精细化工设备第8章

1、第八章第八章 分离设备分离设备 由于在自然界中的由于在自然界中的原材料是不纯原材料是不纯的，在参加化的，在参加化学反应前需要把与反应学反应前需要把与反应无关无关或对反应或对反应有害有害的组分分的组分分离出去，使反应顺利进行，同样反应过程离出去，使反应顺利进行，同样反应过程中间产物中间产物和反应的和反应的粗产品粗产品也要进行分离，以保证也要进行分离，以保证产品的纯度产品的纯度。 分离设备分离设备所占的地位在数量上远超过了反应设所占的地位在数量上远超过了反应设备，投资和消耗的能量及操作费用也在产品中占极备，投资和消耗的能量及操作费用也在产品中占极大的比重，因此分离过程应该引起足够的重视。大的比重，

2、因此分离过程应该引起足够的重视。第八章第八章 分离设备分离设备主要内容：主要内容：第一节第一节、机械分离设备、机械分离设备第二节第二节、膜分离设备、膜分离设备第三节第三节、超临界流体萃取装置、超临界流体萃取装置思考题、作业思考题、作业第一节第一节 机械分离设备机械分离设备一、板框式过滤设备一、板框式过滤设备二、离心式过滤设备二、离心式过滤设备三、真空式过滤设备三、真空式过滤设备四、沉降设备四、沉降设备 机械分离设备主要用于非均相物系的分离，包括进机械分离设备主要用于非均相物系的分离，包括进行液行液- -固分离的过滤设备、液固分离的过滤设备、液- -液分离设备的离心设备等。液分离设备的离心设备等

3、。 第一节第一节 机械分离设备机械分离设备一、板框式过滤设备一、板框式过滤设备1. 板框过滤机结构板框过滤机结构板框压滤机板框压滤机压紧装置可动头固定头滤框滤板滤布 板框过滤机由多块带有凹凸纹路的滤板和框交替排列叠加，组装于机架上，板框过滤机由多块带有凹凸纹路的滤板和框交替排列叠加，组装于机架上，即按即按板板-框框-板板-框框顺序叠加。顺序叠加。第一节第一节 机械分离设备机械分离设备滤板和滤框滤板和滤框 板和框一般制成正方形板和框一般制成正方形，板和框的角端均开有圆孔，装板和框的角端均开有圆孔，装合、压紧后即构成供滤浆、滤液或洗涤液流动的通道。框的合、压紧后即构成供滤浆、滤液或洗涤液流动的通道

4、。框的两侧覆以滤布，空框与滤布围成了容纳滤浆及滤饼的空间。两侧覆以滤布，空框与滤布围成了容纳滤浆及滤饼的空间。板又分为板又分为洗涤板洗涤板与与过滤板过滤板两种。两种。滤板的作用是滤板的作用是支撑滤布，提支撑滤布，提供滤液流出的通道供滤液流出的通道。所以滤板上制成各种凹凸或纹路，突出。所以滤板上制成各种凹凸或纹路，突出部分支撑滤布，凹陷部分为滤液的流出通道。部分支撑滤布，凹陷部分为滤液的流出通道。压紧装置的驱压紧装置的驱动可用手动、电动或液压传动等方式。动可用手动、电动或液压传动等方式。第一节第一节 机械分离设备机械分离设备 过滤时，悬浮液在指定的压力下经滤浆通道由滤框角端的暗孔进入框内，过滤时

5、，悬浮液在指定的压力下经滤浆通道由滤框角端的暗孔进入框内，滤液分别穿过两侧滤布，再经邻板板面流到滤液出口排走，固体则被截留于框滤液分别穿过两侧滤布，再经邻板板面流到滤液出口排走，固体则被截留于框内，待滤饼充满滤框后，即停止过滤。滤液的排出方式有明流与暗流之分。若内，待滤饼充满滤框后，即停止过滤。滤液的排出方式有明流与暗流之分。若滤液经由每块滤板底部侧管直接排出，则称为明流。若滤液不宜暴露于空气中滤液经由每块滤板底部侧管直接排出，则称为明流。若滤液不宜暴露于空气中，则需将各板流出的滤液汇集于总管后送走，称为暗流。，则需将各板流出的滤液汇集于总管后送走，称为暗流。 若滤饼需要洗涤，可将洗水压入洗水

6、通道，经洗涤板角端的暗孔进入板面若滤饼需要洗涤，可将洗水压入洗水通道，经洗涤板角端的暗孔进入板面与滤布之间。此时，应关闭洗涤板下部的滤液出口，洗水便在压力差推动下穿与滤布之间。此时，应关闭洗涤板下部的滤液出口，洗水便在压力差推动下穿过一层滤布及整个厚度的滤饼，然后再横穿另一层滤布，最后由过滤板下部的过一层滤布及整个厚度的滤饼，然后再横穿另一层滤布，最后由过滤板下部的滤液出口排出。这种操作方式称为横穿洗涤法，其作用在于提高洗涤效果。滤液出口排出。这种操作方式称为横穿洗涤法，其作用在于提高洗涤效果。滤板和滤框滤板和滤框 第一节第一节 机械分离设备机械分离设备一、板框式过滤设备一、板框式过滤设备2.

