化工原理 第四章PPT课件

第四章固体颗粒流体力学基础与机械分离 化工原理 第四章固体颗粒流体力学基础与机械分离 固体颗粒特性 固体颗粒在流体中运动时的阻力 沉降分离 过滤 固体流态化 其他机械分离技术 4 1固体颗粒特性 4 1 1单一颗粒特性 1 球形颗粒 4 1 4 2 4 3 2 非球形颗粒 4 4 4 1 2颗粒群的特性 1 粒度分布 4 1 2颗粒群的特性 2 颗粒的平均直径颗粒平均直径的计算方法很多 其中最常用的是平均比表面积直径 设有一批大小不等的球形颗粒 其总质量为G 经筛分分析得到相邻两号筛直径的颗粒质量为Gi 筛分直径为di 根据比表面积相等原则 颗粒群的平均比表面积直径可写为 4 9 4 1 3粒径测量 4 1 3粒径测量 4 2固体颗粒在流体中运动时的阻力 4 2固体颗粒在流体中运动时的阻力 4 3沉降分离 4 3 1重力沉降 1 光滑球形颗粒在静止流体中的自由沉降 4 3 1重力沉降 4 3 1重力沉降 2 重力沉降设备降尘室 4 3 1重力沉降 沉降槽 4 3 1重力沉降 分级器 4 3 2离心沉降 1 离心沉降速度 4 3 2离心沉降 2 离心沉降设备旋风分离器 4 3 2离心沉降 临界直径 4 22 分离效率 4 3 2离心沉降 4 22 阻力损失气体通过旋风分离器时受器壁的摩擦阻力 流动时局部阻力以及气体旋转运动所产生的动能损失影响 造成气体的压强降低 该压降可表示为 4 23 4 3 2离心沉降 旋液分离器 4 3 2离心沉降 环流式旋风除尘器与液固分离器 4 3 2离心沉降 4 3 2离心沉降 离心沉淀机 4 4沉降 4 4 1过滤原理 1 过滤过程 4 4 1过滤原理 4 4 1过滤原理 2 过滤操作分类 4 4 1过滤原理 3 过滤介质 4 4 2过滤原理 1 过滤基本方程式表述 4 27 4 28 4 29 4 4 2过滤原理 2 恒压过滤基本方程式 4 34 4 35 K与物料特性及压强差有关 单位为m2 s qe与过滤介质阻力大小有关 单位为m3 m2 二者均可由实验测定 4 4 3过滤设备 1 板框压滤机 4 4 3过滤设备 2 加压叶滤机 4 4 3过滤设备 3 转筒真空过滤机 4 4 3过滤设备 4 袋式过滤器 4 4 3过滤设备 4 4 3过滤设备 4 袋式过滤器 4 4 4过滤操作的改进 1 使用助滤剂常用的助滤剂有硅藻土 珍珠岩或石棉粉 炭粉等刚性好的颗粒 助滤剂有两种使用方法 一种是把助滤剂与水混合成的悬浮液在滤布上先进行预滤 使滤布上形成l 3mm助滤剂层然后正式过滤 此法可防止滤布堵塞 另一种是将助滤剂混在料浆中一道过滤 此法只能用于滤饼不予回收的情况 4 4 4过滤操作的改进 2 动态过滤为了在过滤过程中限制滤饼的增厚 蒂勒于1977年提出了一种新的过滤方式 即料浆沿过滤介质平面的平行方向高速流动 使滤饼在剪切力作用下被大部分铲除 以维持较高的过滤能力 因滤液与料浆流动方向呈错流 故称错流式过滤 又因滤饼被基本铲除 亦称为无滤饼过滤 但较多的称法为动态过滤 4 4 4过滤操作的改进 3 深层过滤以固体颗粒固定床作为过滤介质 将悬浮液中的固体粒子截留在床层内部 且过滤介质表面不生成滤饼的过滤称为深层过滤 4 5固体流态化 4 5 1固体流态化现象 1 固定床阶段 2 流化床阶段 散式流化 聚式流化 3 输送床阶段 4 5 1固体流态化现象 4 5 1固体流态化现象 4 5 1固体流态化现象 1 腾涌现象 2 沟流 4 5 2固体流态化流体力学特性 1 压降与流速的关系 4 5 2固体流态化流体力学特性 2 流化床的流体空速范围 临界流化速度umf 4 37 带出速度 4 5 2固体流态化流体力学特性 3 流化床的操作范围流化床的操作范围 为空塔速度的上下极限 用比值ut umf的大小来衡量 ut umf称为流化数 对于细颗粒 ut umf 91 7 对于大颗粒 ut umf 8 62 研究表明 上面两个ut umf的上下限值与实验数据基本相符 ut umf值常在10 90之间 细颗粒流化床较粗颗粒有更宽的流速操作范围 4 5 3分布板对流化质量的影响 1 分布板的作用 2 分布板的形式 4 5 3分布板对流化质量的影响 4 5 3分布板对流化质量的影响 4 5 4固体流态化技术的应用 4 5 4固体流态化技术的应用 4 5 4固体流态化技术的应用 4 5 4固体流态化技术的应用 4 6其他机械分离技术 4 6 1静电除尘 4 6 1静电除尘 4 6 1静电除尘 4 6 2湿法捕集 1 在捕集气体内悬浮物的同时 只要液体选用适当 还可吸收而除去气体内的有害组分 所以用途更为广泛 2 在消耗同样能量的情况下 湿法捕集一般可比干法捕集的除尘效率高 而且能处理粘性大的固体颗粒 但不适于处理憎水性和水硬性颗粒 3 洗涤器设备本身较简单 费用也不高 但却要有一套液体的供给及回收系统 所以