制劑技術(shù)第三章沉降過(guò)濾1課件

第三章沉降、過(guò)濾與空氣凈化西安醫(yī)學(xué)院藥劑教研室第三章沉降、過(guò)濾與空氣凈化西安醫(yī)學(xué)院藥劑教研室混合物

均相混合物

非均相混合物

物系內(nèi)部各處物料性質(zhì)均勻而且不存在相界面的混合物。例如：互溶溶液及混合氣體

物系內(nèi)部有隔開(kāi)兩相的界面存在且界面兩側(cè)的物料性質(zhì)截然不同的混合物。例如固體顆粒和氣體構(gòu)成的含塵氣體固體顆粒和液體構(gòu)成的懸浮液

不互溶液體構(gòu)成的乳濁液

液體顆粒和氣體構(gòu)成的含霧氣體混合物均相混合物非均相混合物物系內(nèi)部各處物料性質(zhì)均勻而非均相物系

分散相(分散物質(zhì))

處于分散狀態(tài)的物質(zhì)如：分散于流體中的固體顆粒、液滴或氣泡連續(xù)相(分散相介質(zhì))

包圍著分散相物質(zhì)且處于連續(xù)狀態(tài)的流體如：氣態(tài)非均相物系中的氣體液態(tài)非均相物系中的連續(xù)液體

分離機(jī)械分離

沉降

過(guò)濾不同的物理性質(zhì)

連續(xù)相與分散相發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方式

分散相和連續(xù)相

非均相物系分散相處于分散狀態(tài)的物質(zhì)連續(xù)相包圍著分散相物第一節(jié)沉降一、概述定義：沉降是指在某種力的作用下，流體與顆粒間由于密度差異產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而致分離的過(guò)程。沉降力場(chǎng)：重力、離心力。沉降操作分類(lèi)：重力沉降：離心沉降：由地球引力作用而產(chǎn)生的顆粒沉降。一般用于分離氣固混合物、混懸液。常用設(shè)備：降塵室、沉降槽、分級(jí)器等由慣性離心力作用產(chǎn)生的顆粒沉降。一般用于分離氣固混合物、混懸液、乳濁液。設(shè)備：旋風(fēng)分離器、旋液分離器、碟片式離心機(jī)、管式高速離心機(jī)第一節(jié)沉降一、概述重力沉降：離心沉降：由地球引力作用而產(chǎn)生第一節(jié)沉降影響沉降的因素a）流體的密度和黏度，與沉降速度成正比b）顆粒的直徑、密度、球形度，與沉降速度成正比同一顆粒在相同介質(zhì)里的離心沉降速度與重力沉降速度的比值為：μr/μt=μT2/(gR)=Kcμr—離心沉降速度，μt—重力沉降速度，μT切向速度R—顆粒與中心軸距離，Kc

—離心分離因數(shù)（離心力與重力的比值）

Kc是離心分離設(shè)備的重要性能指標(biāo)Kc越大，說(shuō)明與重力沉降分離比較，離心分離效能越高。第一節(jié)沉降影響沉降的因素Kc是離心分離設(shè)備的重要性1)降塵室的結(jié)構(gòu)1、降塵室第一節(jié)沉降二、常用設(shè)備（一）重力沉降設(shè)備含塵氣體通過(guò)時(shí)，因流道截面增大使塵粒速度下降并改變方向，最后下沉。氣體通過(guò)降塵室的時(shí)間內(nèi)，如顆粒能降至室底，則能達(dá)到分離的目的。1)降塵室的結(jié)構(gòu)1、降塵室第一節(jié)沉降二、常用設(shè)備（一）重2）顆粒在降塵室內(nèi)的運(yùn)動(dòng)降塵室內(nèi)的顆粒運(yùn)動(dòng)

以速度u隨氣體流動(dòng)

