環(huán)境工程原理課件圖文解析一三

第三章沉降與過濾

學(xué)習(xí)目標(biāo)了解非均相混合物的特點(diǎn)，沉降、過濾、離心分離的基本概念，在工業(yè)生產(chǎn)及環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用和發(fā)展趨勢。掌握沉降分離、過濾分離的基本原理，有關(guān)計算及設(shè)備選用，能夠分析解決實際問題。第一節(jié)概述沉降與過濾是分離非均相物系常用的兩種操作，尤其在水污染控制與大氣污染控制中得到廣泛的應(yīng)用。混合物分類均相混合物---物系內(nèi)不存在相界面非均相混合物---物系內(nèi)部存在相界面｛非均相物系類型｛氣態(tài)非均相物系---含塵、含霧氣體等液態(tài)非均相物系---乳濁液、懸浮液、泡沫液等一、機(jī)械分離原理：非均相物系中分散相和連續(xù)相具有不同的物理性質(zhì)，所以可以采用機(jī)械方法使相間相對運(yùn)動實現(xiàn)分離。

機(jī)械分離的操作方式：⑴沉降在外力作用下使顆粒相對于流體（靜止或運(yùn)動）運(yùn)動而實現(xiàn)分離的過程。⑵過濾流體相對于固體顆粒床層運(yùn)動而實現(xiàn)固液分離的過程。二、機(jī)械分離方法在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用氣態(tài)非均相物系---采用重力沉降、和離心沉降。液態(tài)非均相物系---可采用重力沉降、離心沉降、過濾操作。機(jī)械分離方法在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用：⑴收集分散物質(zhì)⑵凈化分散介質(zhì)⑶環(huán)境保護(hù)第二節(jié)重力沉降及設(shè)備

沉降操作是靠重力的作用，利用分離物質(zhì)與分散介質(zhì)的密度差異，使之發(fā)生相對運(yùn)動而分離的過程。一、重力沉降速度1.球形顆粒的自由沉降⑴沉降顆粒的受力情況與分析

∵∴自由沉降：顆粒濃度低，分散好，沉降過程中互不碰撞、互不影響。顆粒下沉沉降顆粒的受力情況

重力:

浮力：阻力：∴

⑵顆粒沉降過程分析沉降過程可分為兩個階段:第一階段為加速運(yùn)動，第二階段為勻速運(yùn)動。⑶沉降速度的通式2.阻力系數(shù)

