd時(shí)，顆粒向內(nèi)運(yùn)動(dòng)。Fc與Fd方向相反，即指向回轉(zhuǎn)中心。當(dāng)Fc>1.1.2慣性分級(jí)1.1.2慣性分級(jí)1.1.3迅速分級(jí)

微細(xì)顆粒的巨大表面能使之具有強(qiáng)烈的聚附性。所謂迅速分級(jí)，即是采取適當(dāng)?shù)姆旨?jí)室，應(yīng)用恰當(dāng)?shù)牧鲌?chǎng)使微細(xì)顆粒尤其是臨界分級(jí)粒徑附近的顆粒一經(jīng)分散就立即離開(kāi)分級(jí)區(qū)，以避免由于它們?cè)诜旨?jí)區(qū)內(nèi)的濃度不斷增大而聚集。1.1.3迅速分級(jí)微細(xì)顆粒的巨大表面能使之具1.1.4超細(xì)分級(jí)要求

分級(jí)力場(chǎng)必須均勻穩(wěn)定、強(qiáng)有力。前者可保證避免分級(jí)力場(chǎng)中流場(chǎng)的紊亂，以提高分級(jí)精度，后者則有利于減小分級(jí)粒徑。被分級(jí)粉體進(jìn)入分級(jí)室之前要充分分散。1.1.4超細(xì)分級(jí)要求分級(jí)力場(chǎng)必須均勻穩(wěn)定、1.2干式分級(jí)和濕式分級(jí)1.2.1干式分級(jí)

干式分級(jí)多為氣力分級(jí)。氣力超細(xì)分級(jí)機(jī)的技術(shù)關(guān)鍵之一是分級(jí)室流場(chǎng)設(shè)計(jì)。理想的分級(jí)力場(chǎng)應(yīng)該具有分級(jí)力強(qiáng)、有較明顯的分級(jí)面、流場(chǎng)穩(wěn)定及分級(jí)迅速等性質(zhì)。1.2干式分級(jí)和濕式分級(jí)1.2.1干式分級(jí)

技術(shù)關(guān)鍵之二是分級(jí)前的預(yù)分散問(wèn)題。（1）機(jī)械分散方法技術(shù)關(guān)鍵之二是分級(jí)前的預(yù)分散問(wèn)題。超細(xì)分級(jí)與固液分離設(shè)備培訓(xùn)課件（2）化學(xué)分散方法表面活性劑存在問(wèn)題：A、是否會(huì)引起粉體性能變化？B、分散劑一般以液體形式加入，為達(dá)到均勻分散的效果，需增加機(jī)械攪拌裝置，因而增加了整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜程度。（2）化學(xué)分散方法1.2.2濕式分級(jí)

比干式分級(jí)相比，均勻分散效果較好，分級(jí)精度和分級(jí)效率也較高，尤其適用于與濕法粉磨（碎）設(shè)備的配套聯(lián)合使用。濕法分級(jí)難題在于需要將液體和固體再次進(jìn)行分離。而且容易出現(xiàn)結(jié)塊和板結(jié)現(xiàn)象，即二次團(tuán)聚現(xiàn)象。1.2.2濕式分級(jí)比干式分級(jí)相比，均勻分散效1.3射流分級(jí)機(jī)1.3射流分級(jí)機(jī)

射流分級(jí)機(jī)是基于附壁效應(yīng)原理(Coanda效應(yīng)，或稱(chēng)作康達(dá)效應(yīng)、柯恩達(dá)效應(yīng))研制而成。射流從噴嘴噴出，噴嘴的兩側(cè)壁面AB和CD與噴嘴中心線(xiàn)成一α角度，當(dāng)壁面到噴嘴的距離S1與S2不相等時(shí)(S1＜S2)，使主射流兩邊在同一時(shí)間卷吸到的外界流體不相等。顯然，距離大的一邊補(bǔ)充流體較為容易，而距離小的CD側(cè)補(bǔ)充到的流量較小。射流分級(jí)機(jī)是基于附壁效應(yīng)原理(Coanda效應(yīng)