7、 板框过滤机的操作过程板框过滤机的操作过程第一节第一节 机械分离设备机械分离设备一、板框式过滤设备一、板框式过滤设备2. 板框过滤机的操作过程板框过滤机的操作过程 过滤时，悬浮液在指定压强下经进料通道由滤框角端的暗孔进入过滤时，悬浮液在指定压强下经进料通道由滤框角端的暗孔进入框内，滤液分别穿过两侧滤布，在滤框的凹陷部分汇集，流至滤液口框内，滤液分别穿过两侧滤布，在滤框的凹陷部分汇集，流至滤液口排出，固体颗粒被截留于框内形成滤饼。滤饼充满全框后，过滤结束。排出，固体颗粒被截留于框内形成滤饼。滤饼充满全框后，过滤结束。 若滤饼需要洗涤，可将洗水压入洗水通道，经洗涤板角端的暗孔若滤饼需要洗涤，可将洗

8、水压入洗水通道，经洗涤板角端的暗孔进入板面与滤布之间。此时，应关闭洗涤板下部的滤液出口，洗水便进入板面与滤布之间。此时，应关闭洗涤板下部的滤液出口，洗水便在压力差推动下穿过一层滤布及整个厚度的滤饼，然后再横穿另一层在压力差推动下穿过一层滤布及整个厚度的滤饼，然后再横穿另一层滤布，最后由过滤板下部的滤液出口排出。滤布，最后由过滤板下部的滤液出口排出。 板框压滤机的操作压强一般为板框压滤机的操作压强一般为300500kPa，个别可达到，个别可达到1500kPa。滤板和滤框可用多种金属材料或耐腐蚀材料制成，并可使用塑料涂层，滤板和滤框可用多种金属材料或耐腐蚀材料制成，并可使用塑料涂层，以适应过滤介质

9、的性质及机械强度等方面的要求。以适应过滤介质的性质及机械强度等方面的要求。第一节第一节 机械分离设备机械分离设备一、板框式过滤设备一、板框式过滤设备3. 板框过滤机的应用板框过滤机的应用板框过滤机板框过滤机优点优点：结构简单，制造方便，附属设备少，占地面积小而：结构简单，制造方便，附属设备少，占地面积小而过滤面积大，同等条件下，单位时间内处理的滤液量就多，所以处理过滤面积大，同等条件下，单位时间内处理的滤液量就多，所以处理能力大；加压过滤，操作压强高，且可根据滤液的性质更换滤布，对能力大；加压过滤，操作压强高，且可根据滤液的性质更换滤布，对各种物料的适应能力强；过滤面积可调，调节板框的数目就能

10、实现过各种物料的适应能力强；过滤面积可调，调节板框的数目就能实现过滤面积的调整。板框数目多过滤面积大，反之则少。滤面积的调整。板框数目多过滤面积大，反之则少。板框过滤机板框过滤机缺点缺点：由于框内空间有限，所以板框压滤机为间歇操作，：由于框内空间有限，所以板框压滤机为间歇操作，装卸板框的劳动强度大，生产效率低，滤饼洗涤慢，且不均匀，由于装卸板框的劳动强度大，生产效率低，滤饼洗涤慢，且不均匀，由于经常拆卸，滤布损坏严重。经常拆卸，滤布损坏严重。第一节第一节 机械分离设备机械分离设备一、板框式过滤设备一、板框式过滤设备3. 板框过滤机的应用板框过滤机的应用板框过滤机比较适合情况：需要加压过滤时，如

11、过滤要求得到比较干板框过滤机比较适合情况：需要加压过滤时，如过滤要求得到比较干的滤饼或较澄清的液体的情况，或比较难过滤的情况；在有限空间内的滤饼或较澄清的液体的情况，或比较难过滤的情况；在有限空间内需要较大的过滤面积。需要较大的过滤面积。板框过滤机不能用于对环境有污染的液体过滤过程，因为板框在拆卸板框过滤机不能用于对环境有污染的液体过滤过程，因为板框在拆卸过程中会长期暴露在环境中，容易对环境造成污染。一般板框压滤机过程中会长期暴露在环境中，容易对环境造成污染。一般板框压滤机不用于饱和盐水的过滤，因为卸料时饱和盐水使板框温度降低，需要不用于饱和盐水的过滤，因为卸料时饱和盐水使板框温度降低，需要重

