模塊四非均相物系的分離

第4章非均相物系分離第4章非均相物系分離概述

1沉降

2過(guò)濾

3氣體的其它凈制方法

44.1概述分散物系：由一種或幾種物質(zhì)的微粒分散在另一種物質(zhì)中所組成的物系。分散相（分散物質(zhì)）：處于分散狀態(tài)的物質(zhì)。連續(xù)相（分散介質(zhì)）：處于連續(xù)狀態(tài)的物質(zhì)。均相物系：內(nèi)部無(wú)相界面的分散物系。非均相物系：內(nèi)部有相界面的分散物系。一、定義非均相物系分類(lèi)

懸浮液（固液）乳濁液（液液）泡沫液（氣液）含塵氣體（固氣）含霧氣體（液氣)1．沉降分離法2．過(guò)濾分離法3．靜電分離法4．濕洗分離法

非均相物系分離在生產(chǎn)中的應(yīng)用

分離方法

滿足對(duì)連續(xù)相或分散相進(jìn)一步加工的需要?；厥沼袃r(jià)值的物質(zhì)。除去對(duì)下一工序有害的物質(zhì)。保障健康安全和環(huán)保。4.2沉降1、重力沉降速度

1）球形顆粒的自由沉降重力浮力阻力

顆粒在流體中沉降時(shí)受力

浮力Fb

阻力Fd

重力Fg

4.2沉降-重力沉降YOURTITLE沉降速度表達(dá)式Y(jié)OURTITLE顆粒開(kāi)始沉降的瞬間，速度u=0，因此阻力Fd=0，a→max

顆粒開(kāi)始沉降后，u↑→Fd↑；u→ut

時(shí)，a=0。等速階段中顆粒相對(duì)于流體的運(yùn)動(dòng)速度ut

稱(chēng)為沉降速度。a=0u=ut4.2沉降-實(shí)際沉降影

響

因

素顆粒含量：含量越大，ut越小，達(dá)到一定要求所需沉降時(shí)間越長(zhǎng)。

顆粒形狀：球形顆粒的沉降速度要大于非球形顆粒的沉降速度。顆粒大?。毫皆酱?，沉降速度越大，越容易分離。如果顆粒大小不一，大顆粒將對(duì)小顆粒產(chǎn)生撞擊，大顆粒速度減小而小顆粒加快，加快沉降。

流體性質(zhì)：流體與顆粒密度相差越大，沉降速度越大；流體粘度越大，沉降速度越小，對(duì)高溫含塵氣體沉降，通常需先散熱降溫，以便獲得更好的沉降效果。流體流動(dòng)：低速，工業(yè)上重力沉降設(shè)備尺寸很大，可降低流速，消除擾動(dòng)。器壁：摩擦干擾，使顆粒沉降速度下降；吸附干擾，使顆粒沉降距離縮短。

4.2沉降-重力沉降設(shè)備降塵室：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但體積大，分離效果不理想，通常只能作預(yù)除塵，分離大于50μm粒徑的顆粒。沉降槽：一般用于大流量、低濃度、較粗顆粒懸浮液的處理。氣體

氣體進(jìn)口

出口

集灰斗

降塵室

加料清液溢流水平清液擋板

耙

稠漿

連續(xù)式沉降槽降塵室降塵室的生產(chǎn)能力降塵室的生產(chǎn)能力是指降塵室所處理的含塵氣體的體積流量，用Vs表示，m3/s。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)

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

為了滿足除塵要求

——降塵室使顆粒沉降的條件——降塵室的生產(chǎn)能力

降塵室的生產(chǎn)能力只與降塵室的沉降面積bl和顆粒的沉降速度ut有關(guān)，而與降塵室的高度無(wú)關(guān)。

4.2沉降-離心沉降重力場(chǎng)離心力場(chǎng)力場(chǎng)強(qiáng)度重力加速度gut2/R方向指向地心沿旋轉(zhuǎn)半徑從中心指向外周作用力Fg=mg離心沉降：依靠慣性離心力的作用而實(shí)現(xiàn)的沉降過(guò)程適于分離兩相密度差較小，顆粒粒度較細(xì)的非均相物系。