為維持主射流的平衡，CD側(cè)卷吸速度必須加快以獲得足夠的流量，這樣勢(shì)必造成CD側(cè)的壓力低于AB側(cè)的壓力，在這一壓力差的作用下使射流向CD側(cè)偏轉(zhuǎn)，直到主射流完全貼附到CD壁穩(wěn)定為止，微細(xì)顆粒由于Coanda效應(yīng)而隨主氣流沿CD壁面運(yùn)動(dòng)，大顆粒由于離心力作用而被拋出，從而達(dá)到分級(jí)的目的。為維持主射流的平衡，CD側(cè)卷吸速度必須加快以獲超細(xì)分級(jí)與固液分離設(shè)備培訓(xùn)課件A、射流分級(jí)機(jī)集慣性分級(jí)、迅速分級(jí)和微細(xì)顆粒的附壁效應(yīng)于一身。B、射流場(chǎng)分為湍流自由射流區(qū)、附壁效應(yīng)、分級(jí)區(qū)三個(gè)區(qū)域。C、同時(shí)三產(chǎn)物分級(jí)，各級(jí)產(chǎn)品的粒度可通過(guò)改變分級(jí)刀刃角度調(diào)節(jié)。D、調(diào)節(jié)粗、中、細(xì)微粒出口的空氣抽吸壓力也可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)各級(jí)粉體粒度。E、分級(jí)精度高，分級(jí)粒徑0.5-50微米。主要特點(diǎn)A、射流分級(jí)機(jī)集慣性分級(jí)、迅速分級(jí)和微細(xì)顆粒的附壁效應(yīng)于一身1.4超細(xì)分級(jí)有關(guān)問(wèn)題1.4.1物料性質(zhì)易黏附的粉體—應(yīng)考慮必要的清理措施磨蝕性強(qiáng)的粉體—應(yīng)采用耐磨材料或加耐磨內(nèi)襯鐵污染嚴(yán)重的粉體—應(yīng)采用鐵絕緣內(nèi)襯靜電效應(yīng)—應(yīng)采取必要的防靜電措施有機(jī)粉體—應(yīng)考慮粉塵爆炸的隱患1.4超細(xì)分級(jí)有關(guān)問(wèn)題1.4.1物料性質(zhì)1.4.2粉體的預(yù)分散正確選擇分散劑1.4.3分級(jí)區(qū)流場(chǎng)應(yīng)具有強(qiáng)有力的分級(jí)能力、分級(jí)面清晰、分級(jí)迅速等特點(diǎn)；流場(chǎng)中流束應(yīng)各行其道，無(wú)相互干擾和影響。1.4.2粉體的預(yù)分散1.4.3分級(jí)區(qū)流場(chǎng)2固液分離設(shè)備2.1水力旋流器2.1.1構(gòu)造和原理2固液分離設(shè)備2.1水力旋流器2.1.1構(gòu)造和原理2.1.2切向速度

自由渦強(qiáng)制渦旋流器的工作情況接近于自由渦流，但在半徑小于溢流管處轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)制渦。2.1.2切向速度自由渦空氣芯：由于離心力的作用，液體被摔到邊緣，中心有一個(gè)處于負(fù)壓的空氣芯?？諝庑荆河捎陔x心力的作用，液體被摔到邊緣，中心有一個(gè)處于負(fù)壓伯努利方程？

Z+P/ρg+U2/2g=常數(shù)其中Z為液體落差，P為液體壓力，ρ為液體密度，g為重力加速度，U為流體流速。在流體靜力學(xué)中，把Z稱(chēng)為位壓頭，P/ρg成為靜壓頭，U2/2g稱(chēng)為動(dòng)壓頭，三者之和為總壓頭。其實(shí)際意義為：當(dāng)流體在系統(tǒng)中作穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，其具有能量守恒性，該能量守恒式即為伯努利方程。伯努利方程？2.1.3優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，無(wú)運(yùn)動(dòng)部件； 占地面積小，處理能力大； 設(shè)備費(fèi)用低； 有利于連續(xù)化、自動(dòng)化操作。缺點(diǎn)：液體進(jìn)口速度大，所以阻力大，磨損嚴(yán)重。2.1.3優(yōu)缺點(diǎn)：2.2過(guò)濾分離2.2過(guò)濾分離

