非均相物系分离.pptVIP

关于非均相物系分离; 本章学习要求：;均相混合物：物系内部各处物料性质均匀而不存在相界面（如溶液、混合气体等）。 非均相混合物：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（含尘气体、含雾气体、悬浮液、乳浊液、泡沫液等）。 沉降操作：依靠某种力的作用，利用分散物质与分散介质的密度差异，使之发生相对运动而分离的过程。 机械分离方法（按流动方式不同）：沉降和过滤。 沉降作用力：重力（重力沉降）和惯性离心力（离心沉降）。;3.1 概述;3.2 沉降分离;球形颗粒的自由沉降 阻力系数ζ 影响沉降速度的因素 沉降速度的计算;颗粒在流体中受到三个力的作用，如下所示： ; 根据牛顿第二运动定律，颗粒所受三个力的合力应等于颗粒的质量与加速度的乘积，即; 阻力系数ζ;; 影响沉降速度的因素;试差法;（1）工作原理 ;① 结构;④ 改变沉降速??的方法 ;过滤操作的基本概念 过滤基本方程式，过滤常数的测定 提高过滤生产能力的措施;利用重力或压差使悬浮液通过多孔性过滤介质，将固体颗粒截留，从而实现固-液分离的单元操作。 ;饼层过滤 固体物质沉积于过滤介质表面而形成滤饼层的操作，真正发挥截留颗粒作用的主要是滤饼本身，因此称作饼层过滤。饼层过滤主要用于含固量较大（1%）的场合。 深层过滤 固体颗粒并不形成滤饼，而是沉积于较厚的粒状对滤介质床层内部的过滤操作。深床过滤主要用于净化含固量很少（0.1%）流体，如水净化等。;;3.4.1.1 物料衡算;a: 滤液通道细小曲折，形成不规则的网状结构； b: 随着过滤进行，滤饼厚度不断增加，流动阻力逐渐增大，因而过滤属非稳态操作； C: 细小而密集的颗粒层提供了很大的液固接触面，滤液的流动大都在滞流区。 ; 对于颗粒层不规则的通道可简化为长度为L的一组平行细管，细管长度随滤饼层的厚度而变，细管的当量直径可由床层的孔隙率和颗粒的比表面积来计算。 ;规定： 1、细管的全部流动空间等于床层的空隙容积。 2、细管的内表面积等于床层中颗粒的全部表面积。 对于滤液通过平行细管的滞流流动，可用泊谡叶方程加以描述： 即 或;过滤速率;滤饼阻力;过滤总过程;用滤液体积来表示滤饼厚度： v:每获得1m3滤液所形成的滤饼体积为vm3。 则： 同理：;考虑滤饼的可压缩性; 若过滤过程中保持过滤推动力（压差）不变，则称为恒压过滤。对于指定滤浆的恒压过滤，K为常数。 ;若过滤介质阻力可忽略不计，则以上两式简化为： ;若过滤时保持过滤速度不变，则过滤过程为恒速过滤。 ;恒压下K、qe、θe的测定;θ;;压缩性指数s的测定;板框压滤机;滤浆由总管入框;横穿洗涤：;第39页，共47页，2022年，5月20日，13点29分，星期六; 叶滤机也是间歇操作设备，具有过滤推动力大、单位地面所容纳的过滤面积大、滤饼洗涤较充分等优点。其生产能力比板框压滤机大，而且机械化程度高，劳动力较省，密闭过滤，操作环境较好。其缺点是构造较复杂、造价较高。 ;第41页，共47页，2022年，5月20日，13点29分，星期六;3.5 洗涤速率与洗涤时间;板框式过滤机;3.6 过滤设备生产能力; 助滤剂：改变滤饼结构，使之较为疏松且不被压缩，则可提高过滤与洗涤速率。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锥度的转鼓中自动移动等动态过滤技术，也可以有效地提高过滤速率;例：拟在9.81×103的恒定压差下过滤直径为0.1mm球形颗粒物质悬浮于水中，颗粒比表面积为6×104m2/m3，过滤时形成不可压缩滤饼，其空隙率为60％，此悬浮液中固相所占的体积分率为10％，已知水的粘度为1×10-3Pa.s，过滤介质阻力可以忽略，求 1.滤饼的比阻r。 2.每平方米过滤面积上获得1.5m3滤液所需的过滤时间。 3.若将此过滤时间延长一倍，可再得多少滤液？;感谢大家观看