第四章过滤.doc

第四章 习题固定床压降 4-1某种圆柱形颗粒催化剂其直径为dp，高为h，试求等体积的当量直径de 及球形度。现有h=dp=4mm的颗粒，填充在内径为1m的圆筒形容器内，填充高度为1.5m，床层空隙率为0.43。若在20、101.3kPa下使360m3/h的空气通过床层，试估算床层压降为多少？解： 查20、101.3kPa下空气的，使用欧根方程 *4-2用20、101.3kPa空气通过某固定床脱硫器，测得如下数据： 空塔气速 0.3m/s, 单位床层高度的压降 220 Pa/m； 0.8m/s, 1270 Pa/m。 试利用欧根公式估计甲烷在 30、0.7MPa下以空塔气速 0.4m/s 通过床层时，单位床层高度的压降为多少？已知在操作条件下甲烷物性：=0.012mPas；=4.50kg/m3。解：查20、101.3kPa下空气的， 甲烷单位床层高度的压降为： 过滤物料衡算4-3某板框压滤机共有20只滤框，框的尺寸为0.450.450.025m, 用以过滤某种水悬浮液。每1m3悬浮液中带有固体0.016m3, 滤饼中含水50%（质量）。试求滤框被滤饼完全充满时，过滤所得的滤液量（m3）。已知固体颗粒的密度p =1500kg/ m3 , 水=1000kg/ m 3。 解： 过滤设计计算 4-4在恒压下对某种滤浆进行过滤实验，测得如下数据： 滤液量（m3）0.10.200.300.40过滤时间（s）38115228380过滤面积为1 m2，求过滤常数K及q e。 解：滤液量q（m3/m2）0.10.200.300.40过滤时间（s）38115228380/q（sm3/m2）380575760950 4-5某生产过程每年欲得滤液3800 m3，年工作时间5000h，采用间歇式过滤机，在恒压下每一操作周期为2.5h，其中过滤时间为1.5h, 将悬浮液在同样操作条件下测得过滤常数为K=410-6 m2 /s；q e =2.510 m3/ m2。滤饼不洗涤，试求：（1）所需过滤面积，m2；（2）今有过滤面积为8 m2的过滤机，需要几台？ 解：（1）每一操作周期 所需过滤面积 （2）今有过滤面积为8 m2的过滤机，需要 *4-6叶滤机在恒定压差下操作，过滤时间为，卸渣等辅助时间D。滤饼不洗涤。试证当过滤时间满足时，叶滤机的生产能力达最大值。 解：当时，生产能力最大 过滤操作型计算 4-7在恒压下对某种悬浮液进行过滤，过滤10分钟得滤液 4 升。再过滤10分钟又得滤液 2 升。如果继续过滤10分钟，可再得滤液多少升？ 解： 可再得滤液 4-8某压滤机先在恒速下过滤10分钟，得滤液5升。此后即维持此最高压强不变，作恒压过滤。恒压过滤时间为60分钟，又可得滤液多少升？设过滤介质阻力可略去不计。解：恒速过滤10分钟， 恒压过滤，又可得滤液 4-9有一叶滤机，自始至终在恒压下过滤某种水悬浮液时，得过滤方程( q单位为L/ m2；单位为min)。在实际操作中，先在5min时间内作恒速过滤，此时过滤压强自零升至上述试验压强，此后即维持此压强不变作恒压过滤，全部过滤时间为20min。试求：（1）每一循环中每1m2过滤面积可得的滤液量（L）；（2）过滤后再用相当于滤液总量的1/5水以洗涤滤饼，洗涤时间为多少？ 解：（1），5min时间内作恒速过滤（2） *4-10某板框压滤机有10 个滤框，框的尺寸为63563525mm。料浆为13.9%（质量）的CaCO3悬浮液，滤饼含水50%（质量），纯 CaCO3固体的密度为 2710kg/ m3 。操作在 20、恒压条件下进行，此时过滤常数 K=1.5710-5 m2 /s,q e =0.00378 m3/m2 。试求：（1）该板框压滤机每次过滤（滤饼充满滤框）所需的时间；（2）在同样操作条件下用清水洗涤滤饼，洗涤水用量为滤液量的1/10求洗涤时间。解：（1）m2 m3恒压过滤： m3 m3代入恒压过滤方程：s（2）s *4-11过滤面积1.6 m2的叶滤机在操作时测得如下数据： V(m3)0.040.080.120.160.200.24(s)501643175127501029在过滤初期50s内，压差逐步升高到1105 Pa，以后在此恒压下操作。试求： （1）压差1105Pa下的过滤常数K、q e；（2）过滤自始至终在压差1.5105Pa下操作，750s后得滤液量多少？设滤饼不可压缩。解：（1） V-V1(m3)0.040.080.120.160.20-1(s)114267462700979(-1)/ V-V128503337.5385043754895 （2）过滤自始至终在压差1.5105Pa下操作，750s后得滤液量 回转真空过滤 4-12有一回转真空过滤机每分钟转2转，每小时可得滤液4m3。若过滤介质的阻力可忽略不计，问每小时欲获得6m 3 滤液