以速度ut作沉降運(yùn)動(dòng)1、降塵室2）顆粒在降塵室內(nèi)的運(yùn)動(dòng)降塵室內(nèi)的顆粒運(yùn)動(dòng)以速度u顆粒在降塵室的停留時(shí)間顆粒沉降到室底所需的時(shí)間為了滿(mǎn)足除塵要求——降塵室使顆粒沉降的條件2）顆粒在降塵室內(nèi)的運(yùn)動(dòng)1、降塵室顆粒在降塵室的停留時(shí)間顆粒沉降到室底所需的時(shí)間為了滿(mǎn)足除多層隔板降塵室示意圖含塵氣體粉塵隔板凈化氣體1、降塵室多層隔板降塵室示意圖含塵氣體粉塵隔板凈化氣體1、降塵室用于含塵氣體的預(yù)除塵，適于除去直徑大于75μm的塵粒。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、維修方便缺點(diǎn)：體積較大、分離效率不高、出灰不便用于含塵氣體的預(yù)除塵，適于除去直徑大于75μm的塵粒。第一節(jié)沉降（一）重力沉降設(shè)備2、沉降槽又稱(chēng)增稠槽，從較稠的原料中盡可能將液體分離出來(lái)而得到稠漿的設(shè)備形狀：有方形、圓形或錐形操作方式：連續(xù)型、間歇型適于濃度不高、顆粒不細(xì)且量大的混懸液的預(yù)處理，還可用于廢水處理。第一節(jié)沉降（一）重力沉降設(shè)備2、沉降槽沉淀懸浮液h0間歇式沉降槽沉淀懸浮液h0間歇式沉降槽第一節(jié)沉降（二）離心沉降設(shè)備1、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)備基本構(gòu)造：上部——圓筒形、下部——圓錐形工作過(guò)程：——含塵氣體從上部矩形進(jìn)氣管沿切線方向進(jìn)入，受到圓筒內(nèi)壁限制和后繼氣體的推動(dòng)，氣流沿內(nèi)壁向下做螺旋運(yùn)動(dòng)，這股氣流稱(chēng)——外旋氣流。第一節(jié)沉降（二）離心沉降設(shè)備1、旋風(fēng)分離器1、旋風(fēng)分離器工作過(guò)程：——?dú)饬髦械膲m粒因慣性離心力的作用被甩向器壁，沿壁面落到錐底的集料斗從而達(dá)到與氣體的分離?！庑龤饬鞯搅藞A錐筒內(nèi)后，旋轉(zhuǎn)半徑減小，轉(zhuǎn)速增加，使Kc增大，一部分微細(xì)塵粒在錐形筒內(nèi)沉降。——外旋氣流在沿著器壁下旋的過(guò)程中，中心形成一柱形低壓區(qū)，由排風(fēng)管入口一直延伸到錐底。1、旋風(fēng)分離器工作過(guò)程：1、旋風(fēng)分離器——外旋氣流下旋到底部附近，由于錐底與集料桶密封連接，大量氣流下旋至錐底，使錐底壓力增大，迫使氣流旋向中心的低壓區(qū)，而形成上旋的內(nèi)旋氣流。沿筒中心旋轉(zhuǎn)至頂部排氣管排出。1、旋風(fēng)分離器——外旋氣流下旋到底部附近，由于錐底與集料桶密制劑技術(shù)第三章沉降過(guò)濾1課件第一節(jié)沉降1、旋風(fēng)分離器適用范圍：含塵氣體的除塵，適于除去氣流中直徑>5μm的顆粒。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、操作條件范圍大、分離效率較高缺點(diǎn)：對(duì)直徑<5μm的顆粒分離效率不高。需用袋濾器或濕法撲集，且不適于高含濕量、黏性、腐蝕性粉塵的除塵。第一節(jié)沉降1、旋風(fēng)分離器1、旋風(fēng)分離器

