化工原理第05章03課件

旋風分離器(旋液分離器)工作原理：利用u產生旋轉場，顆粒沉降至壁后滑下（1）評價性能的主要指標：①分離效率總效率粒級效率分割直徑dpc—ηi=50%的顆粒直徑旋風分離器(旋液分離器)1②壓降ΔP

u↑,沉降有利,但ΔP↑（2）操作中的兩個問題①不得欠負荷運轉u↓,ω2r↓,ut↓,η↓一組旋風分離器并聯(lián)，負荷不足時關閉幾個②錐底料封要嚴密按mu1r1=mu2r2,即使p1,p2均為正壓,錐底r小,u大,p小,會出現(xiàn)負壓錐底若漏氣,會重新卷起顆粒②壓降ΔP2（3）影響性能的主要因素操作氣速u,停留時間,設備半徑r,物性μ

（4）不利因素①氣流上升時,部分顆粒的卷起—改進：擴散式旋風分離器②上部粉塵環(huán)，有時會被氣體帶出—改進：旁通式旋風分離器（3）影響性能的主要因素3化工原理第05章03課件45.3.3分離過程的選擇（1）顆粒的大小

（2）粒徑和粒度分布的測定方法（3）力學分離過程的選擇>2μm,常規(guī)方法和設備不困難<2μm,特殊方法和設備較困難種類水泥石灰滑石面粉顏料煙草μm401~50101520.2方法篩分光學顯微鏡電子顯微鏡μm>450.5~1000.001~10方法重力沉降離心沉降光衍射X線衍射μm2~500.05~100.001~100.001~0.15.3.3分離過程的選擇種類水泥石灰滑石面粉顏料煙草μm5（4）顆粒大小外的影響因素：①分離的目的：是回收固相還是回收液相，或是兩者都回收；②物性：液固密度差，液體黏度，含固體濃度；③處理量大小。例：液體中顆粒濃度<0.1%(wt)，深層過濾器完成澄清分離。液固：顆粒>50μm，可用重力沉降器。顆粒>3μm，用旋液分離器(原理同旋風分離器)。顆粒>0.5μm，可用離心碟式分離機。顆粒太細時，可考慮先作絮凝、凝聚處理。

（4）顆粒大小外的影響因素：6（5）處理氣體中所含顆粒重力沉降室：分離粗顆粒>100μm，設備大旋風分離器：分離細顆粒>5~10μm，應用最廣。袋濾器：微粒>0.1~1μm，濾速小，設備大靜電除塵：0.01~1μm的微粒，濃度<30g/m3濕法捕集；慣性分離（5）處理氣體中所含顆粒75.4固體流態(tài)化5.4.1流化床的操作分析（1）當u1<ut時，固體顆粒不動—固定床。（2）當u1剛大于ut時，固體顆粒被吹動，

ε↑,使u1=ut，但u<ut,顆粒被吹起而不飛走——流化床。（3）u=ut，吹走顆粒ε→1,——載流床，顆粒輸送(廣義流態(tài)化)。起始流化速度umf——固定床向流化床轉變點氣速。帶出速度ut——床內顆粒被吹走的速度。5.4固體流態(tài)化85.4.2流化床的操作范圍（1）操作流速u流化床umf<u<ut載流床u≥ut固定床u≤umf表示流化床可操作范圍大小大顆粒小顆粒(范圍大)流化數(shù)反映實際操作狀態(tài)5.4.2流化床的操作范圍9（2）操作壓降ΔP與流速u無關（2）操作壓降10實測測取ΔP1可以監(jiān)控操作情況,顆粒少了，加顆粒。測取ΔP2可以測定床高是否超過預定范圍。實測11（3）實際流化床兩種流化現(xiàn)象①散式流化——常見于液固系統(tǒng)。②聚式流化——常見于氣固系統(tǒng)。兩者區(qū)別在于：是否會出現(xiàn)空穴(不同于氣泡)（3）實際流化床125.4.3流化床的主要特性（1）液體樣特性會流動,會噴射出來（2）固體混合均勻溫度均勻適用于強放熱催化反應（3）恒定的壓降

ΔP=L(1-ε)(ρp-ρ)g

L↑,ε↑,但L(1-ε)不變膨脹比（4）氣固接觸的不均勻性空穴(氣泡相)中氣速快,乳化相中氣速慢可導致不正?，F(xiàn)象。5.4.3流化床的主要特性13①騰涌——空穴占領整個床截面。②溝流——氣流短路，與內生不穩(wěn)定有關。①騰涌——空穴占領整個床截面。145.4.4提高流化質量的措施