12、新加热才能进料。重新加热才能进料。第一节第一节 机械分离设备机械分离设备二、离心式过滤设备二、离心式过滤设备 离心分离离心分离是利用惯性离心力的作用分离非均相物系的一种有效方是利用惯性离心力的作用分离非均相物系的一种有效方法。常用来从悬浮液分离出固体颗粒，或者从悬浮液中分离出重液和法。常用来从悬浮液分离出固体颗粒，或者从悬浮液中分离出重液和清液等。清液等。 利用离心力迫使液体通过过滤介质，使固液分离，这种设备称为利用离心力迫使液体通过过滤介质，使固液分离，这种设备称为离心过滤设备离心过滤设备。离心过滤是在。离心过滤是在鼓壁上有孔鼓壁上有孔的离心机中进行分离悬浮液的离心机中进行分离悬浮液的操作。

13、在有空的鼓壁内表面覆以滤布，当鼓壁以高速旋转时，鼓内的操作。在有空的鼓壁内表面覆以滤布，当鼓壁以高速旋转时，鼓内的液体在离心力的作用下由滤孔迅速排出，而固体颗粒被截留在滤布的液体在离心力的作用下由滤孔迅速排出，而固体颗粒被截留在滤布上，以实现滤液和固体的分离。上，以实现滤液和固体的分离。第一节第一节 机械分离设备机械分离设备二、离心式过滤设备二、离心式过滤设备1. 三足离心机三足离心机三足离心机结构三足离心机结构1-支脚；支脚；2-外壳；外壳；3-转鼓；转鼓；4-马达；马达；5-皮带轮皮带轮第一节第一节 机械分离设备机械分离设备二、离心式过滤设备二、离心式过滤设备1. 三足离心机三足离心机 三

14、足离心机三足离心机是一种常用的人工卸料的是一种常用的人工卸料的间歇式离心机间歇式离心机。离心机的主要不见。离心机的主要不见是一篮式转鼓，壁面钻有许多小孔，内壁衬有金属丝及滤布。整个机座和外罩是一篮式转鼓，壁面钻有许多小孔，内壁衬有金属丝及滤布。整个机座和外罩籍三根弹簧悬挂于三足支柱上，以减轻籍三根弹簧悬挂于三足支柱上，以减轻加料或其它原因造成加料或其它原因造成运转时的震动。三运转时的震动。三足离心机有过滤式和沉降式两种，其卸料方式又有上部卸料与下部卸料之分。足离心机有过滤式和沉降式两种，其卸料方式又有上部卸料与下部卸料之分。国内生产的三足式离心机技术参数范围如下：国内生产的三足式离心机技术参数

15、范围如下：转鼓直径，转鼓直径，m0.451.5有效容积，有效容积，m30.020.4过滤面积，过滤面积，m20.62.7转速，转速， r/min7301950分离因数分离因数Kc4501170第一节第一节 机械分离设备机械分离设备二、离心式过滤设备二、离心式过滤设备1. 三足离心机三足离心机 三足式离心机结构简单，制造方便，运转平稳，适应性强，所得三足式离心机结构简单，制造方便，运转平稳，适应性强，所得滤饼中固体含量少，滤饼中固体颗粒不易受损伤，适用于间歇生产中滤饼中固体含量少，滤饼中固体颗粒不易受损伤，适用于间歇生产中小批量物料，尤其适用于盐类晶体的过滤和脱水。其缺点是卸料时劳小批量物料，尤

16、其适用于盐类晶体的过滤和脱水。其缺点是卸料时劳动强度大，生产能力低。近年来已出现了自动卸料及连续生产的三足动强度大，生产能力低。近年来已出现了自动卸料及连续生产的三足式离心机。式离心机。第一节第一节 机械分离设备机械分离设备二、离心式过滤设备二、离心式过滤设备2. 刮刀卸料式离心机刮刀卸料式离心机 悬浮液从进料管进入全速运转的鼓悬浮液从进料管进入全速运转的鼓内，液相经滤网及鼓壁小孔被甩到鼓外，内，液相经滤网及鼓壁小孔被甩到鼓外，再经机壳的排液口流出。留在鼓内的固再经机壳的排液口流出。留在鼓内的固相被耙齿均匀分布在滤网面上。当滤饼相被耙齿均匀分布在滤网面上。当滤饼达到指定厚度时，进料阀门自动关闭