注意事項(xiàng)：旋風(fēng)分離器在工作時(shí)，集料管與集料桶之間應(yīng)密封連接，若密封不良，易使氣流在錐底產(chǎn)生渦旋，把已經(jīng)沉降的粉粒重新卷進(jìn)內(nèi)旋氣流，嚴(yán)重降低分離效果。由于外旋氣流緊貼器壁下旋，為了減少外旋氣流與器壁之間的摩擦阻力，旋風(fēng)分離器內(nèi)壁應(yīng)加工光滑。1、旋風(fēng)分離器注意事項(xiàng)：旋風(fēng)分離器在工作時(shí)，集料管與集料桶第一節(jié)沉降利用離心力的作用，使懸浮液中固體顆粒增稠或使粒徑不同及密度不同的顆粒進(jìn)行分級(jí)。2、旋液分離器結(jié)構(gòu)和工作原理：與旋風(fēng)分離器相似第一節(jié)沉降利用離心力的作用，使懸浮液中固體顆粒增稠或使粒徑懸浮液從圓筒上部的切向進(jìn)口進(jìn)入器內(nèi)，旋轉(zhuǎn)向下流動(dòng)。工作過(guò)程：液流中的顆粒受離心力作用，沉降到器壁，并隨液流下降到錐形底的出口，成為較稠的懸浮液而排出，稱(chēng)為底流。澄清的液體或含有較小較輕顆粒的液體，則形成向上的內(nèi)旋流，經(jīng)上部中心管從頂部溢流管排出，稱(chēng)為溢流。2、旋液分離器懸浮液從圓筒上部的切向進(jìn)口進(jìn)入器內(nèi)，旋轉(zhuǎn)向下流動(dòng)。工作過(guò)程液體的粘度約為氣體的50倍，固-液兩相的(ρs-ρ)比氣-液兩相的(ρs-ρ)小，懸浮液的進(jìn)口速度也比含塵氣體的小，所以同樣大小和密度的顆粒，沉降速度遠(yuǎn)小于含塵氣體在旋風(fēng)分離器中的沉降速度。旋液分離器一般器身更細(xì)長(zhǎng)，且圓錐部分也較長(zhǎng)。進(jìn)料由圓筒中部進(jìn)入。多用耐磨材料制造。（由于液體的慣性和黏性均較氣體大，沉降至壁面的固體顆粒被液體攜帶著緊貼壁面快速旋轉(zhuǎn)，對(duì)器壁造成嚴(yán)重磨損。）特點(diǎn)：2、旋液分離器液體的粘度約為氣體的50倍，固-液兩相的(ρs-ρ)比氣-3、碟片式離心機(jī)構(gòu)造：轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)鼓、倒錐形碟片

