《化工单元操作》PPT课件

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1、知识目标：●了解非均相物系分离、膜分离及冷冻操作技术的设备结构、特点及应用●理解非均相物系分离、膜分离及冷冻操作技术的工作原理及流程●掌握其过程计算能力目标：●了解主要设备的操作第六章其他单元操作技术一、非均相物系分离的分类及应用非均相混合物：物系内部存在相界面，且界面两侧的物料性质截然不同分散物质（分散相）：非均相物系中，处于分散状态的物质。分散介质（连续相）：包围分散物质而处于连续状态的流体第一节非均相物系分离技术非均相物系分类：1．气态非均相物系如含尘气体，含雾气体等。2．液态非均相物系如乳浊液、悬浮液、泡沫液等。非均相物系分离方法：沉降过滤湿法分离静电分离非均相

2、物系分离在化工生产中的应用：1．满足对连续相或分散相进一步加工的需要。2．收集分散物质。3．净化分散介质。4．环境保护二、重力沉降沉降操作是靠重力的作用，利用分离物质与分散介质的密度差异，使之发生相对运动而分离的过程，在重力的作用下，发生的沉降过程称为重力沉降。重力沉降可分为自由沉降和干扰沉降。自由沉降：颗粒在沉降过程中不受流体及其它粒子的影响的沉降过程。颗粒的自由沉降过程分析:颗粒在静止流体中的沉降过程可分为两个阶段，第一阶段为加速运动，第二阶段为匀速运动。颗粒沉降时加速运动阶段时间很短，在整个沉降过程中往往可以忽略。整个沉降过程可视为匀速运动过程。匀速阶段中颗粒

3、相对于流体的运动速度ut称为沉降速度。重力沉降速度:阻力系数:滞流区或斯托克斯（Stokes）定律区（10－4

4、)(2)颗粒大小(3)流体性质(4)非球形(颗粒形状)阅读课文，回答问题(5)流体流动(6)器壁重力沉降设备1.基本要求与性能2.降尘室（1）结构（2）操作（3）降尘条件（4）生产能力降尘室的容积一般较大，气体在其中的流速<1m/s。实际上为避免沉下的尘粒重新被扬起，往往采用更低的气速。通常它可捕获大于50μm的粗颗粒。颗粒在降尘室内的运动情况如图所示。设有流量为V(m3/s)的含尘气体进入降尘室，降尘室的底面积为A，高度为H。若气流在整个流动截面上均匀分布，则任一流体质点进入至离开降尘室的时间间隔(停留时间)θ为垂直方向上，颗粒在重力作用下以沉降速度向下运动。设大于某

5、直径的颗粒必须除去，该直径的颗粒的沉降速度为ut。沉降时间θt为为满足除尘要求，气流的停留时间至少必须与颗粒的沉降时间相等，即应有θ≥θt。则降尘室的生产能力：qv≤blut思考：1.为什么降尘室通常设计成扁平状？2.将降尘室设计为多层隔板式的原因是什么？多层降尘室三、离心沉降离心沉降是利用连续相与分散相在离心力场中所受离心力的差异使重相颗粒迅速沉降实现分离的操作。离心沉降速度：离心沉降速度是指重相颗粒相对于周围流体的运动速度。滞流区ur=过渡区ur=0.153湍流区ut=1.74离心沉降速度计算公式：离心分离因数KcKc=离心分离因数是离心分离设备的重要指标。要提高K

6、c，可通过增大半径和转速来实现，但出于对设备强度、制造、操作等方面的考虑，实际上，通常采用提高转速并适当缩小半径的方法来获得较大的Kc。尽管离心分离沉降速度大、分离效率高，但离心分离设备较重力沉降设备复杂，投资费用大，且需要消耗能量，操作严格而费用高。因此，综合考虑，不能认为对任何情况，采用离心沉降都优于重力沉降，例如，对分离要求不高或处理量较大的场合采用重力沉降更为经济合理，有时，先用重力沉降再进行离心分离也不失为一种行之有效的方法。旋风分离器：1．旋风分离器的结构与操作原理2．旋风分离器的性能思考：为什么有些时候用几台小旋风分离器并联使用来替代一台大旋风分离器？阅读

7、课文，回答问题旋风分离器旋风分离器的离心分离因数约为5～2500，一般可分离气体中5～75μm直径的粒子。旋风分离器性能的评价指标临界粒径气体经过旋风分离器的压降(1)在分离器内气流形成两个主旋涡(2)外旋涡造成的离心力将颗粒抛向器壁提高分离效率的措施缩小旋风分离器的直径采用较大的进口气速延长锥体部分的高度并联操作减少粉粒重新卷起------扩散式旋风分离器移去顶部旋涡造成的粉尘环选用原则按气体处理量选用四、过滤过滤是一种分离悬浮在液体或气体中固体微粒的操作。是利用一种能将固体微粒截留而让流体通过的多孔介质（过滤介质），将固体微粒从气体或