化工单元操作任务二过滤操作技术(一)

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1、洧汤舡必放术令吆授课教案授课日期课时2课型（请打V）理论课口实验课口习题课口上机课口其他口授课章、节或主题任务-过滤操作技术（一）教学目的要求：1、了解过滤分离操作技术的原理及影响因素；2、理解过滤分离操作技术的基木理论。教学重点及难点：1.重点：过滤分离操作技术的原理2.难点：过滤分离操作技术的基本理论教学设计（可附页）说明教师活动：1.告知：告知本课程的教学目标、教学方法、考核方法、参考资料等。2.布置任务3.分析：讲解学生完成工作任务所需理论知识•过滤的原理•过滤介质•过滤的基本理论作业与思考题：影响过滤阻力大小的因素有哪些？课后回忆：任课教师教研室主任签字教学设

2、计说明4.指导学生决策、计划、实施，顺利完成工作任务5.检查评估：听収学生汇报并点评，收取学生工作任务单，完成任务完成情况考核评分。学生活动:学生学习小组的行动阶段备注分析分析完成工作任务所必需的理论知识决策识读过滤设备流程图计划学生制定学习、分工计划，确保小组中每个学生都有任务；确定成果提交方式实施以小组形式通过査阅资料，完成工作任务1.过滤的基本理论2.过滤阻力的影响因素自评完成工作任务单，自评；老师点评附：学生完成工作所需的理论知识一、过滤的原理利用多孔性介质(如滤布)截留固-液悬浮液中的固体粒子，进行固-液分离的方法称为过滤。其屮多孔性介质称为过滤介质；所处理的

3、悬浮液称为滤浆；滤浆屮被过滤介质截留的固体颗粒称为滤饼或滤渣；通过过滤介质后的液体称为滤液。驱使液体通过过滤介质的推动力可以是重力、压力或离心力。过滤的分类按料液流动方向不同，过滤可分为常规过滤和错流过滤。常规过滤时，料液流动方向与过滤介质垂直；错流过滤时，料液流动方向平行于过滤介质。按操作压力不同，可分为常压过滤、减压过滤和加压过滤。按过滤方式的不同，有表层过滤和深层过滤。(1)表层过滤说明教学设计•滤饼的形成：与过滤介质独立。•不断增厚的滤饼称为对之后的颗粒起主要截留作用的介质。•滤液开始变清。•同时，由于过滤阻力逐渐增大，过滤速率逐渐减。•操作初期的浑浊滤液：滤饼

4、形成后返回重滤。•过滤介质：支撑滤饼作用。（2）深层过滤特点：颗粒尺寸远远小于介质孔道的直径，而孔道弯曲细长，颗粒进入之后很界易被截留。•在惯性和扩散作用下，进入通道的固体颗粒趋向通道壁面并藉静电与表面力附着其上。二、过滤介质1、要求特性•（1）多孔性：孔道的大小要适宜。•（2）耐腐蚀性、耐热性：适用于各种物料、工艺。•（3）机械强度：能承受一定的压力。•（4）滤饼易于彻底清除。•（5）价格低廉。2、过滤介质分类（1）织物介质（滤布）•纟11成：天然或合成纤维、金属丝。•形式：编织的滤布、滤M。•优点：价格便宜，清洗及更换方便。•作用：可截留颗粒的最小直径为5〜65pn

5、。教学设计说明(2)多孔性固体介质组成：素瓷、烧结金属、玻璃、塑料细粉粘结而成的多孔性塑料管。作用：能截留小至1〜3pm的微小颗粒。(3)堆积介质过滤介质的种类①滤纸②脱脂棉。③织物介质。④烧结金属过滤介质。⑤多孔塑料过滤介质。⑥垂熔玻璃过滤介质。⑦多孔陶瓷。⑧微孔滤膜。滤饼的压缩性和助滤剂随着过滤的进行，滤饼的厚度增大，滤液的流动阻力亦逐渐增大，导致滤饼两侧的压强差增大。滤饼的压缩性对压强差有较大影响。不可压缩滤饼：若颗粒巾不易变形的坚硬固体组成，则当压强差增大时，滤饼的结构不发生明S变化，单位厚度滤饼的流动阻力可视作恒定，这类滤饼称为不可压缩滤饼。可压缩滤饼：若滤饼

6、为胶体物质时，当压强差增大时，滤饼则被压紧，使单位厚度滤饼的流动阻力增大，此类滤饼称为可压缩滤饼。助滤剂：对于可压缩滤饼，为了使过滤顺利进行，可以将质地坚硬而能形成疏松滤饼的另一种同体颗粒混入悬浮液或预涂于过滤介质上，以形成疏松饼层，使得滤液畅流，该种颗粒状物质就称为助滤剂。三、过滤的基本理论1、滤液通过饼层的流动对于颗粒层中不规则的通道，可以简化成由一组当S直径为de的细管，而细管的当量直径可由床层的空隙率和颗粒的比表面积来计算。2、颗粒床层的特性颗粒床层的特性可用空隙率、当量直径等物理量來描述。(一)过滤基本方程滤液通过饼层的流动常属于层流状态，可以仿照p28第一章

7、流体力学的泊稷叶公式(Poiseuilie)来描述滤液通过滤饼的流动，则滤液通过饼床层的流速与压强降的关系为：_d；APcu~^uT式中u—滤液在滤饼孔道中的平均流速，m/s；1一滤饼孔道的平均长度m;dl一滤饼孔道的平均直径，m;滤液黏度，Pa•s;△pc—滤液在滤饼层上下游间的压力差，pa;阻力与压强降成正比，因此可认为上式表达了过滤操作中滤液流速与阻力的关系。教学设计说明3、过滤速率过滤速度：单位时间IA)通过单位过滤面积的滤液体积。过滤速率：单位时间内获得的滤液体积。4、比阻r5、过滤介质的阻力6、过滤基本方程dV_Ap(.+p