化工原理 第三章1.ppt

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1、第三章沉降与过滤§1过滤一、悬浮液的过滤二、过滤基本方程三、过滤常数的测定四、滤饼洗涤五、过滤设备1第一节过滤一、悬浮液的过滤深层过滤滤浆滤饼过滤介质滤液滤饼过滤推动力：重力、压力、离心力架桥现象2过滤介质：多孔性介质、耐腐蚀、耐热并具有足够的机械强度。工业用过滤介质主要有：织物介质，如棉、麻、丝、毛、合成纤维、金属丝等编织成的滤布；多孔性固体介质，如素瓷板或管、烧结金属等。滤浆滤饼过滤介质滤液滤饼过滤第一节过滤3助滤剂：是不可压缩的粉状或纤维状固体，如硅藻土、纤维粉末、活性炭、石棉。使用时，可预涂，也可以混入待滤的滤浆中一起过滤。滤浆

2、滤饼过滤介质滤液滤饼过滤滤饼的压缩性：空隙结构易变形的滤饼为可压缩滤饼。第一节过滤4过滤过程流动的特点：流体在固定床中同一截面上的流速分布很不均匀产生压降的主要原因：二、过滤基本方程第一节过滤5(1)细管长度le与床层高度L成正比(2)细管的内表面积等于全部颗粒的表面积，流体的流动空间等于床层中颗粒之间的全部空隙体积。1、过滤基本方程的推导简化模型：假定：真实速度u固体颗粒床层体积第一节过滤6滤饼内，雷诺数很小，属层流流动，于是：------哈根-泊谡叶方程将le、de、u表达式代入得：由质量守恒得：床层截面积第一节过滤7---单位时间内通

3、过单位过滤面积的滤液体积即过滤速度△p2△p1u表观速度第一节过滤8设每获得单位体积滤液时，被截留在过滤介质上的滤饼体积为c（m3滤饼/m3滤液），则代入过滤速度表达式中：令故第一节过滤9-----过滤基本方程过滤常数△pu表观速度第一节过滤10影响K的因素：影响qe或Ve的因素：滤饼性质（s、、a）滤浆性质（c、）推动力（p）过滤介质的性质（孔的结构、、r0、厚度）△pu表观速度第一节过滤112、恒压过滤△pu表观速度特点：K为常数积分得：或若过滤介质阻力可忽略不计，则或第一节过滤123、恒速过滤△pu表观速度特点：K不为常数，而

4、u为常数。整理得：若过滤介质阻力可忽略不计，则或或第一节过滤13思考：先恒速再恒压操作，恒压段过滤方程？设恒速段过滤时间为1，则或第一节过滤14恒压时：求出压缩指数s三、过滤常数的测定第一节过滤15四、滤饼洗涤特点：洗涤时推动力、阻力不变，洗涤速度为常数。1、洗涤速度与过滤终了速度间的关系若推动力相同，则：第一节过滤162、洗涤时间w第一节过滤17五、过滤设备过滤设备第一节过滤181、板框过滤机滤框、滤板结构：洗板板框压滤机框非洗板洗板一个操作循环：过滤、洗涤、卸渣、整理重装滤液流出悬浮液入口1060块不等，过滤面积约为280m2洗涤液

5、流出洗涤液入口属间歇式特点：横穿洗涤：Lw=2L第一节过滤19属间歇式置换洗涤：Lw=L2、叶滤机滤叶结构：一个操作循环：过滤、洗涤、卸渣、整理重装特点：操作周期：与板框机相同第一节过滤20置换洗涤：Lw=L属连续式过滤、洗涤、吹松、刮渣3、回转真空过滤机转筒---筒的侧壁上覆盖有金属网，长、径之比约为1/22，滤布---蒙在筒外壁上。分配头---转动盘、固定盘构造：一个操作循环：浸没于滤浆中的过滤面积约占全部面积的3040%转速为0.1至23（转/分）特点：第一节过滤21其中：设转筒浸入面积占全部转筒面积的分率为浸没分数，则生产能力：

6、操作周期：若介质阻力忽略不计，则第一节过滤22可见：但这类方法受到一定的限制第一节过滤234、离心过滤机离心过滤机分为立式和卧式两种。离心过滤机是一种利用物料在转鼓表面受到的离心力的分力进行过滤的全自动过滤机。离心过滤机生产能力大、适应范围广，适用于分离固相颗粒＞0.05mm的易过滤悬浮液。第一节过滤24例1某板框过滤机有5个滤框，框的尺寸为63563525mm。过滤操作在20℃、恒定压差下进行，过滤常数K=4.2410-5m2/s，qe=0.0201m3/m2，滤饼体积与滤液体积之比c=0.08m3/m3，滤饼不洗涤，卸渣、重整等辅助时

7、间为10分钟。试求框全充满所需时间。现改用一台回转真空过滤机过滤滤浆，所用滤布与前相同，过滤压差也相同。转筒直径为1m，长度为1m，浸入角度为120。问转鼓每分钟多少转才能维持与板框过滤机同样的生产能力？假设滤饼不可压缩。习题25解：以一个框为基准进行计算。框全充满时滤饼的体积为：滤液量过滤面积再根据恒压过滤方程得：K=4.24105m2/s，qe=0.0201m3/m2习题26板框过滤机的生产能力为：习题27改用回转真空过滤机后，压差不变，故K不变；滤布不变，故qe不变。K=4.24105m2/s，qe=0.0201m3/m2过滤面

8、积设转筒每分钟转n转，则回转真空过滤机生产能力回转真空过滤机习题28