化工原理第三章 非均相系分离.ppt

1、离心沉降速度ur 旋风分离器性能的主要操作参数为临界粒径， 气体通过旋风分离器的压强降。 第四节 过滤 过滤操作所处理的悬浮液称为滤浆或料浆 所用的多孔性介质称为过滤介质 通过过滤介质的液体称为滤液 被截留下来的颗粒层称为滤饼或滤渣 一、 过滤方式 二、 过滤介质 过滤介质的作用是使清液通过，截留和支承滤饼。对其要求是： 1.具有多孔性，孔道大小合适； 2.具有足够的机械强度和尽可能小的流动阻力； 3.具有相应的耐腐蚀性、耐热性、抗老化性等。  (1)织物介质(滤布)：由棉、毛、丝、麻等天然纤维或尼纶、聚氯乙烯纤维等合成纤维及玻璃丝、金属丝(Cu、Ni、不锈钢)等材料制成的网。被截留的最小颗粒直径5～65μm，应用最广； (2)粒状介质(粒状介质)：由细而硬的粒状物质(砂、木碳、硅藻土、石绵、纤维球、碎石等)堆积而成。用于深床过滤; (3)多孔固体介质：多孔陶瓷、多孔塑料等具有细微孔道固体材料。被截留的最小颗粒直径1～3μm，适于处理含量少、颗粒小的腐蚀性悬浮液或其它特殊场合。 三、 滤饼的压缩性和助滤剂 滤饼的压缩性用压缩性指数s衡量，其值在0～1之间。通过实验测定。 S=0：不可压缩滤饼，无压缩性 S=0～1：可压缩滤饼，s愈大，压缩性愈强。 硅藻土：单细胞水生植物的沉积化石，经过干燥或焙烧，含85％以上的SiO2； 珍珠岩：将一种玻璃状的火山岩熔融后倾入水中，得到中空的小球，再打碎而成； 其它：炭粉、石绵粉、纸浆粉等。 说明 2、当过滤介质阻力可以忽略不计时，恒压过滤方程式简化为： V2=KA2θ 总结：恒压过滤方程式 例3-5： 拟在9.81kPa的恒定压强差下过滤悬浮于水中直径为0.1mm的球形颗粒物质，悬浮液中固相体积分率为10%，水的粘度为1×10-3Pa·s。过滤过程介质阻力不计，滤饼为不可压缩滤饼，其空隙率为60%，过滤机过滤面积为10m2，计算：(1)得到15m3滤液时需过滤时间；(2)若将过滤时间延长一倍时，可得滤液共为若干? 解： 例3-6： 在20oC，10kPa的恒定压强差下对固相体积分率为4%的某种悬浮液进行恒压过滤实验，悬浮液中固相直径为0.1mm的球形颗粒，液相为水，过滤时形成的滤饼中固体体积分数为50%，滤饼不可压缩，实验中过滤20min后得滤液2m2/m3，试求实验条件下的恒压过滤方程。 五、过滤常数的测定 例3-6: 在25℃下对每升水中含25g某种颗粒的悬浮液进行了三次恒压过滤试验，所得数据如下： 四、 过滤设备 一）板框过滤机 滤饼的洗涤 . 1500 1000 500 0 0 0 025 0.05 0.075 q 11.35 22.70 34.05 45.40 56.75 68.10 单位面积滤液量q×103/m3/m2 压强差 △p×10－5/Pa 实验序号 4.3 9.4 16.2 24.5 34.6 46.1 6.5 14.0 24.1 37.1 51.8 69.1 17.3 41.4 72.0 108.4 152.3 201.6 过滤时间θ/s 3.39 1.95 0.463 3 2 1 计算：各压强差下的过滤常数K、qe 2.96 202 68.1 2.68 152 56.8 2.39 108 45.4 2.11 72 34.1 1.82 41.4 22.7 1.52 17.3 11.4 θ/q θ q p=0.463×105/Pa 2qe/K=1.2457 qe=22.17 1/K=0.02526 K=39.59 滤液和洗液通道：一系列的滤板、滤框和洗板装合压紧后，它们的右上圆孔形成了滤浆通道，左上圆孔形成了洗水通道。 滤浆 洗水 滤板 滤框 洗板 滤布 滤板的作用有二：一是支撑滤布；二是滤液流出的通道。 滤框的作用：一是支撑滤布；二是滤浆的容纳区和滤饼的形成区。 洗板 板框压滤机 框 非 洗板 洗板 滤液流出 悬浮液入口 滤液排出方式： 明流：滤液经每块过滤板底部侧管直接排出 暗流：各板流出的滤液汇集在总管后排出 洗水路径为过滤终了时过滤路径的两倍， 洗涤面积为过滤面积的一半。 洗板 板框压滤机 框 非 洗板 洗板 洗涤液流出 洗涤液入口 横穿洗涤法 将板框拉开卸出滤饼。对板、框和滤布进行清理后，重新组装进行下一个循环。 洗涤结束后，旋开压紧装置， 结构简单，价格低廉，占地面积小，过滤面积大。 可根据需要增减滤板的数量，调节过滤能力。 对物料的适应能力较强，由于