第三章非均相物系分离

1、安徽理工大学 张洪流概述概述 （一）颗粒的自由沉降速度（一）颗粒的自由沉降速度gdFp3pg6 gdF3pb6 2 42 22p2duduAF 图图3-1静止流体中颗粒受力图静止流体中颗粒受力图 22pp3pdb 8)(6udgdFFFFggdu3)(4ppt0F瞬时合力瞬时合力FgFbFd (二二)阻力系数阻力系数 )(RetftpReudt 实际颗粒的表面积球形颗粒的表面积与实际颗粒体积相等的s 36peVd 18)(p2ptgdu 4 . 1/16 . 04 . 0p1.6pt)(153. 0gdu gdu)(74. 1ppt 【例【例3-1】某厂拟采用重力沉降净化粗盐水。粗盐水密度为】

2、某厂拟采用重力沉降净化粗盐水。粗盐水密度为1200kg/m3，粘，粘度为度为2.3cP，其中固体颗粒可视为球形，密度为，其中固体颗粒可视为球形，密度为2640kg/m3。求：。求：直径为直径为0.1mm的固体颗粒的沉降速度；的固体颗粒的沉降速度；沉降速度为沉降速度为0.02m/s的颗粒直径。的颗粒直径。 m/s1041. 3103 . 218)12002640()10(81. 918)(3324p2ptgdu校核流型校核流型 2178. 0103 . 212001041. 310Re334tptud（层流区） mm/s41. 3tu m1042. 2)12002640(81. 902. 010

3、3 . 218)g( 1843ptpud253. 2103 . 2120002. 01042. 2Re34tptud1/1.61/3 0.64tpp0.021200(2.3 10 )2.59 10 m0.153()0.1539.81 (2640 1200)udg4pt3t32.59 100.02 1200Re2.70102.3 10d u 。计算最大石英粒子的沉降速度：设沉降属过渡区，由阿伦定律有计算最大石英粒子的沉降速度：设沉降属过渡区，由阿伦定律有 4 . 1/16 . 04 . 0p1.6pt)(153. 0gdu1/1.43 1.60.43 0.69

4、.807 (0.7 10 )(2650998.2)0.1530.0132/998.2(1.005 10 )m s3pt3t30.7 100.1032 998.2Re71.78101.005 10d um1097. 2)2 .9987500(807. 9)10005. 1 (2 .998153. 01032. 0 )(0.15346 . 1/16 . 034 . 04 . 16 . 1/1p6 . 04 . 04 . 1tpgud 图图3-3降尘气道降尘气道tLHuu 气体进口气体出口HBLutqvu;ttHuLu BHuBLutsBLuV ,maxstcVBLu ,maxstcVnBLu,ma

5、xstcVnBLu2.5=0.3472m/s2.4 3tcu m1068. 8)720. 02200(81. 93472. 0106 . 218)g( 1855ptcpcud28346. 0106 . 2720. 03472. 01068. 8Re55tcpctudm/s2592. 0106 . 218)720. 02200()105 . 7(807. 918)(525p2pctgdu 3,max=2.4 3 0.2592=1.866m /stcVBLus 1.866 0.388751.5m/s2.4 2sVuBH /max0.3472= 0.006944m/s50tcVunBL/5-518.

6、68 10=1.23 1050tcpcpctcuddmu3,max50 1.86693.3/stcVnBLums93.319.44m/s2.4 2sVuBH3,maxmax2.4 2 1.57.2/sVBHums 图图3-6 连续沉降槽连续沉降槽 图图3-7 悬浊液的间歇沉聚试验悬浊液的间歇沉聚试验 02550751000t1t2t3t4t5t6tABCDABCDACDACDADAD时间界面高度B清液区均匀沉降区 C=C0浓缩区沉聚区101211()(1)mqXAuXXX(3-19) 1121.75(1)(1.0 2.0)(1)mpppqXHAXX（3-20） 1/X，kg液液/kg固固5.0

7、2.5表观沉降速度表观沉降速度u0，mm/s0.2000.1200.0940.0700.050101211()(1)mqXAuXXX)11(120XXu428 0.22.34 1031.21000 (10.2)Am1121.75(1)(1.0 2.0)(1)mpppqXHAXX8 0.2 1440021001.75(1)2.0=2.82m46.8 2100 1.21000 1.5H图图3-8 平流式沉淀池平流式沉淀池 图图3-9 多斗式平流沉淀池多斗式平流沉淀池 斜板管式沉淀池斜板管式沉淀池 adaVFp3pppc6adaVFb3pp6 2 42 2r2p2rduduAFcd

8、bFFF、cd0bFFF02 4)(62r2pp3pudad3)(4ppradurptReud18)(p2pradu(3-23) 4 . 1/16 . 04 . 0p1.6pt)(153. 0aduppt()1.74dau(3-25) grrgugaKT22c/（3-26） 图图3-11旋风分离器旋风分离器1-外壳 2-锥形底 3-气体入口管4-上盖 5-气体出口管 6-除尘管 图图3-12标准旋风分离器标准旋风分离器 （a）CLT/A型旋风分离器 （b）CLP/B型旋风分离器 （c）CLK型旋风分离器图图3-13几种改进型旋风分离器几种改进型旋风分离器 CLT/A型旋风分离器型旋风分离器 1

9、DDBSAH2H1S2CLP/B 型旋风分离器型旋风分离器d1DBEDSAH2H1CLK型旋风分离器型旋风分离器 PV型粗旋风分离器PV型外置旋风分离器PV型单级旋风分离器PV型二级旋风分离器(a)气体进口气体出口螺旋内翼分离器粉尘出口(b)2mBrrim2i/rua imr2uNrt(3-29) m2ip2pr 18rudu(3-30) 2ip2pmrs 18udBruBt(3-31) NuBdpipc 9(3-32) 2 2iupPa (3-33) m/s2021415 . 2iBhVum1020. 9522002041106 . 29 965pipcNuBdPa1152220720. 0

