化工单元操作非均相物系的分离

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1、单元三非均相混合物的分离均相混合物1、混合物非均相混合物:有两种相态(有明显的相界面,性质不均匀)气-固物系:含尘气体;2、非均相混合物液-液物系:乳浊液;液-固物系:悬浮液;连续相（分散介质）、分散相（分散物质）内蒙古化工职业学院3、分离目的（1）回收有用物质（2）净化物料（3）环境保护4、分离方法沉降机械法过滤内蒙古化工职业学院第一节沉降重力沉降沉降离心沉降一、重力沉降1、球形颗粒的自由沉降（1）自由沉降：不受其它颗粒和器壁的影响。（2）自由沉降速度内蒙古化工职业学院经过受力分析：根据牛顿第二定律：浮力F

2、b阻力Fd重力Fg内蒙古化工职业学院颗粒的沉降过程分为两个阶段加速阶段：u=0,Fd=0,a=amaxu↑，fd↑，a↓等速阶段：u=ut时，Fd=Fg-Fb，a=0内蒙古化工职业学院2、阻力系数:实验测得:(1)层流区(10-4

3、则重新进行假设重新计算，直到判断成立。内蒙古化工职业学院4、实际重力沉降速度（1）颗粒形状当量直径：球形度:（2）干扰沉降（3）绝对速度内蒙古化工职业学院二、离心沉降1、离心沉降：利用离心力的作用使固体颗粒迅速沉降的操作。2、离心加速度3、离心沉降速度（受力分析）内蒙古化工职业学院注：ζ及沉降速度仍可以按重力沉降方法计算。4、离心分离因数Kc值一般在102～105之间，其大小反映了离心沉降设备的效能为重力沉降设备的倍数，是离心分离设备性能的一项重要指标。提高离心分离因数的方法：提高转速、设备直径。5、颗粒运动

4、的绝对速度up;内蒙古化工职业学院三、沉降分离设备1、沉降分离设备的指标（1）基本要求:tr≥ts停留时间　　　沉降时间（2）分离性能指标总效率：沉降下来的颗粒的重量与颗粒总重量的比值。粒级分离效率ηi：在一定粒径颗粒的总量中，被分离的部分所占的质量百分数。临界直径dpc:粒级效率100%时的颗粒直径。内蒙古化工职业学院最大生产能力：规定了临界粒径后设备的处理量。二、重力沉降设备１、降尘室含尘气体的处理量降尘室的处理量与降尘室的高度无关。utu内蒙古化工职业学院内蒙古化工职业学院2、连续沉降槽（澄清器，增稠器

5、，浓缩器）（1）结构（2）适用于大流量、低浓度的悬浮液的分离。内蒙古化工职业学院三、离心沉降设备1、旋风分离器是判断旋风分离器分离效率高低的重要依据。临界粒径：5-75μm的粒子。特点：结构简单，价格低廉，性能稳定；内蒙古化工职业学院2、旋液分离器旋风分离器相比，旋液分离器的特点是(1)形状细长，直径小，圆锥部分长，以利于颗粒的分离；(2)中心经常有一个处于负压的气柱，有利于提高分离效果。旋液分离器中颗粒沿壁面高速运动，磨损严重，一般采用耐磨材料制造。内蒙古化工职业学院3、沉降离心机（1）工作原理：利用机

6、械带动液体旋转，分离非均相混合物的设备。（2）种类：立式、卧式；间歇式、连续式；人工卸料式、螺旋卸料式、刮刀卸料式。（3）管式分离机、螺旋卸料沉降离心机内蒙古化工职业学院内蒙古化工职业学院第二节过滤过滤：在推动力的作用下，使液-固或气-固混合物中的流体通过多孔性介质，固体颗粒被截留，实现固体与流体分离的操作。一、概述1、滤饼过滤与深层过滤2、过滤介质：使流体透过而截留固体的可渗透性材料。（1）砂粒、无烟煤、活性炭、金属网、滤布深层过滤饼层过滤内蒙古化工职业学院（2）选择过滤介质的依据：分离要求；悬浮液特性；操

7、作条件；过滤设备的类型；3、过滤的推动力重力、离心力和压强差。加压过滤和真空过滤；恒速过滤与恒压过滤；内蒙古化工职业学院4、过滤基本参数（1）处理量（2）生产能力：单位时间内得到的滤液的体积，m3滤液/h；（3）生产率G：单位时间、单位面积内过滤出的干固体质量，kg干固体/(m2.s)；（4）过滤面积A（5）悬浮液固相浓度c:单位体积悬浮液中含有的固体颗粒的总体积。内蒙古化工职业学院（6）滤饼含液量ω:滤饼中所含液体的质量分数。（7）滤饼与滤液的体积比ν：m3滤饼/m3滤液；（8）过滤速率:单位时间内获得的滤

8、液的体积，m3滤液/s;（9）过滤速度：单位时间内单位过滤面积上得到的滤液的体积，m3滤液/(m2.s);内蒙古化工职业学院5、滤饼的可压缩性可压缩滤饼:助滤剂滤饼不可压缩滤饼6、滤饼的洗涤例题：P112。内蒙古化工职业学院二、恒压过滤1、过滤的基本方程流动模型：液体在圆管内的层（滞）流流动。哈根·泊谡叶公式：（1）空隙率ε：单位体积床层中的空隙体积，m3/m3；（2）滤液的流速：内蒙古化工职业学院