破空穴——加內部構件,擋板等；采用細顆粒、寬分布的顆粒(捕捉細顆粒)。抑制溝流——增加分布板阻力,影響范圍0.5m區(qū)域以能耗為代價。5.4.4提高流化質量的措施155.4.5工業(yè)應用①干燥5.4.5工業(yè)應用16②強放熱反應②強放熱反應17③沙子爐石油熱裂解③沙子爐石油熱裂解185.5氣力輸送（1）優(yōu)點：①密閉②不受地形的限制③連續(xù)化④結合其它操作稀相輸送：固氣比小；密相輸送：固氣比大。5.5氣力輸送19（2）輸送裝置①真空吸引式（2）輸送裝置20②壓送式②壓送式21③吸—壓回轉式③吸—壓回轉式22本次講課習題：第5章9，10，11,12本次講課習題：23旋風分離器(旋液分離器)工作原理：利用u產生旋轉場，顆粒沉降至壁后滑下（1）評價性能的主要指標：①分離效率總效率粒級效率分割直徑dpc—ηi=50%的顆粒直徑旋風分離器(旋液分離器)24②壓降ΔP

u↑,沉降有利,但ΔP↑（2）操作中的兩個問題①不得欠負荷運轉u↓,ω2r↓,ut↓,η↓一組旋風分離器并聯(lián)，負荷不足時關閉幾個②錐底料封要嚴密按mu1r1=mu2r2,即使p1,p2均為正壓,錐底r小,u大,p小,會出現(xiàn)負壓錐底若漏氣,會重新卷起顆粒②壓降ΔP25（3）影響性能的主要因素操作氣速u,停留時間,設備半徑r,物性μ

（4）不利因素①氣流上升時,部分顆粒的卷起—改進：擴散式旋風分離器②上部粉塵環(huán)，有時會被氣體帶出—改進：旁通式旋風分離器（3）影響性能的主要因素26化工原理第05章03課件275.3.3分離過程的選擇（1）顆粒的大小

（2）粒徑和粒度分布的測定方法（3）力學分離過程的選擇>2μm,常規(guī)方法和設備不困難<2μm,特殊方法和設備較困難種類水泥石灰滑石面粉顏料煙草μm401~50101520.2方法篩分光學顯微鏡電子顯微鏡μm>450.5~1000.001~10方法重力沉降離心沉降光衍射X線衍射μm2~500.05~100.001~100.001~0.15.3.3分離過程的選擇種類水泥石灰滑石面粉顏料煙草μm28（4）顆粒大小外的影響因素：①分離的目的：是回收固相還是回收液相，或是兩者都回收；②物性：液固密度差，液體黏度，含固體濃度；③處理量大小。例：液體中顆粒濃度<0.1%(wt)，深層過濾器完成澄清分離。液固：顆粒>50μm，可用重力沉降器。顆粒>3μm，用旋液分離器(原理同旋風分離器)。顆粒>0.5μm，可用離心碟式分離機。顆粒太細時，可考慮先作絮凝、凝聚處理。

（4）顆粒大小外的影響因素：29（5）處理氣體中所含顆粒重力沉降室：分離粗顆粒>100μm，設備大旋風分離器：分離細顆粒>5~10μm，應用最廣。袋濾器：微粒>0.1~1μm，濾速小，設備大靜電除塵：0.01~1μm的微粒，濃度<30g/m3濕法捕集；慣性分離（5）處理氣體中所含顆粒305.4固體流態(tài)化5.4.1流化床的操作分析（1）當u1<ut時，固體顆粒不動—固定床。（2）當u1剛大于ut時，固體顆粒被吹動，

ε↑,使u1=ut，但u<ut,顆粒被吹起而不飛走——流化床。（3）u=ut，吹走顆粒ε→1,——載流床，顆粒輸送(廣義流態(tài)化)。起始流化速度umf——固定床向流化床轉變點氣速。帶出速度ut——床內顆粒被吹走的速度。5.4固體流態(tài)化315.4.2流化床的操作范圍（1）操作流速u流化床umf<u<ut載流床u≥ut固定床u≤umf表示流化床可操作范圍大小大顆粒小顆粒(范圍大)流化數(shù)反映實際操作狀態(tài)5.4.2流化床的操作范圍32（2）操作壓降ΔP與流速u無關（2）操作壓降33實測測取ΔP1可以監(jiān)控操作情況,顆粒少了，加顆粒。測取ΔP2可以測定床高是否超過預定范圍。實測34（3）實際流化床兩種流化現(xiàn)象①散式流化——常見于液固系統(tǒng)。②聚式流化——常見于氣固系統(tǒng)。兩者區(qū)別在于：是否會出現(xiàn)空穴(不同于氣泡)（3）實際流化床355.4.3流化床的主要特性（1）液體樣特性會流動,會噴射出來（2）固體混合均勻溫度均勻適用于強放熱催化反應（3）恒定的壓降

ΔP=L(1-ε)(ρp-ρ)g

L↑,ε↑,但L(1-ε)不變膨脹比（4）氣固接觸的不均勻性空穴(氣泡相)中氣速快,乳化相中氣速慢可導致不正常現(xiàn)象。5.4.3流化床的主要特性36①騰涌——空穴占領整個床截面。②溝流——氣流短路，與內生不穩(wěn)定有關。①騰涌——空穴占領整個床截面。375.4.4提高流化質量的措施

破空穴——加內部構件,擋板等；采用細顆粒、寬分布的顆粒(捕捉細顆粒)。抑制溝流——增加分布板阻力,影響范圍0.5m區(qū)域以能耗為代價。5.4.4提高流化質量的措施385.4.5工業(yè)應用①干燥5.4.5工業(yè)應用39②強放熱反應②強放熱反應40③沙子爐石油