（幾十到幾百個(gè)，碟片間距0.5-1.25mm，直徑0.2-1.0mm，碟片上有垂直貫通的通孔沿圓周分布）工作過(guò)程：空機(jī)啟動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)后，料液由頂端進(jìn)料口送到錐形底部，料漿經(jīng)貫穿各碟片的通孔上升的過(guò)程中，分布于各碟片間的窄縫中，隨碟片高速旋轉(zhuǎn)，靠離心力作用而分離。第一節(jié)沉降3、碟片式離心機(jī)第一節(jié)沉降工作過(guò)程：分離乳濁液：密度大的重液趨向外周，沿轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)壁，被擠壓上升到上方的重液口排出。輕液則趨向中心，由輕液口排出。分離混懸液：可關(guān)閉重液出口，則固體顆粒在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁處沉降，可間歇清除，輕液可由上部輕液口排出。碟片的作用：將料漿分成許多薄層，使料液在狹縫中受到快速流動(dòng)產(chǎn)生的剪切力的作用，將液膜破壞，并能縮短沉降距離，有利于兩相分離。3、碟片式離心機(jī)工作過(guò)程：分離乳濁液：密度大的重液趨向外周，沿轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)壁，被4、管式高速離心機(jī)管式高速離心機(jī)的工作原理與碟片式離心機(jī)相似，是一種能產(chǎn)生強(qiáng)離心力場(chǎng)的離心機(jī)，分離效率高構(gòu)造：細(xì)長(zhǎng)的管狀機(jī)殼、轉(zhuǎn)鼓工作過(guò)程：空機(jī)啟動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)后，由下部進(jìn)料管將混懸液或乳濁液壓進(jìn)管狀轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，轉(zhuǎn)鼓中心帶有縱向葉片的轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn)，使料漿隨之高速旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生很強(qiáng)的離心力場(chǎng)，密度大的顆?；蛞后w被甩向周?chē)鈱庸谋?，密度小的輕液被擠進(jìn)內(nèi)層4、管式高速離心機(jī)管式高速離心機(jī)的工作原理與碟片式離心機(jī)相似工作過(guò)程：如：乳濁液分離——液-液兩相混合系被分為輕液和重液兩層，分別由轉(zhuǎn)鼓上端的輕液出口和重液出口排出?；鞈乙悍蛛x——重液出口關(guān)閉，固體顆粒沉降在轉(zhuǎn)鼓鼓壁處，在一定時(shí)間沉積較厚時(shí)，停機(jī)清理。適用范圍：乳濁液以及顆粒細(xì)小的混懸液、普通離心機(jī)很難分離的物料。4、管式高速離心機(jī)工作過(guò)程：4、管式高速離心機(jī)Thankyou!Thankyou!第三章沉降、過(guò)濾與空氣凈化西安醫(yī)學(xué)院藥劑教研室第三章沉降、過(guò)濾與空氣凈化西安醫(yī)學(xué)院藥劑教研室混合物

均相混合物

非均相混合物

物系內(nèi)部各處物料性質(zhì)均勻而且不存在相界面的混合物。例如：互溶溶液及混合氣體

物系內(nèi)部有隔開(kāi)兩相的界面存在且界面兩側(cè)的物料性質(zhì)截然不同的混合物。例如固體顆粒和氣體構(gòu)成的含塵氣體固體顆粒和液體構(gòu)成的懸浮液

不互溶液體構(gòu)成的乳濁液

液體顆粒和氣體構(gòu)成的含霧氣體混合物均相混合物非均相混合物物系內(nèi)部各處物料性質(zhì)均勻而非均相物系

分散相(分散物質(zhì))

處于分散狀態(tài)的物質(zhì)如：分散于流體中的固體顆粒、液滴或氣泡連續(xù)相(分散相介質(zhì))

包圍著分散相物質(zhì)且處于連續(xù)狀態(tài)的流體如：氣態(tài)非均相物系中的氣體液態(tài)非均相物系中的連續(xù)液體

分離機(jī)械分離

沉降

過(guò)濾不同的物理性質(zhì)

連續(xù)相與分散相發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方式

分散相和連續(xù)相

非均相物系分散相處于分散狀態(tài)的物質(zhì)連續(xù)相包圍著分散相物第一節(jié)沉降一、概述定義：沉降是指在某種力的作用下，流體與顆粒間由于密度差異產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而致分離的過(guò)程。沉降力場(chǎng)：重力、離心力。沉降操作分類(lèi)：重力沉降：離心沉降：由地球引力作用而產(chǎn)生的顆粒沉降。一般用于分離氣固混合物、混懸液。常用設(shè)備：降塵室、沉降槽、分級(jí)器等由慣性離心力作用產(chǎn)生的顆粒沉降。一般用于分離氣固混合物、混懸液、乳濁液。設(shè)備：旋風(fēng)分離器、旋液分離器、碟片式離心機(jī)、管式高速離心機(jī)第一節(jié)沉降一、概述重力沉降：離心沉降：由地球引力作用而產(chǎn)生第一節(jié)沉降影響沉降的因素a）流體的密度和黏度，與沉降速度成正比b）顆粒的直徑、密度、球形度，與沉降速度成正比同一顆粒在相同介質(zhì)里的離心沉降速度與重力沉降速度的比值為：μr/μt=μT2/(gR)=Kcμr—離心沉降速度，μt—重力沉降速度，μT切向速度R—顆粒與中心軸距離，Kc

