第三章非均相物系的分离及固体流态化

1、第三章第三章 机械分离和固体流态化机械分离和固体流态化教学要求教学要求 3-0概述概述 3-1颗粒及颗粒床层颗粒及颗粒床层 的特性的特性3-2沉降分离沉降分离3-3过滤过滤 复习复习材料与化学工程系材料与化学工程系化学工程教研室化学工程教研室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流态化2/45教学要求教学要求重重 点点: 沉降速率的计算；过滤基本方程及恒压过滤计算沉降速率的计算；过滤基本方程及恒压过滤计算。覆盖内容：覆盖内容：颗粒及颗粒群的颗粒及颗粒群的性质性质（体积、表面积、比表面积、（体积、表面积、比表面积、空隙率及平均自由截面积）；沉降的基本概念（重力沉降、离

2、空隙率及平均自由截面积）；沉降的基本概念（重力沉降、离心沉降、自由沉降和干扰沉降）；心沉降、自由沉降和干扰沉降）；沉降速度的计算沉降速度的计算；旋风分离；旋风分离器的器的性能参数性能参数（临界直径、分离效率、粒级率、分割直径）；（临界直径、分离效率、粒级率、分割直径）；降沉室的结构与设计，旋风分离器的结构特点分离原理及设计降沉室的结构与设计，旋风分离器的结构特点分离原理及设计方法。过滤操作的基本概念，方法。过滤操作的基本概念，过滤基本方程及计算过滤基本方程及计算（滤液量、（滤液量、过滤时间、洗涤时间和生产能力）；常用过滤设备（板筐压滤过滤时间、洗涤时间和生产能力）；常用过滤设备（板筐压滤机、叶

3、滤机和回转真空过滤机）的结构特点；过滤常数的测定机、叶滤机和回转真空过滤机）的结构特点；过滤常数的测定方法方法。材料与化学工程系材料与化学工程系化学工程教研室化学工程教研室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流态化3/453-0 3-0 概述概述混合物分类混合物分类机械分离机械分离有明显相界面；不同相间有有明显相界面；不同相间有明显的物理化学性质差异。明显的物理化学性质差异。施加外力施加外力发生相对运动发生相对运动均相物系均相物系非均相物系非均相物系重力沉降重力沉降离心沉降离心沉降重力过滤重力过滤加压过滤加压过滤真空过滤真空过滤离心过滤离心过滤沉降沉降过滤过滤悬浮

4、液悬浮液(液液固混合物）固混合物）乳浊液（液乳浊液（液液混合物）液混合物）含尘气体、含雾气体含尘气体、含雾气体目的目的回收有价值的分散物质回收有价值的分散物质净化分散介质以满足生净化分散介质以满足生产工艺要求产工艺要求环境保护和安全生产环境保护和安全生产材料与化学工程系材料与化学工程系化学工程教研室化学工程教研室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流态化4/453-1 颗粒及颗粒床层和特性颗粒及颗粒床层和特性3.1.1 颗粒的特性颗粒的特性一一 、单一颗粒的大小和形状、单一颗粒的大小和形状球形颗粒球形颗粒36dV2dSda6直径直径( d ) ：非球形颗粒非球形颗

5、粒当量直径当量直径3Pev6VdPesSdPeaa6d22226)(616esevpevevevesppeapddSSddddVSda体积相同时，球形颗粒的表面积最小，体积相同时，球形颗粒的表面积最小，1。材料与化学工程系材料与化学工程系化学工程教研室化学工程教研室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流态化5/453-1 颗粒及颗粒床层和特性颗粒及颗粒床层和特性二、颗粒群的特性二、颗粒群的特性粒度分布的测量与定量表示粒度分布的测量与定量表示筛号或筛号或称目数称目数筛分分析结果图示法筛分分析结果图示法分布函数分布函数频率函数频率函数筛过量筛过量筛余量筛余量粒度分布的

6、筛分分析粒度分布的筛分分析ipiipiiFdmmdF颗粒总质量的颗粒质量直径小于分布函数曲线分布函数曲线频率函数曲线频率函数曲线ipiiiiifdddxf1材料与化学工程系材料与化学工程系化学工程教研室化学工程教研室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流态化6/453-1 颗粒及颗粒床层和特性颗粒及颗粒床层和特性pipipdpiddpiiddfFdddFf0)()(材料与化学工程系材料与化学工程系化学工程教研室化学工程教研室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流态化7/453-1 颗粒及颗粒床层和特性颗粒及颗粒床层和特性床层体积床层体