17、，达到指定厚度时，进料阀门自动关闭，停止进料进行冲洗，再经甩干一定时间停止进料进行冲洗，再经甩干一定时间后，刮刀自动上升，滤饼被刮下并经倾后，刮刀自动上升，滤饼被刮下并经倾斜的溜槽排出。刮刀升至极限位置后自斜的溜槽排出。刮刀升至极限位置后自动退下，同时冲洗阀又开启，对滤网进动退下，同时冲洗阀又开启，对滤网进行冲洗，即完成一个操作循环，重新开行冲洗，即完成一个操作循环，重新开始进料。始进料。 刮刀卸料式离心机刮刀卸料式离心机第一节第一节 机械分离设备机械分离设备二、离心式过滤设备二、离心式过滤设备2. 刮刀卸料式离心机刮刀卸料式离心机 在转鼓全速运动中自动地依次进行在转鼓全速运动中自动地依次进行

18、加料、分离、洗涤、甩干、卸料、洗网加料、分离、洗涤、甩干、卸料、洗网等操作，每批操作周期约为等操作，每批操作周期约为3590s。每。每一工序的操作时间可按预定要求实行自一工序的操作时间可按预定要求实行自动控制。动控制。 此种离心机可连续运转，自动操作，此种离心机可连续运转，自动操作，生产能力大，劳动条件好，适宜于大规生产能力大，劳动条件好，适宜于大规模连续生产，目前已较广泛地用于石油、模连续生产，目前已较广泛地用于石油、化工行业中，如硫铵、尿素、碳酸氢铵、化工行业中，如硫铵、尿素、碳酸氢铵、聚氯乙稀、食盐、糖等物料的脱水，由聚氯乙稀、食盐、糖等物料的脱水，由于用刮刀卸料，使颗粒破碎严重，对于于

19、用刮刀卸料，使颗粒破碎严重，对于必须保持晶粒完整的物料不宜采用。必须保持晶粒完整的物料不宜采用。活塞推料离心机活塞推料离心机二、离心式过滤设备二、离心式过滤设备3. 活塞推料离心机活塞推料离心机 活塞推料离心机是一种活塞推料离心机是一种连连续操作续操作的过滤式离心机。在全的过滤式离心机。在全速运转的情况下，料浆不断由速运转的情况下，料浆不断由进料管送入，沿锥形进料斗的进料管送入，沿锥形进料斗的内壁流至转鼓的滤网上。滤液内壁流至转鼓的滤网上。滤液穿过滤网经滤液出口连续排出，穿过滤网经滤液出口连续排出，积于滤网内面上的滤渣则被往积于滤网内面上的滤渣则被往复运动的活塞推送器沿转鼓内复运动的活塞推送器

20、沿转鼓内壁面推出。滤渣被推至出口的壁面推出。滤渣被推至出口的途中，可用由冲洗管出来的水途中，可用由冲洗管出来的水进行喷洗，洗水则由另一出口进行喷洗，洗水则由另一出口排出。整个过程在转速不同的排出。整个过程在转速不同的部位连续自动进行。部位连续自动进行。第一节第一节 机械分离设备机械分离设备第十章第十章 分离设备分离设备活塞推料离心机活塞推料离心机二、离心式过滤设备二、离心式过滤设备3. 活塞推料离心机活塞推料离心机 活塞推料离心机主要适用于活塞推料离心机主要适用于处理颗粒较粗，直径较大（处理颗粒较粗，直径较大（d0.15mm），浓度适中（含固量），浓度适中（含固量10%），并能很快脱水和失去流

21、），并能很快脱水和失去流动性的悬浮液。生产能力可达每动性的悬浮液。生产能力可达每小时小时0.325吨的固体。卸料时晶吨的固体。卸料时晶体破碎程度小。多用于食盐、硫体破碎程度小。多用于食盐、硫酸铵、尿素等的生产中。酸铵、尿素等的生产中。 活塞推料离心机除单级外，活塞推料离心机除单级外，还有双级、四级等各种形型式。还有双级、四级等各种形型式。采用多级活塞推料离心机能改善采用多级活塞推料离心机能改善其工作状况、提高转速及分离较其工作状况、提高转速及分离较难处理的物料。难处理的物料。活塞推料离心机活塞推料离心机二、离心式过滤设备二、离心式过滤设备3. 活塞推料离心机活塞推料离心机 活塞推料离心机是一种

22、活塞推料离心机是一种连连续操作续操作的过滤式离心机。在全的过滤式离心机。在全速运转的情况下，料浆不断由速运转的情况下，料浆不断由进料管送入，沿锥形进料斗的进料管送入，沿锥形进料斗的内壁流至转鼓的滤网上。滤液内壁流至转鼓的滤网上。滤液穿过滤网经滤液出口连续排出，穿过滤网经滤液出口连续排出，积于滤网内面上的滤渣则被往积于滤网内面上的滤渣则被往复运动的活塞推送器沿转鼓内复运动的活塞推送器沿转鼓内壁面推出。滤渣被推至出口的壁面推出。滤渣被推至出口的途中，可用由冲洗管出来的水途中，可用由冲洗管出来的水进行喷洗，洗水则由另一出口进行喷洗，洗水则由另一出口排出。整个过程在转速不同的排出。整个过程在转速不同的