過(guò)濾是利用某種多孔介質(zhì)對(duì)懸浮液進(jìn)行分離的操作。工作時(shí)，在外力作用下，懸浮液中的液體通過(guò)介質(zhì)的孔道流出，固體顆粒被截留，從而實(shí)現(xiàn)分離。一般將待過(guò)濾的懸浮液稱(chēng)為濾漿；所采用的多孔介質(zhì)稱(chēng)為過(guò)濾介質(zhì)；通過(guò)介質(zhì)孔道的液體稱(chēng)為濾液；被截留的固體物稱(chēng)為濾餅或?yàn)V渣。過(guò)濾是利用某種多孔介質(zhì)對(duì)懸浮液進(jìn)行分離的2.2.1基本概念（1）過(guò)濾介質(zhì)使濾液通過(guò)，截留固體顆粒并支撐濾餅的材料。要求其具有多孔性、耐腐蝕性及足夠的機(jī)械強(qiáng)度。工業(yè)常用的過(guò)濾介質(zhì)：織物介質(zhì)、多孔性固體、粒狀介質(zhì)。2.2.1基本概念織物介質(zhì)編制濾布濾網(wǎng)天然纖維：棉、毛、絲、麻化學(xué)纖維：聚氯乙烯、聚乙烯、聚酯纖維玻璃絲金屬絲特點(diǎn)：品種最多，用途最廣。織物介質(zhì)織物介質(zhì)編制濾布濾網(wǎng)天然纖維：棉、毛、絲、麻化學(xué)纖維：聚氯乙多孔性固體介質(zhì)多孔性陶瓷板多孔性塑料板多孔性金屬陶瓷板或管（由金屬粉末燒結(jié)而成）特點(diǎn)：能截流小到1—3μm的固體微粒。多孔性固體介質(zhì)多孔性陶瓷板堆積介質(zhì)由顆粒狀的細(xì)沙、石、炭屑等堆積而成的顆粒床層非編織纖維玻璃棉等的堆積層特點(diǎn)：用于處理含固體微粒少的懸浮液，如水的凈化。堆積介質(zhì)由顆粒狀的細(xì)沙、石、炭屑等堆積而成的顆粒床層懸浮液中固體微粒的含量及粒度介質(zhì)所能承受的溫度及其化學(xué)穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度等選擇過(guò)濾介質(zhì)時(shí)應(yīng)考慮的問(wèn)題懸浮液中固體微粒的含量及粒度選擇過(guò)濾介質(zhì)時(shí)應(yīng)考慮的問(wèn)題優(yōu)質(zhì)的過(guò)濾介質(zhì)所應(yīng)具備的特點(diǎn)濾液清潔，固相損失量小濾餅容易卸除過(guò)濾時(shí)間短過(guò)濾介質(zhì)不致因突然地或逐漸地堵塞而破壞過(guò)濾介質(zhì)再生容易優(yōu)質(zhì)的過(guò)濾介質(zhì)所應(yīng)具備的特點(diǎn)濾液清潔，固相損失量小

（2）濾餅的壓縮性及助濾劑

1）濾餅的壓縮性：受力不變形的顆粒形成的濾餅稱(chēng)不可壓縮性濾餅，反之則稱(chēng)為可壓縮性濾餅。2）助濾劑：減小過(guò)濾阻力、提高濾餅的剛性和孔隙率的惰性材料。

3）過(guò)濾推動(dòng)力|過(guò)濾介質(zhì)兩側(cè)的壓力差。

4）過(guò)濾速率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)的濾液體積。（2）濾餅的壓縮性及助濾劑（3）過(guò)濾方式分類(lèi)常壓過(guò)濾、加壓過(guò)濾、減壓過(guò)濾、離心過(guò)濾。（4）濾餅過(guò)濾與深層過(guò)濾

