《液固分离及干燥》PPT课件

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1、第六章分离6.3固液分离固液分离可分为浓缩和过滤，浓缩包括重力分离和离心浓缩。重力分离主要利用沉降槽使获得浓缩的底流产物和溢流的清液，使固液分离。离心浓缩设备根据离心力产生的方式可分为两种类型：水力旋流器和离心机。我们重点介绍水力旋流器。6.3.1浓缩6.3.1.1水力旋流器水力旋流器是在水介质中根据不同大小的固体颗粒在离心力作用下沉降速度不同进行分级。水力旋流器由于其结构简单，无运动部件，操作强度小，造价低，维修方便，分级效率高等优点，广泛应用于湿法磨矿作业。第六章分离图6.6水力旋流器1-溢流管；2-筒体；3-底流管；4-进料管1243第六章分离（1）构造

2、和原理水力旋流器的构造和工作原理示意图如图6.6所示。筒体2的上部为圆柱形、下部为圆锥体，中间插入溢流管1。在筒体的上部，沿圆柱的切线方向有进料管4，圆柱形的出口为底流管3。料浆在压力的作用下经进料管沿切线方向进入筒体，在筒体中料浆作旋转运动，其中的固体颗粒在离心力的作用下除随料浆一起旋转运动外，还沿半径方向发生离心沉降，粗颗粒的沉降速度大，很快即到达筒体内壁并沿内壁下落至圆锥部分，最后从底流管排出，称为沉砂。细颗粒的沉降速度小，它们尚未接近筒壁仍处于筒体的中心附近时即被后来的料浆所排挤，被迫上升到溢流管排出，称为溢流。如此粗细颗粒分别从底流和溢流流出收集，从

3、而实现了固液分离。第六章分离①生产能力根据生产实践，锥角为20º水力旋流器，其生产能力为式中di——溢流管直径，m；d0——进料管直径，m；ΔP——进料管与溢流管中料浆的压力差，Pa。所谓进料管的当量直径是指与进料口截面积相等的圆的直径。设进料口的截面积为F，则有（6.13）对于锥角不是20º的旋流器，应乘以校正系数（6.14）（m3/h）（6.12）第六章分离②临界分离粒径根据与旋风分离器类似的原理，经推导可得临界分离粒径dc为如果在半径为r，高度为h的圆柱面上，液体的轴向速度为零，则凡大于dc的颗粒均成为沉砂，小于dc的颗粒进入溢流，粒径等于dc的颗粒为旋

4、流器的临界分离粒径。通常以位于半径等于溢流管半径处的颗粒作为临界粒径，同时考虑到实际上在旋流器底部液体的径向速度较大，以致有些较粗颗粒可能进入溢流，因此一般取圆柱筒体高度h为锥筒高度H2的2/3。旋流器底流管的直径比其本身的直径小得多，锥筒高度可近似表示为：（m）（6.15）第六章分离（6.18）式中——液体的黏度，Pa·s；——进料管与溢流管中液体的压力差，Pa；——颗粒的密度，kg/m3；——液体的密度，kg/m3。将上述有关各式整理可得自由沉降条件下的临界分离粒径为：（6.16）（6.17）第六章分离（m）（6.19）应该指出，实际上溢流中还有约5％颗

5、粒的粒径大于计算值，其中最粗的可达计算值的1.5～2倍。由此得出，水力旋流器的进口压力对生产能力和临界分离粒径有较大影响。进口压力增大，则生产能力增大，分离粒径减小。为了得到细颗粒，有时会用较大的进口压力。但随着进口压力的增大，动力消耗增加很多，会加剧旋流器的磨损。实际上，通过增大进口压力的方法来满足生产能力和分离粒径的要求是不经济的。对于锥角为20º的旋流器，水的黏度以1.005×10-3Pa·s计，上式则可写成：第六章分离根据分离粒径大小不同，进口压力一般为30～200kPa。为了获得良好的分离效果，最重要的是保持稳定的进口压力。进口压力的波动会引起分离效

6、率的降低，在沉砂中会混入大量的细小颗粒，进口压力越低，压力波动的影响越大。③直径水力旋流器的直径与生产能力、分离粒径有关，直径的选择应根据分离粒径的大小而定。一般情况下，为满足生产能力的需要，可将几个旋流器并联使用。作为细粒物料分级的旋流器其直径通常为50～100mm。水力旋流器直筒高度一般为其直径的0.5～1.5倍。第六章分离④溢流管直径溢流管直径的变化会影响旋流器的所有工作参数，一般取旋流器直径的0.2～0.4倍。溢流管插入深度会影响其溢流粒度。插入深度增大，溢流粒度变细，但插入深度以直筒的下部边缘为界，若超过下部边缘，反会使溢流变粗。⑤底流管直径底流管直

7、径为溢流管直径的0.2～0.7倍。应设计一个可调节孔径的底流管，以便调整至分级效率最佳的合适尺寸。进料管的当量直径可在下述范围内选取0.5d0＜di＜do（6.20）⑥锥角实践表明，作为分级用的水力旋流器，合适的锥角为20°左右；对于浓度较小的料浆，为了获得细粒溢流可用较小的锥角。第六章分离6.3.2过滤在陶瓷和耐火材料生产过程中，湿法粉磨的料浆的含水量往往高达40％以上，不符合成型工艺的要求，例如，可塑成型的物料水分为20％～26％，半干压成型要求的水分更低，约7%左右，因此，必须将料浆中过多的水分除去。将料浆中水分除去的操作称为脱水，实际上就是液一固分离过

8、程。压滤机即是常用的脱水设备之一。（1