模块四非均相物系的分离

第4章非均相物系分离第4章非均相物系分离概述

1沉降

2过滤

3气体的其它净制方法

44.1概述分散物系：由一种或几种物质的微粒分散在另一种物质中所组成的物系。分散相（分散物质）：处于分散状态的物质。连续相（分散介质）：处于连续状态的物质。均相物系：内部无相界面的分散物系。非均相物系：内部有相界面的分散物系。一、定义非均相物系分类

悬浮液（固液）乳浊液（液液）泡沫液（气液）含尘气体（固气）含雾气体（液气)1．沉降分离法2．过滤分离法3．静电分离法4．湿洗分离法

非均相物系分离在生产中的应用

分离方法

满足对连续相或分散相进一步加工的需要。回收有价值的物质。除去对下一工序有害的物质。保障健康安全和环保。4.2沉降1、重力沉降速度

1）球形颗粒的自由沉降重力浮力阻力

颗粒在流体中沉降时受力

浮力Fb

阻力Fd

重力Fg

4.2沉降-重力沉降YOURTITLE沉降速度表达式YOURTITLE颗粒开始沉降的瞬间，速度u=0，因此阻力Fd=0，a→max

颗粒开始沉降后，u↑→Fd↑；u→ut

时，a=0。等速阶段中颗粒相对于流体的运动速度ut

称为沉降速度。a=0u=ut4.2沉降-实际沉降影

响

因

素颗粒含量：含量越大，ut越小，达到一定要求所需沉降时间越长。

颗粒形状：球形颗粒的沉降速度要大于非球形颗粒的沉降速度。颗粒大小：粒径越大，沉降速度越大，越容易分离。如果颗粒大小不一，大颗粒将对小颗粒产生撞击，大颗粒速度减小而小颗粒加快，加快沉降。

流体性质：流体与颗粒密度相差越大，沉降速度越大；流体粘度越大，沉降速度越小，对高温含尘气体沉降，通常需先散热降温，以便获得更好的沉降效果。流体流动：低速，工业上重力沉降设备尺寸很大，可降低流速，消除扰动。器壁：摩擦干扰，使颗粒沉降速度下降；吸附干扰，使颗粒沉降距离缩短。

4.2沉降-重力沉降设备降尘室：结构简单，但体积大，分离效果不理想，通常只能作预除尘，分离大于50μm粒径的颗粒。沉降槽：一般用于大流量、低浓度、较粗颗粒悬浮液的处理。气体

气体进口

出口

集灰斗

降尘室

加料清液溢流水平清液挡板

耙

稠浆

连续式沉降槽降尘室降尘室的生产能力降尘室的生产能力是指降尘室所处理的含尘气体的体积流量，用Vs表示，m3/s。降尘室内的颗粒运动以速度u随气体流动以速度ut作沉降运动

颗粒在降尘室的停留时间

颗粒沉降到室底所需的时间

为了满足除尘要求

——降尘室使颗粒沉降的条件——降尘室的生产能力

降尘室的生产能力只与降尘室的沉降面积bl和颗粒的沉降速度ut有关，而与降尘室的高度无关。

4.2沉降-离心沉降重力场离心力场力场强度重力加速度gut2/R方向指向地心沿旋转半径从中心指向外周作用力Fg=mg离心沉降：依靠惯性离心力的作用而实现的沉降过程适于分离两相密度差较小，颗粒粒度较细的非均相物系。

惯性离心力场与重力场的区别4.2沉降-离心沉降设备旋风分离器：结构简单，造价较低，没有运动部件，操作不受温度、压力限制，广泛用于工业生产。旋液分离器：可用于悬浮液增浓，也用于分级，还可用于不互溶液体分离，气液分离以及传热，传质和雾化等操作中，广泛用于多种工业领域中。Bui颗粒含尘气体去尘气体外旋内旋h旋风（液）分离器

D特点：

与旋风分离器比，直径小、锥形部分长。4.3过滤过滤的方式过滤：利用能让液体通过而截留固体颗粒的多孔介质（过滤介质），使悬浮液中固液得到分离的单元操作。滤渣（滤饼）：被截留住的固体物质

滤浆：过滤操作中所处理的悬浮液。滤液：通过多孔介质的液体。滤液过滤介质滤浆滤饼滤浆过滤的基本知识

2、深层过滤滤浆滤饼过滤介质滤液1、滤饼过滤4.3过滤-过滤介质工业常用的过滤介质主要有

：

a)

织物介质：又称滤布，棉、毛、丝等天然纤维，玻璃丝和各种合成纤维制成的织物及金属网。截留的粒径的范围从几十μm到1μm。织物介质薄，阻力小，清洗与更新方便，价格比较便宜，是工业上应用最广泛的过滤介质。b)多孔固体介质：如素烧陶瓷，烧结金属．塑料细粉粘成的多孔塑料，棉花饼等。这类介质较厚，孔道细阻力大，能截留1～3μm的颗粒。c)

堆积介质：由各种固体颗粒（砂、木炭、石棉粉等）或非编织的纤维（玻璃棉等）堆积而成，层较厚。d)多孔膜：由高分子材料制成，膜很薄（几十μm到200μm），孔很小，可以分离小到0.05μm的颗粒，应用多孔膜的过滤有超滤和微滤。助滤剂：质地坚硬的细小固体颗粒，如硅藻土、石棉、炭粉等。作用：改善滤饼结构，使液体畅通，防止介质孔道堵塞，特别是对于可压缩滤饼。4.3过滤-过滤设备-板框压滤机板框压滤机为间歇操作，每个操作循环由装合、过滤、洗涤、卸饼、清理5个阶段组成。

悬浮液在指定压强下经滤浆通路由滤框角上的孔道并行进入各个滤框。

滤液分别穿过滤框两侧的滤布，沿滤板板面的沟道至滤液出口排出

颗粒被滤布截留而沉积在滤布上，待滤饼充满全框后，停止过滤。

洗板板框压滤机框非洗板洗板滤液流出悬浮液入口4.3过滤-过滤设备4.3过滤-转筒真空过滤机

构造：转筒---筒的侧壁上覆盖有金属网，长、径之比约为1/2