23、部位连续自动进行。部位连续自动进行。第一节第一节 机械分离设备机械分离设备二、离心式过滤设备二、离心式过滤设备4. 离心式过滤设备常见故障及处理方法离心式过滤设备常见故障及处理方法第一节第一节 机械分离设备机械分离设备噪音大:可能原因:离心机放置不水平,减震系统破坏;加料不均匀;转鼓长时间被物料侵蚀;摩擦部位未加注相关润滑剂;出液口堵塞等.处理办法:检查离心机是否水平放置,离心机的减震柱角是否完好无损;均匀加料,或适当调节加料量;检查转鼓是否存有大量黏结的干料,可委托 生产厂家作动平衡检测;转子轴承部位加 润滑剂;检查出液口是否堵塞,出液口堵塞会使转鼓在液体中转动,从而增大摩擦,加大噪音.二、

24、离心式过滤设备二、离心式过滤设备4. 离心式过滤设备常见故障及处理方法离心式过滤设备常见故障及处理方法第一节第一节 机械分离设备机械分离设备(2)主轴温升过高:可能原因:出厂所加润滑脂已耗完;主轴轴承间有微小杂物;机器转速过高,超过设计能力处理办法:打开主轴加润滑脂;清理主轴轴承;按出厂标配的转速使用离心机.二、离心式过滤设备二、离心式过滤设备4. 离心式过滤设备常见故障及处理方法离心式过滤设备常见故障及处理方法第一节第一节 机械分离设备机械分离设备(3)电机温升过高:可能原因:机器负荷太重;电机速度过高;电路自身设计缺陷.处理办法:检查是否按相关负荷运转;按正常转速使用电机,如果一切正常,而

25、温度仍升温,请联系电机生产厂家进行更换. 离心机为高速运转设备,一般处理物料为具有腐蚀性物料,在长期的使用过程中,要及时检查机器各部件是否正常,必要时予以更换,以防止造成不安全事故.三、真空式过滤设备三、真空式过滤设备 真空过滤设备是利用真空在过滤介质两侧产生的压真空过滤设备是利用真空在过滤介质两侧产生的压力差，使液体透过，固体截流，从而实现分离的目的。力差，使液体透过，固体截流，从而实现分离的目的。精细化工生产中常见的真空过滤设备有以下几种。精细化工生产中常见的真空过滤设备有以下几种。真空转鼓过滤设备真空转鼓过滤设备转台真空过滤机转台真空过滤机1.1.真空带式过滤器真空带式过滤器第一节第一节

26、 机械分离设备机械分离设备真空转鼓过滤设备真空转鼓过滤设备第一节第一节 机械分离设备机械分离设备 真空转鼓过滤器真空转鼓过滤器第一节第一节 机械分离设备机械分离设备2. 转台真空过滤机转台真空过滤机第一节第一节 机械分离设备机械分离设备转台真空过滤机转台真空过滤机2. 转台真空过滤机转台真空过滤机第一节第一节 机械分离设备机械分离设备 转台转台( (平盘平盘) )式真空过滤机是一种上加料式连续真空过滤机式真空过滤机是一种上加料式连续真空过滤机, ,在水平放在水平放置的主转盘上环形安置若干扇形滤室置的主转盘上环形安置若干扇形滤室, ,滤室上部配有滤板滤室上部配有滤板, ,滤网滤网, ,滤布滤布;

27、 ;滤室滤室下部有出液管下部有出液管, ,与错气盘连接与错气盘连接. .需过滤需过滤 的料浆由上部加料斗连续加入的料浆由上部加料斗连续加入, ,经过经过滤后滤后, ,滤液由下部的出液管流经错气盘至气液分离器滤液由下部的出液管流经错气盘至气液分离器; ;滤饼经多次洗涤并吸滤饼经多次洗涤并吸干后由螺旋出料器输送出料干后由螺旋出料器输送出料. .过滤机水平回转一周过滤机水平回转一周, ,完成加料完成加料-(-(反吹反吹)-)-过滤过滤- -洗涤洗涤- -吸干吸干- -出料等基本工艺过程出料等基本工艺过程. .主转台及卸料螺杆的转速均为变频调速主转台及卸料螺杆的转速均为变频调速, ,以满足不同工艺操作