7、积颗粒体积颗粒体积床层体积床层体积 -平均直径平均直径 设所有颗粒的形状系数相等设所有颗粒的形状系数相等,按比表面积相等按比表面积相等,则则iiadx1d 11或或iiiiadxGGdd三、粒子的密度三、粒子的密度 真密度真密度(s):kg/m3 堆积密度堆积密度(b): kg/m33-1-2 颗粒床层的特性颗粒床层的特性一、床层空隙率一、床层空隙率颗粒直径颗粒直径 颗粒分布颗粒分布 床层半径床层半径自由截面沿半径的不均匀自由截面沿半径的不均匀壁效应壁效应床层直径颗粒直径材料与化学工程系材料与化学工程系化学工程教研室化学工程教研室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固

8、体流态化8/453-1 颗粒及颗粒床层和特性颗粒及颗粒床层和特性二、二、 床层的比表面积床层的比表面积单位体积床层具有的颗粒表面积单位体积床层具有的颗粒表面积aab)1 (三三 床层的各向同性床层的各向同性自由截面与床层高度无关自由截面与床层高度无关 空隙率与床层高度无关空隙率与床层高度无关材料与化学工程系材料与化学工程系化学工程教研室化学工程教研室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流态化9/453-2 3-2 沉降分离沉降分离maFFFFDbc沉降操作：在外力场作用下，利用分散相与连续相间的密度沉降操作：在外力场作用下，利用分散相与连续相间的密度差异，使之发生

9、相对运动而实现分离的操作过程。分为：重差异，使之发生相对运动而实现分离的操作过程。分为：重力沉降、离心沉降。力沉降、离心沉降。3.2.1 3.2.1 重力沉降重力沉降浮力浮力 Fb 曳力曳力 FD质量力质量力 Fc 颗粒在流体中沉降时受力cssadgd3366或或gd36AutD22自由沉降自由沉降材料与化学工程系材料与化学工程系化学工程教研室化学工程教研室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流态化10/453-2 3-2 沉降分离沉降分离一、重力沉降速度一、重力沉降速度042)(6223ptDsdugd Dpptgdu 34 182gduppt Re24 D 1

10、10:4etRStokes区3101:etRAllen区6 . 05 .18etDR6 . 0)(27. 0etpptRgdu5310210:etRNuwton区44. 0Dgduppt)(74. 1材料与化学工程系材料与化学工程系化学工程教研室化学工程教研室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流态化11/453-2 3-2 沉降分离沉降分离 二、影响沉降的因素二、影响沉降的因素大颗粒的实际沉降速度小于自由沉降大颗粒的实际沉降速度小于自由沉降速度；小颗粒的沉降速度增大。速度；小颗粒的沉降速度增大。实际沉降速度小于自由沉降速度实际沉降速度小于自由沉降速度Dduutt

11、1 . 21在在Stokes区，器壁的影响：区，器壁的影响：颗粒浓度颗粒浓度颗粒的球形度颗粒的球形度壁面效应壁面效应材料与化学工程系材料与化学工程系化学工程教研室化学工程教研室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流态化12/453-2 3-2 沉降分离沉降分离三、沉降速度的计算三、沉降速度的计算试差法试差法摩擦数群法摩擦数群法材料与化学工程系材料与化学工程系化学工程教研室化学工程教研室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流态化13/453-2 3-2 沉降分离沉降分离323234)(:KRgdKetp令Stokes区：区：K69.13

12、213)(4tpetugR由已知数据计算etetetRRR曲线查出由1tetpuRd 选择相应公式计算选择相应公式计算ut 停停留留时时间间uL三、重力沉降设备三、重力沉降设备降尘室降尘室 t 沉沉降降时时间间tu高高度度材料与化学工程系材料与化学工程系化学工程教研室化学工程教研室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流态化14/453-2 3-2 沉降分离沉降分离气气体体 气气体体进进口口 出出口口 集集灰灰斗斗 降降尘尘室室 L B 气体气体 u H ut 颗粒在降尘室中的运动颗粒在降尘室中的运动 ttuH t ttsuABLuBHuV底材料与化学工程系材料与化

