第二篇(第七章)过滤.ppt

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1、第七章过滤§1过滤操作的基本概念§2表面过滤的基本理论四川农业大学本科生课程环工原理1§1过滤操作的基本概念分离悬浮液（固-液混合物）含尘气体（固-气混合物）------过滤一、过滤过程混合物中的流体在推动力（重力、压力、离心力等）作用下通过过滤介质时，流体中的固体颗粒被截留，而流体通过过滤介质，从而实现流体与颗粒物的分离。四川农业大学本科生课程环工原理2二、过滤介质（1）固体颗粒：天然的（如石英砂、无烟煤、磁铁矿粒）和人工合成的（如各种滤料）（2）织物介质，如棉、麻、丝、毛、合成纤维、金属丝等编织成的滤布；（3）多孔性固体介质，如素瓷板或管、烧结金属板或管等。（4）多孔膜

2、：由高分子有机材料或无机材料制成的薄膜。过滤介质滤浆滤饼滤液四川农业大学本科生课程环工原理3三、过滤分类（表面过滤）推动力：重力、压力、离心力架桥现象滤饼过滤表面（滤饼）过滤示意图以固体颗粒为过滤介质四川农业大学本科生课程环工原理4过滤流体滤液过滤介质深层过滤示意图应用比较：滤饼过滤：颗粒物浓度较高或过滤速度较慢、滤饼层容易形成。如污泥脱水用的真空过滤机、板框式压滤机，给水处理中的慢滤池、袋式除尘器。深层过滤：颗粒物含量少。如快滤池在拦截、惯性碰撞、扩散沉淀等作用下，颗粒物最终附着在介质表面四川农业大学本科生课程环工原理5§2表面过滤的基本理论一、过滤基本方程悬浮液滤液过滤

3、介质L滤饼△p过滤速度------dt---微分过滤时间，s；dV---dt时间内通过过滤面的滤液量，m3；A---过滤面积四川农业大学本科生课程环工原理6悬浮液滤液过滤介质L滤饼△p过滤速度与推动力之间的关系可用Darcy定律表示：Rm，Rc----过滤介质和滤饼层的过滤阻力，m-1；rm，r----过滤介质和滤饼层的过滤比阻，m-2，是单位厚度过滤介质或滤饼层的阻力；Lm，L----过滤介质和滤饼层厚度，m。Rm=rmLm；Rc=rL---------Ruth过滤方程四川农业大学本科生课程环工原理7将过滤介质的阻力转化成厚度为Le的滤饼层的阻力四川农业大学本科生课程环工

4、原理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f（m3滤饼/m3滤液），则代入过滤速度表达式中：大多数情况下，有：故四川农业大学本科生课程环工原理9-----表面过滤基本方程过滤常数K反映悬浊液的过滤特性，与悬浊液浓度、滤液黏度以及滤饼层的颗粒性质和可压缩性有关;Ve和qe跟过滤介质特性相关。四川农业大学本科生课程环工原理10（一）、恒压过滤二、过滤过程的计算特点：K为常数积分得：或若过滤介质阻力可忽略不计，则或------确定滤液量与过滤时间和过滤压差等之间的关系。四川农业大学本科生课程环工原理113、恒速过滤特点：K不为常数，而u为常数。整理得：若过滤介质

5、阻力可忽略不计，则或或四川农业大学本科生课程环工原理121500t1000q500000.0250.050.075q三、过滤常数的测定恒压时：求出压缩指数s四川农业大学本科生课程环工原理13例：在实验室中采用一个边长为0.24m×0.23m小型板框过滤对某固体粉末与水的悬浮液进行过滤实验。悬浮液固体含量为25kg/m3，温度为20℃。试验分别测定了在过滤压强差△p为0.1MPa、0.3MPa、0.4MPa下。在不同过滤时间下所得的滤液体积量见下表。试求：（1）各△p下的过滤常数K及过滤介质的当量滤液体积qe；（2）滤饼压缩指数s。实验序号ⅠⅡⅢ过滤压强差△p/MPa0.10

6、.30.4滤液体积V/m3过滤时间/s0.000000.0174.029.622.60.02214.395.174.50.03448.0205.2170.70.04756.2351.7285.80.051120.2530.8423.2四川农业大学本科生课程环工原理14实验序号ⅠⅡⅢ过滤压强差△p/MPa0.10.30.4V/m3q/m3m-2tt/qtt/qtt/q0.010.10474.0711.529.6284.622.6217.30.020.208214.31030.395.1457.274.5358.20.030.31448.01445.2205.2661.9170

7、.7550.60.040.416756.21817.8351.7845.4285.8687.00.050.5201120.22167.7530.81020.8423.2813.8（1）由实验数据计算出不同条件下的q与t/q，结果见下表。在直角坐标上分别绘出不同△p下的t/q～q值，得三条直线。读取直线斜率和截距即可求得K、qe。Ⅰ：2.81×10-4，0.0458；Ⅱ：5.59×10-4，0.0270；Ⅲ：6.84×10-4，0.0238四川农业大学本科生课程环工原理15（2）将三次实验的K和△p数据绘制于双对数坐