28、需要以满足不同工艺操作需要. . 转台真空过滤机具有结构简单转台真空过滤机具有结构简单, ,工艺适应性好工艺适应性好, ,运转平稳运转平稳, ,脱水快脱水快, ,洗涤洗涤效果好的特点效果好的特点, ,对于脱浆快的悬浮液对于脱浆快的悬浮液, ,更有单位时间处理量大的优点更有单位时间处理量大的优点, ,特别特别适用于洗涤要求高适用于洗涤要求高, ,含中粗颗粒料浆的过滤含中粗颗粒料浆的过滤. .适用如磷酸适用如磷酸, ,钛白粉钛白粉, ,氧化铝氧化铝, ,无机盐无机盐, ,精细化工精细化工, ,冶金冶金, ,选矿等工业领域的液固分离选矿等工业领域的液固分离. .其缺点是占地面积大其缺点是占地面积大,

29、 ,设备费用高设备费用高. .2. 真空带式过滤机真空带式过滤机第一节第一节 机械分离设备机械分离设备 真空带式过滤器真空带式过滤器四、沉降设备四、沉降设备 由于固体和液体密度一般不同由于固体和液体密度一般不同,利用重力作用或使用利用重力作用或使用离心力可将密度较大的沉降下来离心力可将密度较大的沉降下来,从而实现液固分离的目从而实现液固分离的目的的,实现这种分离过程的设备称为沉降设备。按照是否需实现这种分离过程的设备称为沉降设备。按照是否需要离心力的作用可分为重力沉降设备和离心沉降设备两要离心力的作用可分为重力沉降设备和离心沉降设备两种。种。重力沉降设备重力沉降设备 (重力沉降室重力沉降室,

30、沉降槽沉降槽)1.1.离心沉降设备离心沉降设备( (旋风分离器旋风分离器, ,旋液分离器旋液分离器, ,螺旋卸料离心螺旋卸料离心机机, ,碟式分离机碟式分离机, ,管式高速离心机管式高速离心机) )第一节第一节 机械分离设备机械分离设备第一节第一节 机械分离设备机械分离设备（一）重力沉降设备（一）重力沉降设备 1、重力沉降室、重力沉降室图图8-14 8-14 沉降室沉降室第一节第一节 机械分离设备机械分离设备1、重力沉降室、重力沉降室第一节第一节 机械分离设备机械分离设备2、沉降槽、沉降槽 连续沉降槽连续沉降槽大锥角的沉降槽大锥角的沉降槽 第一节第一节 机械分离设备机械分离设备(二二) 离心沉

31、降设备离心沉降设备1. 旋风分离器旋风分离器 当含杂质气体沿轴向进入旋风当含杂质气体沿轴向进入旋风分离管后，气流受导向叶片的导流分离管后，气流受导向叶片的导流作用而产生强烈旋转，气流沿筒体作用而产生强烈旋转，气流沿筒体呈螺旋形向下进入旋风筒体，密度呈螺旋形向下进入旋风筒体，密度大的液滴和尘粒在离心力作用下被大的液滴和尘粒在离心力作用下被甩向器壁，并在重力作用下，沿筒甩向器壁，并在重力作用下，沿筒壁下落流出旋风管排尘口至设备底壁下落流出旋风管排尘口至设备底部储液区，从设备底部的出液口流部储液区，从设备底部的出液口流出。旋转的气流在筒体内收缩向中出。旋转的气流在筒体内收缩向中心流动，向上形成二次涡

32、流经导气心流动，向上形成二次涡流经导气管流出管流出. 第一节第一节 机械分离设备机械分离设备(二二) 离心沉降设备离心沉降设备1. 旋风分离器旋风分离器第一节第一节 机械分离设备机械分离设备(二二) 离心沉降设备离心沉降设备2. 旋液分离器旋液分离器螺旋卸料离心机螺旋卸料离心机第一节第一节 机械分离设备机械分离设备(二二) 离心沉降设备离心沉降设备3. 螺旋卸料离心机螺旋卸料离心机第一节第一节 机械分离设备机械分离设备二、离心式过滤设备二、离心式过滤设备3. 螺旋卸料离心机螺旋卸料离心机螺旋卸料螺旋卸料离心机离心机主要由高转速的转鼓、与转鼓转向相同且转速比主要由高转速的转鼓、与转鼓转向相同且转

33、速比转鼓略高或略低的螺旋和差速器等部件组成。当要分离的悬浮液转鼓略高或略低的螺旋和差速器等部件组成。当要分离的悬浮液进入离心机转鼓后，高速旋转的转鼓产生强大的进入离心机转鼓后，高速旋转的转鼓产生强大的离心力离心力把比液相把比液相密度大的固相颗粒沉降到转鼓内壁，由于螺旋和转鼓的转速不同，密度大的固相颗粒沉降到转鼓内壁，由于螺旋和转鼓的转速不同，二者存在有二者存在有相对运动（即转速差），相对运动（即转速差），利用螺旋和转鼓的相对运动利用螺旋和转鼓的相对运动把沉积在转鼓内壁的固相推向转鼓小端出口处排出，分离后的清把沉积在转鼓内壁的固相推向转鼓小端出口处排出，分离后的清液从离心机另一端排出。差速器（齿