13、学工程系化学工程教研室化学工程教研室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流态化15/453-2 3-2 沉降分离沉降分离特点：结构简单、设备庞大、效率低，适合分离特点：结构简单、设备庞大、效率低，适合分离75m以上以上的颗粒的颗粒沉降槽沉降槽材料与化学工程系材料与化学工程系化学工程教研室化学工程教研室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流态化16/453-2 3-2 沉降分离沉降分离 A B ur r1 O C r2 r uT u 颗粒在旋转流场中的运动 TTmaF :离心力pTbamF:浮力AuFRDD2:2曳力RuduDTppr3

14、42 3.2.2 离心沉降离心沉降比较：沉降速度的大小、方向比较：沉降速度的大小、方向一、一、离心沉降速度离心沉降速度材料与化学工程系材料与化学工程系化学工程教研室化学工程教研室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流态化17/453-2 3-2 沉降分离沉降分离RudRdaduTppppTppRgauuTtr2tDRe24二、离心分离因子二、离心分离因子三、构造及操作原理三、构造及操作原理旋风分离器旋风分离器材料与化学工程系材料与化学工程系化学工程教研室化学工程教研室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流态化

15、18/45 B 净化气体净化气体 含尘含尘 气体气体 A D 尘粒尘粒 标准型旋风分离器3-2 3-2 沉降分离沉降分离rruB四、四、 旋风分离器的性能旋风分离器的性能临界直径临界直径条件：条件：假设：假设：1)假设气体速度恒定，且等于进口气假设气体速度恒定，且等于进口气速速ui；2)假设颗粒沉降过程中所穿过的气流假设颗粒沉降过程中所穿过的气流的最大厚度等于进气口宽度的最大厚度等于进气口宽度B；3)假设颗粒假设颗粒沉降服从斯托克斯公式。沉降服从斯托克斯公式。iemuNR2sicNuBd9影响因素：设备类型及尺寸、操作温度及流速、颗粒密度影响因素：设备类型及尺寸、操作温度及流速、颗粒密度材料与

16、化学工程系材料与化学工程系化学工程教研室化学工程教研室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流态化19/453-2 3-2 沉降分离沉降分离分离效率分离效率总效率总效率1201ccc121iiiiccc0iix分效率（粒级效率）分效率（粒级效率）分割直径分割直径 d50对标准旋风分离器对标准旋风分离器piuDd27. 050501iifd d粒级效率曲线粒级效率曲线材料与化学工程系材料与化学工程系化学工程教研室化学工程教研室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流态化20/453-2 3-2 沉降分离沉降分离0.4 0.

17、23456 7 8 9f1f50cdddd或id/dc材料与化学工程系材料与化学工程系化学工程教研室化学工程教研室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流态化21/453-2 3-2 沉降分离沉降分离旋风分离器的阻力损失旋风分离器的阻力损失旋风分离器的特点：流量大、压头低。旋风分离器的特点：流量大、压头低。(1) (1) 气体的膨胀或压缩引起的不可逆机械能损失；气体的膨胀或压缩引起的不可逆机械能损失；(2) (2) 消耗于气流旋转的加速度损失；消耗于气流旋转的加速度损失；(3) (3) 摩

18、擦阻力损失以及各个部位的局部阻力损失等。摩擦阻力损失以及各个部位的局部阻力损失等。212ipu 阻力系数阻力系数 主要由旋风分离器的结构决定。常用型号的旋风分主要由旋风分离器的结构决定。常用型号的旋风分离器离器 值在值在 5.05.08.0 8.0 之间；之间；入口气速入口气速 ，分离效率，分离效率 ，但阻力，但阻力，不经济。，不经济。压降一般控制在压降一般控制在 0.52kPa 0.52kPa 左右左右( (入口气速入口气速 151525m/s)25m/s)，采取，采取缩小直径、多台并联的方式满足分离效率与大气量的要求。缩小直径、多台并联的方式满足分离效率与大气量的要求。 材料与化学工程系材

19、料与化学工程系化学工程教研室化学工程教研室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流态化22/453-2 3-2 沉降分离沉降分离五、旋风分离器的结构和形式五、旋风分离器的结构和形式改进目的：提高分离效率、降低压强降改进目的：提高分离效率、降低压强降 采用细而长的器身采用细而长的器身延延长长气气体体的的停停留留时时间间长长提提高高离离心心力力细细减小涡流的影响减小涡流的影响 采用带有旁路分离室或采用异形进气管的旋风分采用带有旁路分离室或采用异形进气管的旋风分离器可以改善上涡流的影响离器可以改善上涡流的影响 材料与化学工程系材料与化学工程系化学工程教研室化学工程教研室化

