流体输送与非均相分离技术 教学课件 作者 刘承先 张裕萍 主编 汤立新 主审模块三.ppt

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1、模块三非均相物系分离技术非均相物系：凡物系内部有隔开两相的界面存在，而界面两侧的物　　　　　　料性质截然不同的物系。分散介质（连续相）—物系中包围在分散相粒子的周围，使分散相处　　　于分散状态，而自身相对处于连续状态的物质。（量多）分散物质（分散相）—物系中处于相对分散状态的物质。（量少）气态非均相气—液（雾沫液：雾）气—固（含尘气流）连续相为气相的为：液态非均相液—固（悬浮液：泥浆水）液—液（乳浊液：油和水）液—气（泡沫：汽水）连续相为液相的为：分离的方法：●沉降：依据连续相和分散相的密度差异，在重力场或离心力场中　　　　对非均相物系进行分离的操作；重力沉

2、降离心沉降惯性分离沉降●过滤：借助重力、压力或离心力使混合物通过某介质，使液相与固相截留于介质两侧而达到分离的目的。主要用于分离液态非均相物系。重力过滤压差过滤离心过滤过滤●湿法分离：让含尘气体通过水或其它液体中，使颗粒溶于液体中或润湿颗粒，而使颗粒粘在一起，通过重力沉降分离。●静电分离：使含有悬浮尘粒或雾滴的气体通过金属电极间的高压直流静电场，气体电离产生离子附着于悬浮尘粒或雾滴上而使之荷电。荷电的尘粒、雾滴在电场力的作用下至电极后发生中和而恢复中性从而达到分离。文氏涤气器泡沫除尘器典型设备静电分离—文氏涤气器化工生产中常见非均相物系与对应的分离方法及设备

3、名称连续相分散相分离方法分离设备悬浮液液体固体先沉降后过滤，过滤，离心分离沉降器，过滤机，离心机乳浊液液体液体沉降，离心分离沉降器，旋液分离器气-固（尘、烟）气体固体沉降，过滤，离心分离，静电分离降尘室，袋滤器，旋风分离器，电除尘器气-液（雾）气体液体沉降，离心分离，静电分离沉降器，旋风分离器，电除尘器任务一认识非均相物系的分离设备一、沉降设备1.连续沉降槽料浆从中央进料口送入液面下0.3~1.0m处，以小扰动迅速分散到整个横截面上，颗粒下沉，从等浓区变浓区沉聚区；在槽底缓慢转动的耙把浓浆中的液体挤出去，并把沉渣聚拢到锥底的中央排渣口，以“底流”排出。清

4、液向上流动，即使夹带粒子，颗粒在澄清区还是有机会再沉降，使“溢流”的澄清液体保持清洁。工作原理注意：1）进料不能直接往槽内，必须有缓冲装置，以防正在沉降的粒子重新卷起；2）转耙的转速不能快，否则会起搅拌作用。2.多层隔板降尘室3.降尘气道二、过滤设备1.板框压滤机框板结构：一个操作循环：过滤、洗涤、卸渣、整理重装1060块不等，过滤面积约为280m2板有过滤板与洗涤板之分，板、框、洗涤板上分别标有1、2、3钮，组装时板框排列为1，2，3，2，1，2等操作原理：不锈钢板框压滤机特点：板框压滤机的优点是结构简单，制造容易，设备紧凑，过滤面积大而占地小，操作压

5、强高，滤饼含水少，对各种物料的适应能力强。它的缺点是间歇手工操作，劳动强度大，生产效率低2.转筒真空过滤机转筒---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：过滤、洗涤、吹松、刮渣一个操作循环：属连续式特点：立式芯式过滤器3.叶滤机4.袋式过滤器5.离心机操作时,在转鼓中加入待过滤的悬浮液,在离心力的作用下,滤液透过滤布和转鼓上的小孔进入外壳,然后再引至出口,固体则被截留在滤布上成为滤饼。1）三足式离心机——此视频来自东方仿真2）卧式刮刀卸料式离心机——此视频来自东方仿真3）下部手动刮刀卸料式离心

6、机1.旋风分离器三、其他分离设备2.静电除尘器3.湍球塔除尘器4.文丘里除尘器任务二非均相物系分离技术知识准备一、沉降（一）沉降原理分散相颗粒和连续相流体发生相对运动而实现分离操作过程。在重力场中的沉降为重力沉降；在离心力场中的沉降为离心沉降。（二）重力作用下的沉降速度1.前提条件1）颗粒是球形的；2）忽略加速沉降阶段；3）忽略颗粒间及容器壁的干扰。2.颗粒的自由沉降速度1）颗粒在流体中降落时受力情况:据牛顿第二定律:即∑F=ma即Fg–Fd-Fb=ma重力Fg阻力Fd浮力Fb沉降颗粒受力图2）沉降速度基本计算式3）阻力系数ζζ=f(Ret)μ—连续相的粘度

7、，Pa·s。Ret=dputρμρ—连续相的密度，kg/m3;工程上所处理的重相颗粒往往并非球形颗粒。对非球形颗粒的自由沉降过程，阻力系数ζ不仅与Ret有关，同时还与颗粒的球形度φs有关。Φs=与实际颗粒体积相等的球形颗粒的表面积实际颗粒的表面积滞流区或斯托克斯定律区（10-4

8、伦定律区)1