34、轮箱）的作用是使转鼓和螺液从离心机另一端排出。差速器（齿轮箱）的作用是使转鼓和螺旋之间形成一定的转速差。旋之间形成一定的转速差。 碟式分离机碟式分离机第一节第一节 机械分离设备机械分离设备(二二) 离心式过滤设备离心式过滤设备4. 碟式分离机碟式分离机第一节第一节 机械分离设备机械分离设备碟式分离机碟式分离机是立式离心机，转鼓装在立轴上端，通过传动装置由是立式离心机，转鼓装在立轴上端，通过传动装置由电动机驱动而高速旋转。转鼓内有一组互相套叠在一起的碟形零电动机驱动而高速旋转。转鼓内有一组互相套叠在一起的碟形零件件-碟片。碟片。碟片与碟片之间留有很小的间隙碟片与碟片之间留有很小的间隙。悬浮液（或

35、乳浊液）。悬浮液（或乳浊液）由位于转鼓中心的进料管加入转鼓。当悬浮液（或乳浊液）流过由位于转鼓中心的进料管加入转鼓。当悬浮液（或乳浊液）流过碟片之间的间隙时，固体颗粒（或液滴）在离心机作用下沉降到碟片之间的间隙时，固体颗粒（或液滴）在离心机作用下沉降到碟片上形成沉渣（或液层）。沉渣沿碟片表面滑动而脱离碟片并碟片上形成沉渣（或液层）。沉渣沿碟片表面滑动而脱离碟片并积聚在转鼓内直径最大的部位，分离后的液体从出液口排出转鼓。积聚在转鼓内直径最大的部位，分离后的液体从出液口排出转鼓。碟片的作用碟片的作用是缩短固体颗粒（或液滴）的是缩短固体颗粒（或液滴）的沉降距离沉降距离、扩大转鼓的、扩大转鼓的沉降面积

36、，转鼓中由于安装了碟片而大大提高了分离机的生产能沉降面积，转鼓中由于安装了碟片而大大提高了分离机的生产能力。力。积聚在转鼓内积聚在转鼓内的固体在分离机停机后拆开转鼓由人工清除，的固体在分离机停机后拆开转鼓由人工清除，或通过排渣机构在不停机的情况下从转鼓中排出。或通过排渣机构在不停机的情况下从转鼓中排出。 第一节第一节 机械分离设备机械分离设备(二二) 离心沉降设备离心沉降设备5. 管式高速离心机管式高速离心机管式离心机管式离心机第二节第二节 膜分离设备膜分离设备膜的基本概念膜的基本概念 膜是指在一个流体相内或两个流体相之间以特定的膜是指在一个流体相内或两个流体相之间以特定的形式限制和传递组分，

37、从而将流体相分隔成两部分的一形式限制和传递组分，从而将流体相分隔成两部分的一薄层物质。薄层物质。 膜为两相之间的选择屏障。膜为两相之间的选择屏障。 膜为两个不同浓度相之间具有选择性的栅栏。膜为两个不同浓度相之间具有选择性的栅栏。 第二节第二节 膜分离设备膜分离设备一、膜分离技术一、膜分离技术膜分离过程膜分离过程1、微滤（、微滤（MF）2、超滤（、超滤（UF）3、纳滤、纳滤 (F)4、反渗透、反渗透5、其他、其他渗析、控制释放、膜渗析、控制释放、膜传感器、膜法气体分传感器、膜法气体分离等离等 膜组件膜组件原料原料 截留物截留物 渗透物渗透物 第二节第二节 膜分离设备膜分离设备二、膜分离装置二、膜

38、分离装置工业膜组件工业膜组件对膜组件的要求对膜组件的要求 1 1、对膜能够提供足够的支撑，并可使高压原料侧和、对膜能够提供足够的支撑，并可使高压原料侧和低压透过侧严格分开；低压透过侧严格分开； 2 2、在能耗最小的条件下，使原料在膜表面上流动状在能耗最小的条件下，使原料在膜表面上流动状况均匀合理，以减少浓差极化；况均匀合理，以减少浓差极化； 3 3、具有尽可能高的膜装填密度，并使膜的安装和更、具有尽可能高的膜装填密度，并使膜的安装和更换方便；换方便； 4 4、装置牢固、安全可靠、价格低廉、易于维修。、装置牢固、安全可靠、价格低廉、易于维修。 第二节第二节 膜分离设备膜分离设备膜组件的结构要求膜