Ret=

Ut=

Ut——顆粒的自由沉降速度，m/s

μ——流體的粘度，Pa.sζ-R曲et關(guān)系典曲線（1）滯役流區(qū)迫（St削ok脈es區(qū)）10－4<Re<1（2）過司渡區(qū)驅(qū)（Al根le脖n區(qū)）1<僵R識e危<103（3）湍峽流區(qū)灣（Ne互wt負(fù)on區(qū)）103<蓬Re爐<湊21崗05ζ=ζ=ζ=0甚.4瘋4球形弦顆粒菜在相毀應(yīng)各鵝區(qū)的惠沉降跨速度復(fù)公式:滯流述區(qū)：過渡落區(qū)：湍流辛區(qū)：Ut=Ut=Ut=0蔥.2般7Ut=0帖.2近7Ut=1看.7理4Ut=1稍.7慈43.沉降容速度漂的計洗算⑴試差界法步驟或：①假設(shè)昌沉降創(chuàng)流型比，選林用相茫應(yīng)的層沉降微速度總計算努公式識計算U蛇t；②用求盯出的Ut計算Ret值。檢驗Ret值是銜否在爹原假擺設(shè)的佳流型烘區(qū)內(nèi)娛，如化果與伏原假艇設(shè)一學(xué)致，玩則計斃算的U恩t有效霉。⑵用無來因次雹數(shù)群K值判測斷流母型根據(jù)設(shè)無因據(jù)次數(shù)吳群K值判趕別沉掃降區(qū)起，然克后選波用相機(jī)應(yīng)的狠沉降速度所公式溫計算U眾t。Ret=斯托淚克斯章定律凍區(qū)K≤2.論62艾侖培定律就區(qū)2.就62肆<K池<6拋9.著1牛頓醒定律伴區(qū)K>寄69褲.1K=d二、遇重力坦沉降彩設(shè)備1.降塵群室利用濕重力筒沉降儉原理肝從氣坊流中胃分離裁出固獸體塵瓜粒的瞎設(shè)備酒稱為揚(yáng)降塵羊室。停留勒時間論：沉降伴時間寶：分離貿(mào)條件延：降塵酬室生產(chǎn)能何力氣體資在降廁塵室景內(nèi)的咐水平茄通過救速度螺為結(jié)論培：對于唐一定蹦尺寸垃的顆薯粒或U自t，理器論上膨降塵店室的扎生產(chǎn)償能力獄只與虹寬度b和長那度l有關(guān)黨，而局與降帳塵室昌高度H無關(guān)量。多層株降塵汪室：隔板往間距削一般緣瑞為40～10棄0n非m降塵外室內(nèi)面設(shè)置n層水超平隔漲板，生產(chǎn)節(jié)能力：2.沉降柄槽沉降峽槽又建稱增家濃器逆或澄組清器勾，是鵲利用擊重力庫沉降胡來提請高懸浮液苗濃度坊并同槍時得姑到澄怖清液岡的設(shè)炮備。連續(xù)坑沉降圖槽3.普通蛇沉淀作池⑴平流節(jié)式沉赤淀池設(shè)鏈溝帶刮憐泥機(jī)斥的平王流沉鍛淀池平流沃式沉圾淀池炒的優(yōu)蟲點(diǎn)是婚構(gòu)造爛簡單叼，效潛果良常好，萌工作攻性能屬穩(wěn)定屑，但沫排泥飽較為抗困難窄。⑵豎流胞式沉遵淀池優(yōu)點(diǎn)：排泥云容易滅，不襲需要逢機(jī)械活刮泥古設(shè)備君，便敲于管發(fā)理。缺點(diǎn)：是單患池容裁量小淘，當(dāng)接水量藍(lán)較大以時，劃池數(shù)嘗過多磁。⑶輻流瓶式沉垮淀池輻流側(cè)式沉宿淀池傲一般臥采用拖機(jī)械長排泥暫，適饅用范茄圍廣介，既斯可做為初逝次沉障淀池婚，也網(wǎng)可做收二次短沉淀破池。4.平流歇式沉周砂池第三床節(jié)凈離心橫沉降其及設(shè)乖備依靠欲慣性原離心逗力的億作用咱而實戲現(xiàn)的判沉降隙過程非稱為送離心會沉降智。一、俱離心梢沉降酸速度Ur=離心令沉降敬同樣失存在雁三種水沉降志流型滯流勝沉降異區(qū)：Ur=離心診沉降暮速度懂與重鳥力沉行降速罩度的餓比值濫為=Kc二．與離心射沉降夾設(shè)備1.旋風(fēng)譯分離應(yīng)器⑴旋風(fēng)歪分離今器的盛結(jié)構(gòu)厚與操津作原飲理標(biāo)準(zhǔn)撥旋風(fēng)揭分離暮器氣體可在旋克風(fēng)分拐離器未內(nèi)的伴運(yùn)動正情況⑵旋風(fēng)竟分離埋器的軌性能性能甘指標(biāo)：①臨界印粒徑是指求理論飾上在獎旋風(fēng)蝕分離杰器中選能被示完全夜分離紙出來質(zhì)的最屬小顆稍粒直薯徑，偶用dc表示。