—離心分離因數(shù)（離心力與重力的比值）

Kc是離心分離設(shè)備的重要性能指標(biāo)Kc越大，說(shuō)明與重力沉降分離比較，離心分離效能越高。第一節(jié)沉降影響沉降的因素Kc是離心分離設(shè)備的重要性1)降塵室的結(jié)構(gòu)1、降塵室第一節(jié)沉降二、常用設(shè)備（一）重力沉降設(shè)備含塵氣體通過(guò)時(shí)，因流道截面增大使塵粒速度下降并改變方向，最后下沉。氣體通過(guò)降塵室的時(shí)間內(nèi)，如顆粒能降至室底，則能達(dá)到分離的目的。1)降塵室的結(jié)構(gòu)1、降塵室第一節(jié)沉降二、常用設(shè)備（一）重2）顆粒在降塵室內(nèi)的運(yùn)動(dòng)降塵室內(nèi)的顆粒運(yùn)動(dòng)

以速度u隨氣體流動(dòng)

以速度ut作沉降運(yùn)動(dòng)1、降塵室2）顆粒在降塵室內(nèi)的運(yùn)動(dòng)降塵室內(nèi)的顆粒運(yùn)動(dòng)以速度u顆粒在降塵室的停留時(shí)間顆粒沉降到室底所需的時(shí)間為了滿(mǎn)足除塵要求——降塵室使顆粒沉降的條件2）顆粒在降塵室內(nèi)的運(yùn)動(dòng)1、降塵室顆粒在降塵室的停留時(shí)間顆粒沉降到室底所需的時(shí)間為了滿(mǎn)足除多層隔板降塵室示意圖含塵氣體粉塵隔板凈化氣體1、降塵室多層隔板降塵室示意圖含塵氣體粉塵隔板凈化氣體1、降塵室用于含塵氣體的預(yù)除塵，適于除去直徑大于75μm的塵粒。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、維修方便缺點(diǎn)：體積較大、分離效率不高、出灰不便用于含塵氣體的預(yù)除塵，適于除去直徑大于75μm的塵粒。第一節(jié)沉降（一）重力沉降設(shè)備2、沉降槽又稱(chēng)增稠槽，從較稠的原料中盡可能將液體分離出來(lái)而得到稠漿的設(shè)備形狀：有方形、圓形或錐形操作方式：連續(xù)型、間歇型適于濃度不高、顆粒不細(xì)且量大的混懸液的預(yù)處理，還可用于廢水處理。第一節(jié)沉降（一）重力沉降設(shè)備2、沉降槽沉淀懸浮液h0間歇式沉降槽沉淀懸浮液h0間歇式沉降槽第一節(jié)沉降（二）離心沉降設(shè)備1、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)備基本構(gòu)造：上部——圓筒形、下部——圓錐形工作過(guò)程：——含塵氣體從上部矩形進(jìn)氣管沿切線方向進(jìn)入，受到圓筒內(nèi)壁限制和后繼氣體的推動(dòng)，氣流沿內(nèi)壁向下做螺旋運(yùn)動(dòng)，這股氣流稱(chēng)——外旋氣流。第一節(jié)沉降（二）離心沉降設(shè)備1、旋風(fēng)分離器1、旋風(fēng)分離器工作過(guò)程：——?dú)饬髦械膲m粒因慣性離心力的作用被甩向器壁，沿壁面落到錐底的集料斗從而達(dá)到與氣體的分離。——外旋氣流到了圓錐筒內(nèi)后，旋轉(zhuǎn)半徑減小，轉(zhuǎn)速增加，使Kc增大，一部分微細(xì)塵粒在錐形筒內(nèi)沉降?！庑龤饬髟谘刂鞅谙滦倪^(guò)程中，中心形成一柱形低壓區(qū)，由排風(fēng)管入口一直延伸到錐底。1、旋風(fēng)分離器工作過(guò)程：1、旋風(fēng)分離器——外旋氣流下旋到底部附近，由于錐底與集料桶密封連接，大量氣流下旋至錐底，使錐底壓力增大，迫使氣流旋向中心的低壓區(qū)，而形成上旋的內(nèi)旋氣流。沿筒中心旋轉(zhuǎn)至頂部排氣管排出。1、旋風(fēng)分離器——外旋氣流下旋到底部附近，由于錐底與集料桶密制劑技術(shù)第三章沉降過(guò)濾1課件第一節(jié)沉降1、旋風(fēng)分離器適用范圍：含塵氣體的除塵，適于除去氣流中直徑>5μm的顆粒。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、操作條件范圍大、分離效率較高缺點(diǎn)：對(duì)直徑<5μm的顆粒分離效率不高。需用袋濾器或濕法撲集，且不適于高含濕量、黏性、腐蝕性粉塵的除塵。第一節(jié)沉降1、旋風(fēng)分離器1、旋風(fēng)分離器