20、工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流态化23/453-3 3-3 过滤过滤3-3-1 3-3-1 过滤过滤操作的基本概念操作的基本概念 深床过滤 一一 、过滤方式、过滤方式推动力：重力、压力差、惯性离心力推动力：重力、压力差、惯性离心力饼层过滤饼层过滤：架桥现象架桥现象滤饼滤饼过滤过滤深床过滤：不形成滤饼，颗粒沉积于较厚的床层内部深床过滤：不形成滤饼，颗粒沉积于较厚的床层内部过滤的两种方式过滤的两种方式特性特性：多孔性介质：多孔性介质 要求要求：耐腐蚀、耐热、足够的机械强度。：耐腐蚀、耐热、足够的机械强度。织物介质：最小直径为织物介质：最小直径为565 m；堆积介

21、质：深床过滤堆积介质：深床过滤多孔性固体介质：如素瓷板或管、烧结金属等多孔性固体介质：如素瓷板或管、烧结金属等; ;能拦截直径为能拦截直径为13 m的小颗粒的小颗粒。二、过滤介质：过滤介质：材料与化学工程系材料与化学工程系化学工程教研室化学工程教研室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流态化24/453-3 3-3 过滤过滤三三 、滤饼的压缩性和助滤剂、滤饼的压缩性和助滤剂 可压缩滤饼可压缩滤饼 不可压缩滤饼不可压缩滤饼助滤剂：助滤剂：要求：刚性颗粒；化学稳定性；不可压缩性要求：刚性颗粒；化学稳定性；不可压缩性常用：不可压缩的粉状或纤维状固体如硅藻土、纤维粉末、常

22、用：不可压缩的粉状或纤维状固体如硅藻土、纤维粉末、活性炭、石棉。活性炭、石棉。使用：可预涂，也可以混入待滤的滤浆中一起过滤。使用：可预涂，也可以混入待滤的滤浆中一起过滤。材料与化学工程系材料与化学工程系化学工程教研室化学工程教研室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流态化25/453-3 3-3 过滤过滤3-3-2 过滤基本方程式过滤基本方程式一、滤液通过饼层的流动一、滤液通过饼层的流动床层的简化物理模型床层的简化物理模型 u u L le de 滤液在滤饼层中流动的简化模型 颗粒床层中不规则的通道颗粒床层中不规则的通道长度长度 le 平行细管平行细管原则：流通截

23、面积原则：流通截面积= =床层自由截面积床层自由截面积 、细管表面积、细管表面积= =床层表面积床层表面积材料与化学工程系材料与化学工程系化学工程教研室化学工程教研室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流态化26/453-3 3-3 过滤过滤)1 (444aadbeb床层颗粒的全部表面积床层空隙体积212ebebuLpd对并联管路：对并联管路：1uu2221331(1)128eebebpaauLLuuLLLd 固定床流动摩擦系数固定床流动摩擦系数bfRe 14(1)ebbud uRea 床层雷诺数床层雷诺数材料与化学工程系材料与化学工程系化学工程教研室化学工程教研

24、室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流态化27/453-3 3-3 过滤过滤bKRe 223(1)bpaKuLK 康采尼常数，康采尼常数，= 5.0 康采尼（康采尼（Kozeny）方程）方程欧根（欧根（Ergun）关联式：）关联式：Reb=（0.17420）4.170.29bRe 0.11.0101000.010.11.010100100010000bRe与管内与管内 Re 关系不同的是，关系不同的是， Reb 的变化是一条连续光滑曲线，的变化是一条连续光滑曲线，说明流体在颗粒床层中由滞流到湍说明流体在颗粒床层中由滞流到湍流是渐变过程，这反映了颗粒床层流是渐变过

25、程，这反映了颗粒床层对流体速度分布的均化作用。对流体速度分布的均化作用。22332111501.75beaeapuuLdd 欧根欧根 (Ergun) 方程方程材料与化学工程系材料与化学工程系化学工程教研室化学工程教研室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流态化28/453-3 3-3 过滤过滤Reb 2.8 (Rep 28023(1)1.75beapuLd过滤过滤 Reb2，采用，采用KozenyKozeny方程进行描述，方程进行描述，K K值可取为值可取为5 5 AddVLpauc22315过滤速度过滤速度二、过滤速率二、过滤速率LpAaddVc22315材料与

