化工原理 机械分离ppt课件.ppt

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1、第三章机械分离本章主要内容3.1概述3.2重力沉降3.3离心沉降3.4流体通过颗粒床层的流动概念和术语均相混合物、非均相混合物；连续相、分散相；分散介质、分散物质。机械分离方法分离目的3.1概述3.2重力沉降一、定义自由沉降：单一颗粒或者充分分散的颗粒群在流体中颗粒间互不影响的沉降过程。二、自由沉降速度曳力系数1.受力分析重力Fg浮力Fb阻力Fd2.曳力系数ξ-Ret关系曲线ξRetRet＜2时（Stokes区)2≤Ret＜500时（Allen区)500≤Ret时(Newton区)3.沉降速度的计算假设沉降属于斯托克斯区选用斯托克斯公式计算ut检验Ret范围：10-4＜Re

2、t＜2ut有效是否重新假设试差法无因次判据法4.沉降速度的影响因素干扰沉降/器壁效应/分子运动/颗粒形状1.降尘室颗粒沉降时间气体通过时间满足除尘要求：θ≥θt，即三、重力沉降设备≥降尘室的生产能力VsVs≤blut=Aut3.3离心沉降一、离心沉降的含义1.原理2.离心分离因数二、离心沉降速度三、离心沉降设备1.旋风分离器结构与工作原理旋风除尘器实物硅铁炉除尘器6300KVA性能参数——旋风分离器中能被完全分离下来的最小颗粒直径（1）临界粒径（2）分离效率——旋风分离器所收集的该颗粒的质量分数。总效率粒级效率粒级效率曲线标准旋风分离器的（3）压降2.旋液分离器旋液分离器又

3、称水力旋流器，是利用离心沉降原理从悬浮液中分离固体颗粒的设备。化工用离心机制药用离心机蔬菜脱水离心机实验室用离心机螺旋卸料离心机3.离心机管式离心机卧式螺旋离心机植物油分离机血液分离机固定床uut3.4流体通过颗粒床层的流动u一、颗粒床层的特性1.床层空隙率ε2.床层的比表面积ab3.床层的各向同性1.概述（1）概念和术语过滤二、悬浮液的过滤滤液滤浆滤饼过滤介质（2）过滤方式深层过滤滤饼过滤（3）过滤介质和滤饼过滤介质滤饼可压缩滤饼不可压缩滤饼（4）助滤剂2.流体通过滤饼床层的流动（1）流体通过滤饼床层（固定床）的阻力床层简化模型床层由许多互

4、相平行的细小孔道组成，孔道长度与床层高度成正比；孔道内表面积之和等于全部颗粒的表面积；孔道全部流动空间等于床层空隙的容积；流动处于层流区。数学分析孔道长度（2）过滤基本方程过滤速度与过滤速率——滤饼的比阻，1/m2滤饼及介质的阻力比阻当量滤饼厚度过滤基本方程3.过滤时间与滤液量的关系（1）过滤方式恒压过滤恒速过滤先恒速后恒压（2）过滤时间与滤液量的关系恒压过滤过滤时间滤液体积0→θe0→Veθe→θ+θeVe→V+Ve+（1）（2）说明方程（1）、（2）为恒压过滤方程；V、θ指实际的滤液量和实际的过滤时间；K由操作压强差和物料特性决定，qe、θe是反映过滤介质阻力大小的常数

5、，统称过滤常数。恒速过滤恒速过滤过程Δp是变量，所以K不是常数。先恒速后恒压一叶滤机，自始至终在恒压下过滤某悬浮液，得出的过滤方程式为q2+20q=250θ，式中q——L/m2；θ——min。实际操作先用5min做恒速过滤，此时压强由0上升至上述试验压强，以后维持此压强不变进行恒压过滤，全部过滤时间为20min，求每一循环每平方米过滤面积可得滤液量。讨论题？先恒速后恒压与纯恒压相比，哪种方式q多？先恒速后恒压是否等价于（5min恒速+15min恒压）？解：由恒压过滤方程q2+20q=250θ得qe=10L/m2K=250L/(m4•min)恒速过滤速度所以恒速过滤阶段获得滤

6、液qR=20.5L/m2由先恒速后恒压过滤方程得每一循环中每平方米过滤面积可得滤液量q=58.4L/m2。恒压下K、qe、θe的测定；实验常数r'、s的测定（4）过滤常数的测定板框压滤机（5）过滤设备滤板和滤框操作示意图叶滤机回转真空过滤机水平真空带式过滤机精密过滤机微孔过滤管（6）滤饼的洗涤洗涤时间：==（叶滤机与真空转筒）=1/4=（板框压滤机）（7）过滤机的生产能力间歇过滤机的生产能力操作周期为T=θ+θW+θDθ——一个操作循环内的过滤时间（s）；θW——一个操作循环内的洗涤时间（s）；θD——一个操作循环辅助操作所需时间（s）。V——一个操作循环内所获得的滤液体积

7、（m3）；Q——生产能力（m3/h）。连续过滤机的生产能力转筒表面浸入滤浆中的分数称为浸没度提高过滤生产能力的措施助滤剂：改变滤饼结构，使之较为疏松且不被压缩。助滤剂多为刚性较好的多孔性粒状或纤维状材料，如常用的硅藻土、膨胀珍珠岩、纤维素等。絮凝剂：使分散的细颗粒凝聚成团从而更容易过滤。絮凝剂有聚合电解质类的如明胶、聚丙烯酰胺等，其长链高分子结构为固体颗粒架桥而成絮团；也有无机电解质类的絮凝剂，其作用为破坏颗粒表面的双电层结构使颗粒依靠范德华力而聚并成团。流动或机械搅动：限制滤饼厚度的增长，或者借用离心力使滤饼在带