27-28学时.ppt

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1、3.4.2过滤基本方程式3.4过滤3.4.1过滤操作的基本概念第3章非均相物系的分离和固体流态化1一、滤液通过饼层的流动滤液通过滤饼层流动的特点：①滤液通道细小曲折，形成不规则的网状结构；②随着过滤进行，滤饼厚度不断增加，流动阻力逐渐加大，因而过滤属非稳态操作；③细小而密集的颗粒层提供了很大的液、固接触表面，滤液的流动大多在层流区。2二、过滤速率与过滤速度过滤速度过滤速率单位时间通过单位过滤面积的滤液体积，单位为m/s。单位时间获得的滤液体积，单位为m3/s。3三、滤饼的阻力滤饼的比阻反映了颗粒形状、尺寸及床层的空隙率对滤液流动的影响，为单位厚度床层的阻力，单位1/m2。4滤饼的阻力单

2、位1/m。因此三、滤饼的阻力5四、过滤介质的阻力仿照过滤介质阻力,1/m可以写出滤液穿过过滤介质层的速度关系式：6假设过滤介质对滤液流动的阻力相当于厚度为Le的滤饼层的阻力，即将过滤介质与滤饼联合起来考虑,则当量滤饼厚度虚拟滤饼厚度过滤压强差四、过滤介质的阻力7一定操作条件下，以一定介质过滤一定悬浮液时，Le为定值；但同一介质在过滤不同悬浮液的操作中，Le值不同。四、过滤介质的阻力8若每获得1m3滤液所形成的滤饼体积为(m3)，则任一瞬间的滤饼厚度L与当时已经获得的滤液体积V之间的关系应为滤饼体积与相应的滤液体积之比，m3/m3五、过滤基本方程式9同理有过滤介质的当量滤液体积，虚拟滤液

3、体积所以五、过滤基本方程式10考虑到滤饼的压缩性，通常可借用下面的经验公式来粗略估算压强差增大时比阻的变化，即滤饼的压缩性指数，量纲为1一般情况下，s=0～1。对于不可压缩滤饼，s=0。几种典型物料的压缩性指数值，列于表3－5中。五、过滤基本方程式11最后可得过滤基本方程式应用过滤基本方程式时，需针对操作的具体方式而积分。过滤操作有两种典型的方式，即恒压过滤及恒速过滤。五、过滤基本方程式123.4.3恒压过滤3.4过滤3.4.1过滤操作的基本概念3.4.2过滤基本方程式第3章非均相物系的分离和固体流态化13若过滤操作是在恒定压强差下进行的，则称为恒压过滤。恒压过滤是最常见的过滤方式。连

4、续过滤机内进行的过滤都是恒压过滤，间歇过滤机内进行的过滤也多为恒压过滤。恒压过滤时滤饼不断变厚，致使阻力逐渐增加，但推动力Δp恒定，因而过滤速率逐渐变小。恒压过滤14对于一定的悬浮液，k可视为常数。令恒压过滤15恒压过滤时，压强差Δp不变，k、A、s都是常数。再令K是由物料特性及过滤压强差所决定的常数，称为过滤常数，其单位为m2/s。所以恒压过滤16令则有单位过滤面积所得滤液体积单位过滤面积所得当量滤液体积积分，得到恒压过滤方程式,恒压过滤17当过滤介质阻力可以忽略时，则恒压过滤方程式恒压过滤18过滤常数介质常数由实验测定恒压过滤193.4.4恒速过滤与先恒速后恒压过滤3.4过滤3.4

5、.1过滤操作的基本概念3.4.2过滤基本方程式3.4.3恒压过滤第3章非均相物系的分离和固体流态化20恒速过滤维持速率恒定的过滤方式称为恒速过滤。在这种情况下，由于随着过滤的进行，滤饼不断增厚，过滤阻力不断增大，要维持过滤速率不变，必须不断增大过滤的推动力——压强差。常数一、恒速过滤21在一定的条件下，式中的μ、r、v、uR及qe均为常数，仅Δp及q随θ而变化，于是得到令于是对不可压缩滤饼进行恒速过滤时，其操作压强差随过滤时间成直线增大。，一、恒速过滤22先恒速后恒压图3-17先恒速后恒压过滤装置1-正位移泵2-支路泵3-过滤机二、先恒速后恒压过滤23恒压阶段的过滤方程为转入恒压操作后

6、所经历的过滤时间。为转入恒压操作后所得的滤液体积。二、先恒速后恒压过滤243.4.5过滤常数的测定3.4过滤3.4.1过滤操作的基本概念3.4.2过滤基本方程式3.4.3恒压过滤3.4.4恒速过滤与先恒速后恒压过滤第3章非均相物系的分离和固体流态化25一、恒压下的测定在某指定的压强差下对一定料浆进行恒压过滤时，过滤常数K、qe、θe可通过恒压过滤实验测定。将恒压过滤方程式直线的斜率为，截距为。变换为26二、压缩性指数s的测定先在若干不同的压强差下对指定物料进行实验，求得若干过滤压强差下的K值，然后对K-Δp数据加以处理，即可求得s值。上式两端取对数，得K与Δp的关系在双对数坐标上标绘时

7、应是直线，直线的斜率为(1-s)，截距为lg(2k)。273.4.6过滤设备3.4过滤3.4.1过滤操作的基本概念3.4.2过滤基本方程式3.4.3恒压过滤3.4.4恒速过滤与先恒速后恒压过滤3.4.5过滤常数的测定第3章非均相物系的分离和固体流态化28一、板框压滤机图3-18板框压缩机1-压紧装置2-可动头3-滤框4-滤板5-固定头6-滤液出口7-滤浆进口8-滤布29图3-19滤板和滤框一、板框压滤机30图3-20板框压缩机内液体流动路径(a