26、化学工程系材料与化学工程系化学工程教研室化学工程教研室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流态化29/453-3 3-3 过滤过滤三、滤饼的阻力三、滤饼的阻力比阻比阻：rLR 滤饼阻力滤饼阻力：LrpucddqAddV过滤阻力过滤阻力过滤推动力过滤推动力 四、过滤介质的阻力四、过滤介质的阻力过滤介质上、下游两侧的压强差，过滤介质上、下游两侧的压强差，p pa a过滤介质的阻力，过滤介质的阻力，1/m1/mRpRpAddVcmm介质阻力）介质阻力）（滤饼阻力（滤饼阻力过滤总推动力过滤总推动力 eLLrpmmRpAddV材料与化学工程系材料与化学工程系化学工程教研室化

27、学工程教研室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流态化30/453-3 3-3 过滤过滤vVVrpAeAddV五、过滤基本方程式五、过滤基本方程式AvVL/AvVLee/压缩指数压缩指数s=s=0.20.2 0.80.8（可压缩滤饼）（可压缩滤饼）s=0s=0（不可压缩滤饼）（不可压缩滤饼）比阻sprr,令令AddVvVVrApes,1故故spKvrk112k ,，令令：获得单位体积滤液时，被截留在过滤介质上的滤饼体获得单位体积滤液时，被截留在过滤介质上的滤饼体积为积为（m3滤饼滤饼/m3滤液）滤液）材料与化学工程系材料与化学工程系化学工程教研室化学工程教研室化工

28、原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流态化31/453-3 3-3 过滤过滤eqqKddq2eVVKAddV22-过滤基本方程过滤常数则有：则有：3-3-3 恒压过滤恒压过滤恒定压强差恒定压强差:, V, L,:, V, L,过滤速率逐渐变小。过滤速率逐渐变小。对一定的悬浮液，对一定的悬浮液，K K可视为常数。则可视为常数。则: :222KAVVVe材料与化学工程系材料与化学工程系化学工程教研室化学工程教研室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流态化32/453-3 3-3 过滤过滤 3-3-4 3-3-4 恒速过滤和先恒速后恒压过滤恒速

29、过滤和先恒速后恒压过滤特点：过滤速率为常数，特点：过滤速率为常数，K K不为常数不为常数常数常数ReUqAVVVKAAddV2一、恒速过滤一、恒速过滤eRRrvqUrvUp.2eR2ReRqrvUb ,rvUabap qUvr式中：均为常数，于是有：、在一定条件下，材料与化学工程系材料与化学工程系化学工程教研室化学工程教研室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流态化33/453-3 3-3 过滤过滤二、先恒速后恒压过滤二、先恒速后恒压过滤恒速过滤的时间为恒速过滤的时间为 R R，得滤液，得滤液V VR R，恒速结束的压差为，恒速结束的压差为 P PR R。RV(d

30、V/d) PesVVPkAddV12RRdPkAdVVVsVVe12)()()(2)(222RReRKAVVVVVsPkK12令：材料与化学工程系材料与化学工程系化学工程教研室化学工程教研室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流态化34/453-3 3-3 过滤过滤eqKqKq21222KAVVVe 1500 1000 q 500 0 0 0.025 0.05 0.075 q /qq 图 斜率 1/K截距2qe/K3-3-5 3-3-5 过滤常数的测定过滤常数的测定一、恒压下一、恒压下K K、q qe e、 e e的测定的测定eeKq2斜率斜率K,截距截距qe材料

31、与化学工程系材料与化学工程系化学工程教研室化学工程教研室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流态化35/453-3 3-3 过滤过滤CpsK log)1(logvrpKs,12求 出 压 缩指数 s 二、压缩性指数二、压缩性指数s s的测定的测定3-3-6 3-3-6 滤饼的洗涤滤饼的洗涤特点：洗涤推动力、阻力不变，洗涤速度为常数特点：洗涤推动力、阻力不变，洗涤速度为常数 洗涤阻力洗涤推动力wAddV材料与化学工程系材料与化学工程系化学工程教研室化学工程教研室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流态化36/453-3 3-3 过滤过滤