dc=②分離屆效率分離蛾效率傘又稱抵除塵楚效率賣，可軋直接瀉反映度旋風(fēng)焦分離什器的磚除塵悼能力雜。表示仍方法暮：總愿效率喚或稱壞綜合靠效率既，用η0表示勿；分效倦率或攀稱粒欲級效革率，器用表示良。η0=兆×脈10雖0％ηp與di的對繩應(yīng)關(guān)江系可至用曲列線表筋示，敏稱為些粒級伶效率躺曲線。d50是粒初級效染率恰況好為50％的鏈顆粒款直徑節(jié)，稱催為分旅割直杯徑：d50≈歷0.鮮27η0＝粒級日效率鬼曲線標(biāo)準(zhǔn)意旋風(fēng)吳分離笑器的ηp-d/d50曲線③壓力噴降原因語：ⅰ.進(jìn)氣靠管和椒排氣喇管及開主體酬器壁搖所引慌起的閱摩擦岸阻力ⅱ.局部繼阻力ⅲ.氣體娃旋轉(zhuǎn)溪運(yùn)動探所產(chǎn)栗生的逃動能宜損失Δ住d=ζ旋風(fēng)攻分離喘器的擇壓降魯一般層為50助0～20忠00抖Pa⑶旋風(fēng)紛分離骨器類烤型與雞選用①C奪LT席/A型采用野傾斜晌螺旋抹面進(jìn)厲口的旋風(fēng)白分離絕器。CL爭T/工A型②CL慘P型CL站P型是室?guī)в形郯肼輮^旋線和蝕螺旋墊線的匯旁路議分離紙室的旋登風(fēng)分錫離器。CL促P/窄B型③擴(kuò)散牌式它主顯要的文特點(diǎn)瘡是圓舍筒以下部愛分的甚直徑拔逐漸邊擴(kuò)大師，底部有尾一刀快錐體矩形、繁頂部襖有口的反茄射屏甲，下梁沿有河縫隙貓與集灰斗搜相通滋。擴(kuò)散懂式旋化風(fēng)分嶼離器2.旋液蠢分離煤器利用畏離心欠沉降困原理彼從懸滋浮液極中分紫離固克體顆佳粒的餃設(shè)備第四購節(jié)過濾過濾寬是在巴外力返作用園下，春使懸曾浮液陷中的淺液體胸通過悟多孔蘇介質(zhì)的孔美道，趟而固旗體顆賠粒被脆截留托在介嚷質(zhì)上戴，從矛而實情現(xiàn)固舍、液假分離的操痛作。過濾吉操作螞示意灶圖推動拌力：絹壓力隸差，窯離心遞力，重力阻產(chǎn)力皆：濾明餅、全過濾號介質(zhì)阻力一、過濾鐵操作慶的基囑本概艦?zāi)?.過濾心介質(zhì)（1）織上物介賓質(zhì)（墓又稱省濾布傭）這類芒介質(zhì)挨能截帶流顆葉粒的概最小銅直徑識為5～65μm。（2）堆狗積介謹(jǐn)質(zhì)多用薦于深臉床過消濾。（3）多片孔固心體介模質(zhì)能攔球截1～3μm的微秤細(xì)顆做粒。（4）多?？啄び糜阼b膜過扛濾的扎各種錘有機(jī)蚊高分襖子膜割和無抄機(jī)材捷料膜茂。2.濾餅蛛的壓漲縮性杠及助究濾劑濾餅牽分類：不可幅壓縮沿濾餅--蔥-空隙逆不隨尾壓力津變化可壓囑縮濾舞餅--罵-空隙野隨壓廉力增累加而勵減小助濾詠劑--站-可以尿改善欲餅層崗的性棕能，舅質(zhì)地美堅硬瓜而能桶形成鈔疏松餅暈層的限固體乓顆粒升或纖臺維狀塘物質(zhì)。助濾件劑的距基本戰(zhàn)要求：①應(yīng)能砍形成企多孔卸餅層謎的剛龍性顆縱粒。②應(yīng)具奴有化拾學(xué)穩(wěn)梅定性。③具有駛不可焰壓縮鉆性。二、過濾賺基本龍方程脅式1.濾液機(jī)通過忽餅層起的流鍋動特寺性①餅層閉形成命不規(guī)襯則的杰網(wǎng)狀謝結(jié)構(gòu)串；②過濾欺操作時，濾餅慰厚度怖增加閘而流派動阻利力逐夫漸加哭大，準(zhǔn)過濾令屬于涼不穩(wěn)道定操從作；③濾液四通過晶餅層廢的流炮動屬趴于滯達(dá)流流借動。2.過濾迷速率通常貸，濾因布與棗濾餅糾的面竄積相比同，泳所以惱兩層厚中的觸速率峰應(yīng)相忍等，歸則或3.過濾食基本宗方程剛式不可易壓縮施濾餅渣的過辰濾基忙本方貪程式可壓侄縮濾菠餅的過磁濾基統(tǒng)本方劇程式三、恒壓尚過濾過濾楚操作飲是在輸恒定給壓力剪差下癥進(jìn)行浸的，漠則稱逝為恒摘壓過使濾。1.恒壓譜過濾過方程款式k——眉過濾愧物料飼特性洽的常罩?jǐn)?shù)2.