注意事項(xiàng)：旋風(fēng)分離器在工作時(shí)，集料管與集料桶之間應(yīng)密封連接，若密封不良，易使氣流在錐底產(chǎn)生渦旋，把已經(jīng)沉降的粉粒重新卷進(jìn)內(nèi)旋氣流，嚴(yán)重降低分離效果。由于外旋氣流緊貼器壁下旋，為了減少外旋氣流與器壁之間的摩擦阻力，旋風(fēng)分離器內(nèi)壁應(yīng)加工光滑。1、旋風(fēng)分離器注意事項(xiàng)：旋風(fēng)分離器在工作時(shí)，集料管與集料桶第一節(jié)沉降利用離心力的作用，使懸浮液中固體顆粒增稠或使粒徑不同及密度不同的顆粒進(jìn)行分級(jí)。2、旋液分離器結(jié)構(gòu)和工作原理：與旋風(fēng)分離器相似第一節(jié)沉降利用離心力的作用，使懸浮液中固體顆粒增稠或使粒徑懸浮液從圓筒上部的切向進(jìn)口進(jìn)入器內(nèi)，旋轉(zhuǎn)向下流動(dòng)。工作過(guò)程：液流中的顆粒受離心力作用，沉降到器壁，并隨液流下降到錐形底的出口，成為較稠的懸浮液而排出，稱(chēng)為底流。澄清的液體或含有較小較輕顆粒的液體，則形成向上的內(nèi)旋流，經(jīng)上部中心管從頂部溢流管排出，稱(chēng)為溢流。2、旋液分離器懸浮液從圓筒上部的切向進(jìn)口進(jìn)入器內(nèi)，旋轉(zhuǎn)向下流動(dòng)。工作過(guò)程液體的粘度約為氣體的50倍，固-液兩相的(ρs-ρ)比氣-液兩相的(ρs-ρ)小，懸浮液的進(jìn)口速度也比含塵氣體的小，所以同樣大小和密度的顆粒，沉降速度遠(yuǎn)小于含塵氣體在旋風(fēng)分離器中的沉降速度。旋液分離器一般器身更細(xì)長(zhǎng)，且圓錐部分也較長(zhǎng)。進(jìn)料由圓筒中部進(jìn)入。多用耐磨材料制造。（由于液體的慣性和黏性均較氣體大，沉降至壁面的固體顆粒被液體攜帶著緊貼壁面快速旋轉(zhuǎn)，對(duì)器壁造成嚴(yán)重磨損。）特點(diǎn)：2、旋液分離器液體的粘度約為氣體的50倍，固-液兩相的(ρs-ρ)比氣-3、碟片式離心機(jī)構(gòu)造：轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)鼓、倒錐形碟片

（幾十到幾百個(gè)，碟片間距0.5-1.25mm，直徑0.2-