10、82p22i0.43 870022iuup 55pcip9 9 3.6 10103.14 20.2 2000 5BBduN2220.78hD=0.07605m2488DDD3,0.07605 20.2=1.536m /s iVs,11000=1.9893600 1.536ss iVnV台图图3-14旋液分离器旋液分离器 悬浮液(滤浆)滤饼过滤介质滤液图图3-15过滤操作简图过滤操作简图 图图3-16架桥现象架桥现象 22132dulpp21pp lpdu32/2AdtdVU （3-34） 2/32dVdpAdtl2/132C dpdVAdtlLCl22/1232C dpdVAdtCL21232

11、dCCr /dVpAdtr L饼层推动力饼层阻力 ()eprLL)(/eeLLrppLrpLrpAdtdVAVLAVLee)(2eVVrpAdtdVpkr 常数 则式（则式（3-37）可改写为）可改写为 eVVkAdtdV2VkAdtdV2tVtkAVVV020edd)(tkAVVV2e222kK2tKAVVV2e22AVq AVqeeKtqqqe22200ddeeVtV VkAt=蝌22eeVKA t=22e()()eVVKA tt+=+2e()()eqqK tt+=+12/2/20dd2()seeeApVk AK AtrVVVVVV22VKA t=2qKt=0srrp1/02spKkr%4

12、61 .27 xx327.123.09=0.03309m27101000399023.09= 0.9669m1000=0.00309/0.9669=0.03422v311300sV =0.034mt ，322600sV =0.05mt ，KV2e22 . 0300034. 02034. 0KV2e22 . 060005. 0205. 0sK/m1026. 12433em1022. 5Vm1061. 22eAVqe360002. 01026. 11022. 522432VV3m130. 0V3m38. 40342. 015. 0V223e24224.382 4.38 5.22 101209s=2

13、0.15min1.26 1012VVVtKA 22e2()edVkAKAdtVVVVh/7.56ms/m101 . 2)1022. 538. 4(2121026. 1dd333324etV 图图3-17 板框压滤机（暗流式）板框压滤机（暗流式）1-压紧装置 2-可动头 3-滤框 4-滤板 5-固定头 6-滤液出口 7-滤浆进口 8-滤布 图图3-18 明流式板框压滤机明流式板框压滤机 图图3-19 明流式过滤单元构件示意图明流式过滤单元构件示意图非洗涤板（1钮板）；滤框（2钮板）；洗涤板（3钮板） 框 板 框 板洗涤板非洗涤板悬浮液滤液板非洗涤板洗涤液洗出液框 板 框 板洗涤板非洗涤板板非洗涤

14、板常用规格的板框其厚度为常用规格的板框其厚度为25 25 6060mm, ,边框长为边框长为0.2 0.2 2.02.0m，框数由，框数由生产所需确定，由数个至上百个不等。生产所需确定，由数个至上百个不等。板框压滤机的操作压强一般在板框压滤机的操作压强一般在1.0MPa之间。之间。 优点：结构简单紧凑，过滤面积大并可承受较高的压差。优点：结构简单紧凑，过滤面积大并可承受较高的压差。缺点：间歇式操作，所费的装、折、清洗时间较长，劳动强度大，生产缺点：间歇式操作，所费的装、折、清洗时间较长，劳动强度大，生产效率较低；主要用于含固量较多的悬浮液过滤。效率较低；主要用于含固量较多的悬

15、浮液过滤。 嵌入式滤布的滤板XASL /630-UB系列XAZ /2000-UB系列XAZ /800-UB系滤液淤泥滤浆123SYB系列立式叶片过滤机WYB系列卧式叶片过滤机图图3-24 转鼓真空过滤机装置流程转鼓真空过滤机装置流程 图图3-25 转筒及分配头的结构转筒及分配头的结构a-转筒 b-滤饼 c-刮刀 d-转动盘 e-固定盘 f-吸出滤液的真空凹槽g-吸走洗涤水的真空凹槽 h-通入压缩空气的凹槽 e2e606060qqnKnAnAqVlKnAVl6060lVBnn转鼓真空过滤机滤饼洗涤滤浆加入滤布干燥滤布洗净滤饼卸下滤饼脱水洗水稀洗液滤饼脱水滤饼脱水浓洗液未稀释的 母液空气吹入真空分

16、配器DU 胶带真空水平过滤机工作原理NYB系列高效板式密闭过滤机MYB型全自动板式密闭过滤机DY-Q 带式压榨过滤机XKZ系列全自动快开式压滤机 管式离心机示意图 重相出口轻相出口进料喷嘴排渣碟式离心机底液进料溢流液分离式碟片离心机分离式碟片离心机1-乳浊液入口 2-锥形盘3-重液出口4-轻液出口 5-隔板 卧式螺旋卸料离心机示意图卧式螺旋卸料离心机示意图1螺旋送料器；2机壳；3转鼓；4行星差速器 1234悬浮液溢流沉渣LW450 x1350 LW500 x2000图图3-29 三足式离心机三足式离心机1-支架 2-外壳 3-转鼓 4-马达 5-皮带轮三足刮刀下离心机三足刮刀下离心机图图3-30 卧式刮刀卸料卧式刮刀卸料离心机离心机1-进料管 2-转鼓 3-滤网 4-外壳 5-滤饼 6-滤液7-冲洗管 8-刮刀 9-溜槽 10-液压缸 卧式活塞推料离心机图图3-31 活塞推料离心机活塞推料离心机1-转鼓 2-滤网 3-进料管 4-滤饼 5-活塞推送器6-进料斗 7-滤液（洗