濾餅過(guò)濾懸浮液中的顆粒沉積在過(guò)濾介質(zhì)表面形成濾餅層，濾液穿過(guò)濾餅層中的空隙流動(dòng)叫做濾餅過(guò)濾。（3）過(guò)濾方式分類(lèi)（4）濾餅過(guò)濾與深層過(guò)濾濾餅過(guò)濾深層過(guò)濾固體顆粒不形成濾餅，而是沉積在過(guò)濾介質(zhì)內(nèi)部叫做深層過(guò)濾。用于去除直徑小于5μm的細(xì)小顆粒，過(guò)濾介質(zhì)要定期更換或清洗再生。深層過(guò)濾固體顆粒不形成濾餅，而是沉積在過(guò)濾介質(zhì)內(nèi)部叫做深2.2.2影響過(guò)濾速度的因素①濾漿的粘度粘度越大，過(guò)濾阻力越大，過(guò)濾速度越??；②濾餅厚度濾餅厚度越大，阻力越大，過(guò)濾速度越小。當(dāng)厚度達(dá)到一定程度會(huì)使過(guò)濾終止；2.2.2影響過(guò)濾速度的因素③濾餅性質(zhì)不可壓縮濾餅的顆粒堅(jiān)硬，濾液通過(guò)的流道不會(huì)因壓力的增大而變小，阻力基本保持不變，或隨過(guò)濾時(shí)間的持續(xù)阻力增加很慢，過(guò)濾速度基本隨壓力的升高按比例增大；小顆粒在較大壓力作用下會(huì)堵塞孔道，故過(guò)濾初期壓力不能太大，避免流道過(guò)早地堵塞。③濾餅性質(zhì)2.2.3過(guò)濾操作的方式

（1）恒壓過(guò)濾過(guò)濾操作是在恒定的壓差下進(jìn)行，稱(chēng)為恒壓過(guò)濾。恒壓過(guò)濾是最常用的過(guò)濾方式，過(guò)濾過(guò)程中，隨著餅層的不斷增厚，阻力增加大，因壓差不變，過(guò)濾速度將逐漸降低。2.2.3過(guò)濾操作的方式（1）恒壓過(guò)濾根據(jù)過(guò)濾基本方程式可推導(dǎo)出其計(jì)算式：

式中k是過(guò)濾常數(shù)，t是過(guò)濾時(shí)間。根據(jù)過(guò)濾基本方程式可推導(dǎo)出其計(jì)算式：（2）恒速過(guò)濾過(guò)濾操作在恒定的速度下進(jìn)行，稱(chēng)為恒速過(guò)濾。隨著過(guò)濾時(shí)間的持續(xù)，餅層厚度增加，阻力增大，過(guò)濾壓差隨時(shí)間的持續(xù)呈直線(xiàn)增長(zhǎng)。過(guò)濾設(shè)備的耐壓能力有限，壓力不能太高。對(duì)可壓縮濾餅，壓力的過(guò)度升高并不能使速度提高，相反會(huì)造成過(guò)濾終止?；痉匠淌綖椋篤=wt（2）恒速過(guò)濾（3）先恒速后恒壓過(guò)濾這種過(guò)濾方式是開(kāi)始先以較低的速度進(jìn)行恒速過(guò)濾，以免壓力過(guò)早升高形成流道堵塞，當(dāng)壓力升高到給定值后再采用恒壓過(guò)濾。（3）先恒速后恒壓過(guò)濾

如圖，采用定量泵，過(guò)濾初期保持恒定速度，隨著時(shí)間的持續(xù)，泵出口壓力升高，若此壓力升至能使支路閥自動(dòng)開(kāi)啟的設(shè)定值時(shí)，支路打開(kāi)，部分濾漿返回泵入口，進(jìn)入壓濾機(jī)的濾漿減少，壓濾機(jī)入口壓力維持恒定，由此開(kāi)始恒壓過(guò)濾。

1.定量泵；2.支路閥；

3.壓濾機(jī)1如圖，采用定量泵，過(guò)濾初期保持恒定速度，2.3噴霧干燥器噴霧干燥利用霧化器將溶液、乳濁液、懸浮液或膏狀料液分裂成細(xì)小霧狀液滴，在其下落過(guò)程中，與熱氣體(空氣、氮?dú)饣蜻^(guò)熱水蒸氣)接觸進(jìn)行傳熱傳質(zhì)，瞬間將大部分水分除去而成為粉末狀或顆粒狀的產(chǎn)品。2.3噴霧干燥器噴霧干燥利用霧化器將溶液、乳濁液、懸浮液或2.3.1噴霧干燥器的特點(diǎn)

