化工原理第三章机械分离与固体流态化..docVIP

本文由moonlight023贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 西 安 交 大 化 工 原 理 电 子 课 件 第三章 机械分离与固体流态化 3.1 过 滤 ? 3.2 沉 降 ? 3.3 固体流态化 前页 后页 返回 主题 西 安 交 大 化 工 原 理 电 子 课 件 3.1 过 滤 ? ? ? ? 3.1.1 概述 3.1.2 过滤基本方程 3.1.3 过滤常数的测定 3.1.4 滤饼洗涤 3.1.5 过滤设备及过滤计算 前页 后页 返回 主题 西 安 交 ? 滤饼过滤其基本原理是在外力（重力、压力、离心 力）作用下，使悬浮液中的液体通过多孔性介质，而 大 固体颗粒被截留，从而使液、固两相得以分离，如图 化 3-1所示。 工 原 滤浆 理 滤饼 电 过滤介质 子 滤液 课 (a) 滤饼过滤 (b) 架桥现象 件 图 3-1 过滤操作示意图 3.1.1 概 述 图 3-2 滤饼过滤 前页 后页 返回 主题 西 安 交 大 化 工 原 理 电 子 课 件 3.1.1 概 述 1．过滤介质 ． 过滤过程所用的多孔性介质称为过滤介质， 过滤介质应具有下列特性：多孔性、孔径大小适 宜、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）。 固体颗粒被过滤介质截留后，逐渐累积成饼 （称为滤饼），如前图3-2所示。 前页 后页 返回 主题 西 安 交 大 化 工 原 理 电 子 课 件 3.1.1 概 述 2．过滤推动力 ． 在过滤过程中，滤液通过过滤介质和 滤饼层流动时需克服流动阻力，因此， 过滤过程必须施加外力。外力可以是重 力、压力差，也可以是离心力，其中以 压力差和离心力为推动力的过滤过程在 工业生产中应用较为广泛。 前页 后页 返回 主题 西 安 交 大 化 工 原 理 电 子 课 件 3.1.1 概 述 3．滤饼的压缩性和助滤剂 ． （1）压缩性 若形成的滤饼刚性不足，则其内部空 隙结构将随着滤饼的增厚或压差的增大 而变形，空隙率减小，称这种滤饼为可 压缩滤饼，反之，若滤饼内部空隙结构 不变形，则称为不可压缩滤饼。 返回 主题 前页 后页 西 安 交 大 化 工 原 理 电 子 课 件 3.1.1 概 述 3．滤饼的压缩性和助滤剂 ． （2）助滤剂 若滤浆中所含固体颗粒很小，或者所形成的滤饼孔 道很小，又若滤饼可压缩，随着过滤进行，滤饼受压 变形，都使过滤阻力很大而导致过滤困难。可采用助 滤剂以改善滤饼的结构，增强其刚性。 助滤剂通常是一些不可压缩的粉状或纤维状固体，能 形成结构疏松的固体层。 常用的助滤剂有：硅藻土、纤维粉末、活性炭、石棉等。 前页 后页 返回 主题 西 安 交 大 化 工 原 理 电 子 课 件 3.1.2 过滤基本方程 L u1 u u le 图 3-3 流体在滤饼中流动的简化模型 将孔道视为长度均为le的一组平行细管，流体 在细管中的平均流速u1，同时考虑到滤饼较薄， 广义压力降可近似用压力降代替，则： u1 = p1 2 de 32μl e 前页 式中 u1 ? 流体的真实流速，m/s； ?p1 ? 通过滤饼的压力降，N/m2； （3－1） μ ? 滤液的粘度，N?s/m2； de ? 滤饼层孔道的当量直径，m； le? 孔道的平均长度，m。 后页 返回 主题 西 安 交 ? 在单位时间内通过单位过滤面积的滤液量为瞬 大 时过滤速度u： dV dq 化 u= = Adτ dτ 工 式中 q ? 单位过滤面积所得的滤液量，q=V/A，m3/m2； 原 A ? 过滤面积，m2。 V——滤液量 理 令ε表示滤饼层空隙率（ε = 空隙体积/滤饼层体积），则： 电 u dV u1 = = 子 ε εAdτ 课 取le=CL，式3-1中的de 采用水力当量直径，则： 件 4 × 流通截面积 4 × 细管的流动空间 d = = e 3.1.2 过滤基本方程 润湿周边长 细管的全部内表面积 前页 后页 返回 主题 西 安