39、组件的结构要求（1）流动均匀，无死角；）流动均匀，无死角；（2）装填密度大；）装填密度大；（3）有良好的机械、化学和热稳定性；）有良好的机械、化学和热稳定性；（4）成本低；）成本低；（5）易于清洗；）易于清洗； （6）易于更换膜；）易于更换膜；（7）压力损失小。）压力损失小。第二节第二节 膜分离设备膜分离设备（一）（一） 板框式板框式板框式膜组件板框式膜组件1第二节第二节 膜分离设备膜分离设备平板式膜组件平板式膜组件第二节第二节 膜分离设备膜分离设备优点优点: : 每两片膜之间的渗透物都是被单独引出的，容易消每两片膜之间的渗透物都是被单独引出的，容易消除操作中的故障，更换单对膜片很方便，膜片在

40、加工中除操作中的故障，更换单对膜片很方便，膜片在加工中也无需象卷式需要粘合才能使用，成本是最低廉的。可也无需象卷式需要粘合才能使用，成本是最低廉的。可以简单地增加膜的层数实现增大处理量的目的。以简单地增加膜的层数实现增大处理量的目的。缺点：缺点：（1）该系统需要个别密封的的数目太多，）该系统需要个别密封的的数目太多，（2）内部压力损失也相对较高，）内部压力损失也相对较高，（3）其对膜的机械强度要求较高，）其对膜的机械强度要求较高，（4）由于组件流程较短，其单程的回收率较低，）由于组件流程较短，其单程的回收率较低， (5）其组件的装填密度较低）其组件的装填密度较低 ， (6) 组件基本都由不锈钢

41、制作，成本昂贵。组件基本都由不锈钢制作，成本昂贵。第二节第二节 膜分离设备膜分离设备 平板式膜组件的优缺点平板式膜组件的优缺点优点优点可更换单对膜片可更换单对膜片; ;不易污染不易污染; ;无须粘合即可使用无须粘合即可使用. .缺点缺点需要很多密封圈需要很多密封圈; ;流体流向的转折多流体流向的转折多, ,造成较大的压力损失造成较大的压力损失; ;装填密度相对较小装填密度相对较小(400m(400m2 2/m/m3 3).).应用领域应用领域UF（超滤）（超滤） 、 MF （微滤）、（微滤）、 RO （反渗透）、（反渗透）、PV（渗透汽化）、（渗透汽化）、ED（电渗析）（电渗析） 第二节第二节

42、 膜分离设备膜分离设备（1 1）不能用于强酸强碱的场合；）不能用于强酸强碱的场合；（2 2）耐有机溶剂性能较差；）耐有机溶剂性能较差；（3 3）不能用于高温场合；）不能用于高温场合；（4 4）膜组件单位体积内的膜面积较小。）膜组件单位体积内的膜面积较小。 平板膜组件在使用中受以下条件限制平板膜组件在使用中受以下条件限制第二节第二节 膜分离设备膜分离设备(二二) 圆管式圆管式特点特点：（1 1）膜通量大，浓缩倍数高，可达到较高的含固量；）膜通量大，浓缩倍数高，可达到较高的含固量；（2 2）料液流道宽，允许高悬浮物含量的料液进入膜）料液流道宽，允许高悬浮物含量的料液进入膜组件，预处理简单；膜清洗简

43、单，膜芯使用寿命长；组件，预处理简单；膜清洗简单，膜芯使用寿命长；（3 3）对堵塞不敏感，拆卸和清洗也容易；）对堵塞不敏感，拆卸和清洗也容易；（4 4）如果某一根管子损坏，可以方便地更换之；）如果某一根管子损坏，可以方便地更换之；（5 5）装填密度不高，流速高，能耗较高；膜填装密）装填密度不高，流速高，能耗较高；膜填装密度较低、单位膜面积造价相对卷式膜较高；度较低、单位膜面积造价相对卷式膜较高；（6 6）设备的死体积较大，不利于提高浓缩比；）设备的死体积较大，不利于提高浓缩比； 第二节第二节 膜分离设备膜分离设备(二二) 圆管式圆管式管式膜组件管式膜组件第二节第二节 膜分离设备膜分离设备管式膜

44、组件管式膜组件第二节第二节 膜分离设备膜分离设备管式膜组件管式膜组件第二节第二节 膜分离设备膜分离设备管式膜组件的优缺点管式膜组件的优缺点特征特征di=625mm；原料液走管内；原料液走管内；有支撑管。有支撑管。优点优点湍流流动；湍流流动；对堵塞不敏感；对堵塞不敏感；易于清洗；易于清洗；膜组件中压力损失较小。膜组件中压力损失较小。缺点缺点装填密度小装填密度小(100m(100m2 2/m/m3 3) )；单位膜面积的进料体积通量较大；单位膜面积的进料体积通量较大；需要弯头连接需要弯头连接( (增加了压力损失增加了压力损失) )。应用领域应用领域MFMF（微滤）、（微滤）、UFUF（超滤）、单级（超滤）、单级RORO（单级反渗（单级反渗透