慣性離心力場(chǎng)與重力場(chǎng)的區(qū)別4.2沉降-離心沉降設(shè)備旋風(fēng)分離器：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，操作不受溫度、壓力限制，廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)。旋液分離器：可用于懸浮液增濃，也用于分級(jí)，還可用于不互溶液體分離，氣液分離以及傳熱，傳質(zhì)和霧化等操作中，廣泛用于多種工業(yè)領(lǐng)域中。Bui顆粒含塵氣體去塵氣體外旋內(nèi)旋h旋風(fēng)（液）分離器

D特點(diǎn)：

與旋風(fēng)分離器比，直徑小、錐形部分長(zhǎng)。4.3過(guò)濾過(guò)濾的方式過(guò)濾：利用能讓液體通過(guò)而截留固體顆粒的多孔介質(zhì)（過(guò)濾介質(zhì)），使懸浮液中固液得到分離的單元操作。濾渣（濾餅）：被截留住的固體物質(zhì)

濾漿：過(guò)濾操作中所處理的懸浮液。濾液：通過(guò)多孔介質(zhì)的液體。濾液過(guò)濾介質(zhì)濾漿濾餅濾漿過(guò)濾的基本知識(shí)

2、深層過(guò)濾濾漿濾餅過(guò)濾介質(zhì)濾液1、濾餅過(guò)濾4.3過(guò)濾-過(guò)濾介質(zhì)工業(yè)常用的過(guò)濾介質(zhì)主要有

：

a)

織物介質(zhì)：又稱(chēng)濾布，棉、毛、絲等天然纖維，玻璃絲和各種合成纖維制成的織物及金屬網(wǎng)。截留的粒徑的范圍從幾十μm到1μm?？椢锝橘|(zhì)薄，阻力小，清洗與更新方便，價(jià)格比較便宜，是工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的過(guò)濾介質(zhì)。b)多孔固體介質(zhì)：如素?zé)沾?，燒結(jié)金屬．塑料細(xì)粉粘成的多孔塑料，棉花餅等。這類(lèi)介質(zhì)較厚，孔道細(xì)阻力大，能截留1～3μm的顆粒。c)

堆積介質(zhì)：由各種固體顆粒（砂、木炭、石棉粉等）或非編織的纖維（玻璃棉等）堆積而成，層較厚。d)多孔膜：由高分子材料制成，膜很薄（幾十μm到200μm），孔很小，可以分離小到0.05μm的顆粒，應(yīng)用多孔膜的過(guò)濾有超濾和微濾。助濾劑：質(zhì)地堅(jiān)硬的細(xì)小固體顆粒，如硅藻土、石棉、炭粉等。作用：改善濾餅結(jié)構(gòu)，使液體暢通，防止介質(zhì)孔道堵塞，特別是對(duì)于可壓縮濾餅。4.3過(guò)濾-過(guò)濾設(shè)備-板框壓濾機(jī)板框壓濾機(jī)為間歇操作，每個(gè)操作循環(huán)由裝合、過(guò)濾、洗滌、卸餅、清理5個(gè)階段組成。

懸浮液在指定壓強(qiáng)下經(jīng)濾漿通路由濾框角上的孔道并行進(jìn)入各個(gè)濾框。

濾液分別穿過(guò)濾框兩側(cè)的濾布，沿濾板板面的溝道至濾液出口排出

顆粒被濾布截留而沉積在濾布上，待濾餅充滿全框后，停止過(guò)濾。

洗板板框壓濾機(jī)框非洗板洗板濾液流出懸浮液入口4.3過(guò)濾-過(guò)濾設(shè)備4.3過(guò)濾-轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)

構(gòu)造：轉(zhuǎn)筒---筒的側(cè)壁上覆蓋有金屬網(wǎng)，長(zhǎng)、徑之比約為1/2