過濾音常數(shù)云的測怒定⑴過濾孫常數(shù)K、qe、θe的測燒定⑵壓縮述性指澡數(shù)s的測纖定四、過濾索設(shè)備1.快濾經(jīng)池⑴基本近構(gòu)造①濾料駕層②墊料飾層③排水備系統(tǒng)普通塊快速服濾池押的構(gòu)掌造⑵普通估快濾棵池的掘過濾揭工藝襲過程過濾蓄工藝頃過程：ⅰ.過濾--距-截留孟污染半物ⅱ.反洗--酬-從濾練料層溉中洗膜去被鉛截留仿的污途染物從過派濾開石始到域結(jié)束蜜所延跟續(xù)的槳時間抱稱為獨(dú)濾池票的工鹿作周脅期，一般櫻應(yīng)大濕于8小時任，最良長可抵達(dá)48小時振以上啊。從銳過濾蓬開始毒到反洗結(jié)癥束稱滿為一圍個過吼濾循錯環(huán)。2.壓力白濾池壓力蝕濾池3.轉(zhuǎn)筒饒真空浸過濾挖機(jī)轉(zhuǎn)筒斤真空襯過濾德機(jī)裝狡置示宮意圖轉(zhuǎn)筒眉及分穩(wěn)配頭斯的結(jié)謀構(gòu)4.微濾霧機(jī)微濾窄機(jī)總情圖5.袋式抵除塵引器⑴袋式如除塵爭器的恨結(jié)構(gòu)勻型式①濾袋蹄形狀：圓袋扁袋②氣流合進(jìn)入蹤蝶方向：內(nèi)濾碑式外濾敵式③進(jìn)氣攏方式：下進(jìn)厚氣上進(jìn)拒氣④清灰憑方式機(jī)械蹦振動深清灰逆氣攀流清喂灰吹灰蒸圈清投灰脈沖改清灰典型勾清灰華機(jī)理扮示意噴圖機(jī)械廈清灰瘡式除塵器脈沖滅清灰崖袋式艇除塵恒器⑵袋式使除塵籃器的妖選擇①濾布璃的選瞧擇纖維機(jī)械強(qiáng)度最高使用溫度（℃）耐腐蝕特性一般應(yīng)用酸堿有機(jī)溶劑棉織物強(qiáng)80差中好低費(fèi)用低溫粉塵作業(yè)毛料中95中差好低費(fèi)用冶煉爐聚酰胺（尼龍）強(qiáng)100中好好易清灰低溫破碎粉塵作業(yè)聚脂（滌綸）強(qiáng)135好中好易清灰冶煉爐、化工廠、電弧爐四氟乙烯中260好好好昂貴化工廠玻璃纖維強(qiáng)280中中好耐磨性差冶煉爐、電弧爐、炭黑廠尼龍強(qiáng)230好中好抗?jié)裥圆钜睙捈半娀t②過濾豎速度村的確銅定粉塵種類清灰方式振打與逆氣流聯(lián)合脈沖噴吹反吹風(fēng)炭黑①、氧化硅（白炭黑），鉛①、鋅的升華物以及起它在氣體中由于冷凝和化學(xué)反應(yīng)而形成的氣溶膠，化妝粉、去污粉、奶粉、活性炭、由水泥窯排出的水泥①等0.45－0.50.8－2.00.33－0.45鐵①及鐵合金①的升華物、鑄造塵、氧化鋁①、由水泥磨排出的水泥①、碳化爐升華物①、石灰①、剛玉、安福粉及其它肥料、塑料、淀粉0.5－0.751.5－2.50.45－0.55滑石粉、煤、噴砂清理塵①、飛灰①、陶瓷生產(chǎn)的粉塵①、炭黑（二次加工）、顏料、高嶺土、石灰石①、礦塵①、鋁土礦、水泥（來自冷卻器）①、搪瓷①0.7－0.82.0－3.00.6－0.9石棉、纖維塵①、石膏、珠光石、橡膠生產(chǎn)中的粉塵①、鹽、面粉、研磨工藝中的粉塵①0.3－1.12.5－4.5——煙草、皮革粉、混合飼料、木材加工中的粉塵、粗植物纖維（大麻、黃麻等）0.9－2.02.5－6.6——第五驚節(jié)離心掀機(jī)一、鼓基礎(chǔ)撒知識離心占機(jī)--些-利用顛離心斃力以援分離棉非均澆相混還合物筐的設(shè)械備。按分萌離的天方式洗分類：（1）過販濾式康離心繭機(jī)（2）沉悅降式究離心嬌機(jī)（3）分內(nèi)離式誦離心旨機(jī)按分離犧因數(shù)痕的大痰小分類：常速近離心兼機(jī)雜（Kc<3×103，一院般為60番0～12志00），高速蒸離心朵機(jī)（Kc=3×103～5×103），超速疊離心尋機(jī)（Kc＞5×104）。二．姓離心壤機(jī)的幟類型1.三足貿(mào)式離到心機(jī)三足區(qū)式離溫心機(jī)2.管式異高速五離心個機(jī)管式磁高速袋離心威機(jī)3.碟片閃式高蹲速離寄心機(jī)