32、wwwwwwewLALALrpALrpAAddVAddV,wwwddVV洗涤时间洗涤时间 ww 洗涤速度与过滤终了速度的关系洗涤速度与过滤终了速度的关系推动力相等推动力相等材料与化学工程系材料与化学工程系化学工程教研室化学工程教研室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流态化37/453-3 3-3 过滤过滤3-3-7 3-3-7 过滤设备过滤设备以压力差为推动力：如叶滤机、板框压滤机、回转真空过滤机等；以离心力为推动力：如各种离心机一、一、板框过滤机板框过滤机结构结构: :滤框、滤板（洗涤板、过滤板）滤框、滤板（洗涤板、过滤板）材料与化学工程系材料与化学工程系化学

33、工程教研室化学工程教研室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流态化38/453-3 3-3 过滤过滤辅助时间洗涤时间过滤时间操作周期Dw操作特点操作特点生产能力生产能力DwVVQ单位时间获得的滤液量单位时间获得的滤液量222KAVVVe其中其中：洗涤速率洗涤速率操作条件与过滤终了相同，则：操作条件与过滤终了相同，则：)(8412eEwVVKAddVddV间隙操作，操作循环：过滤、洗涤、卸渣、整理重装构成间隙操作，操作循环：过滤、洗涤、卸渣、整理重装构成材料与化学工程系材料与化学工程系化学工程教研室化学工程教研室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系

34、的分离和固体流态化39/453-3 3-3 过滤过滤二、二、叶滤机叶滤机三、三、转筒真空过滤机转筒真空过滤机结构结构5671234IIIIIIa.转动盘b.固定盘转筒转筒筒的侧壁上覆盖有金属网，长、径之比约为筒的侧壁上覆盖有金属网，长、径之比约为1/2 2；滤布滤布蒙在筒外壁上；分配头蒙在筒外壁上；分配头转动盘、固定盘转动盘、固定盘 浸没于滤浆中的过滤面积约占全部面积的浸没于滤浆中的过滤面积约占全部面积的30 40%；转速为转速为0.1至至2 3（转（转/分）。分）。材料与化学工程系材料与化学工程系化学工程教研室化学工程教研室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流

35、态化40/453-3 3-3 过滤过滤操作特点操作特点连续操作，过滤、洗涤、吹松、刮渣等构成。连续操作，过滤、洗涤、吹松、刮渣等构成。置换洗涤：置换洗涤：Lw=L生产能力生产能力Q Q：Tn 1操操作作周周期期nVTVQ 222KAVVVe其中：其中：浸没分数浸没分数 ，则，则Tn nKAV 22 忽略介质阻力时：忽略介质阻力时：nKAnKnAQ Qn, 材料与化学工程系材料与化学工程系化学工程教研室化学工程教研室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流态化41/453-3 3-3 过滤过滤例例.在在3105Pa的压强差下对钛白粉在水中的悬浮液进行过滤实验，测得过的

36、压强差下对钛白粉在水中的悬浮液进行过滤实验，测得过滤常数滤常数K=5 10 5m2/S、qe=0.01m3/m2，又测得滤饼体积和滤液体积之比为，又测得滤饼体积和滤液体积之比为v=0.08。现拟用有。现拟用有38个框的个框的BMY50/810-25型的板框压滤机处理该料浆，过型的板框压滤机处理该料浆，过滤的推动力及滤布与实验相同。求：滤的推动力及滤布与实验相同。求：1）过滤至框内全部充满滤饼所需要的）过滤至框内全部充满滤饼所需要的时间；时间；2）过滤完毕，用）过滤完毕，用0.1倍滤液量的清水进行洗涤。洗涤时间是多少；倍滤液量的清水进行洗涤。洗涤时间是多少；3）若每次卸渣、重装等全部辅助操作时间

37、为若每次卸渣、重装等全部辅助操作时间为15min，以滤饼计的每台过滤机的，以滤饼计的每台过滤机的生产能力是多少。生产能力是多少。解：解：1）过滤时间）过滤时间3327913. 708. 06233. 06233. 0025. 081. 081. 03886.4981. 081. 0238mvVVmVmAcc滤液体积：滤饼体积：过滤面积：材料与化学工程系材料与化学工程系化学工程教研室化学工程教研室化工原理化工原理非均相物系的分离和固体流态化非均相物系的分离和固体流态化42/453-3 3-3 过滤过滤sqqqKmmAVqe551)01. 01563. 021563. 0(1051)2(11563. 0