(1)優(yōu)點(diǎn)：

a)干燥過(guò)程非常迅速。霧滴直徑10~200μm，瞬間可蒸發(fā)95~98%的水分，時(shí)間僅需5~40s左右。

b)干燥過(guò)程中液滴的溫度低，產(chǎn)品質(zhì)量較好。50℃~60℃。

c)產(chǎn)品具有良好的溶解性、流動(dòng)性和分散性。

d)生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)化，操作控制方便。

e)制品純度高。

f)適宜于連續(xù)化大規(guī)模生產(chǎn)。

2.3.1噴霧干燥器的特點(diǎn)(2)缺點(diǎn)：

a)設(shè)備比較復(fù)雜，一次性投資較大。b)廢氣夾帶的微粉，需要一套高效的分離裝置，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、費(fèi)用較貴。c)因設(shè)備龐大，且衛(wèi)生條件要求高，設(shè)備清理工作量大。d)設(shè)備的熱效率不高，熱消耗大，熱效率約30%~40%，動(dòng)力消耗大。(2)缺點(diǎn)：2.3.2噴霧干燥器主要結(jié)構(gòu)噴霧干燥設(shè)備主要包括原料液供給系統(tǒng)、空氣加熱系統(tǒng)、干燥系統(tǒng)、氣固分離系統(tǒng)及控制系統(tǒng)。干燥系統(tǒng)是噴霧干燥設(shè)備的關(guān)鍵，包括霧化器、干燥室等，霧化器使料液分裂成霧滴，干燥室是料液與空氣進(jìn)行傳熱傳質(zhì)的重要場(chǎng)所。2.3.2噴霧干燥器主要結(jié)構(gòu)（1）霧化器霧化器是噴霧干燥的關(guān)鍵部件，霧滴平均直徑一般為Φ20~60μm。噴霧干燥中使用的霧化器分為壓力式、離心式和氣流式。

1）壓力式霧化器壓力式霧化器俗稱(chēng)壓力噴嘴，液體在高壓作用下通過(guò)噴嘴時(shí)，因噴嘴結(jié)構(gòu)形成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，最后經(jīng)噴嘴孔高速?lài)姵龆混F化。（1）霧化器

當(dāng)噴嘴孔為細(xì)直孔時(shí)，隨著壓力增加，液體流出狀態(tài)的演變過(guò)程如下圖。由高壓泵供來(lái)的高壓(2~20MPa)液體，經(jīng)噴嘴作用后，部分勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能使液體呈現(xiàn)強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)噴嘴孔為細(xì)直孔時(shí)，隨著壓力增加，液體

壓力霧化器優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，維修、更換方便；動(dòng)力消耗較??；改變噴嘴的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可獲得到不同的霧化效果。缺點(diǎn)：生產(chǎn)過(guò)程中流量及操作壓力無(wú)法單獨(dú)調(diào)節(jié)，否則會(huì)影響霧化質(zhì)量。噴嘴孔徑很小，一般在φ1mm以下，極易堵塞，不適于高粘度料液。噴嘴易磨損，需經(jīng)常更換。壓力霧化器優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，2）離心式霧化器離心式霧化器是液體在流經(jīng)高速旋轉(zhuǎn)盤(pán)內(nèi)腔或表面時(shí)因獲得的離心力而被霧化。當(dāng)料液被送至高速旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)上后，在自身慣性力離心力和重力作用下得到加速而分離霧化，其中離心力遠(yuǎn)大于重力，稱(chēng)為離心霧化；液體和周?chē)諝饨佑|面處的摩擦力作用，促使形成液滴，稱(chēng)為速度霧化。這兩種霧化同時(shí)存在，隨著料液量和霧化器轉(zhuǎn)速的增大，順序發(fā)生直接分裂成液滴、絲狀割裂成液滴和膜狀分裂成液滴三種霧化形式。2）離心式霧化器超細(xì)分級(jí)與固液分離設(shè)備培訓(xùn)課件

液滴大小和噴霧的均勻性，主要取決于旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)的圓周速度