第三章非均相分离第四次课

第三章非均相分离第四次课第1页，课件共24页，创作于2023年2月注意：在一定的操作条件下，以一定介质过滤一定的悬浮液时，Ve为定值，但同一介质在不同的过滤操作中，Ve不同。上式适用于不可压缩滤饼。第2页，课件共24页，创作于2023年2月对于可压缩滤饼其比阻r与压强差有关。上式称为过滤基本方程式，它对各种过滤情况均适用。式中r′——单位压强下滤饼的比阻，1/m2

Δp——过滤压强差，pas——滤饼的压缩性指数，无因次。一般情况下，

s=0~1。对于不可压缩滤饼，s=0。根据上两式可得r=r′(Δp)s第3页，课件共24页，创作于2023年2月定义：过滤操作在恒定压强下进行时称为恒压过滤。滤饼不断变厚；阻力逐渐增加；推动力Δp恒定；过滤速率逐渐变小。过滤操作的两种典型方式：恒压过滤和恒速过滤。特点：四、恒压过滤第4页，课件共24页，创作于2023年2月对于一定的悬浮液，若μ、r′及v可视为常数，令(V+Ve)dV=kA2Δp1-sd

式中：k—表征过滤物料特性的常数，m4/（N

s）。过滤基本方程可写成：恒压过滤方程式的推导第5页，课件共24页，创作于2023年2月积分条件：

=0,V=0;

=

,V=V(1)式称为恒压过滤方程式。令K=2kΔp1-sV2+2VVe=KA2

（1）第6页，课件共24页，创作于2023年2月又令q=V/A，qe=Ve/A恒压过滤方程式中的K称为过滤常数，由物料特性及过滤压强差决定。

恒压过滤时V~

的关系

ooe

e

+

e

+

ebV+VeVV+VeVVeq2+2qqe=K

上式也称为恒压过滤方程式。第7页，课件共24页，创作于2023年2月若维持过滤速率恒定，这样的过滤操作方式称为恒速过滤。恒速过滤时q-

（或V-

）关系为一直线。

q=uR

V=uRA

恒速过滤时的过滤速度为：五、恒速过滤第8页，课件共24页，创作于2023年2月在一定的操作条件下，μ、r、v、uR、qe均为常数，故有：对不可压缩滤饼，由过滤基本方程可写出：上式表明：对于不可压缩滤饼进行恒速过滤时，其压强差随过滤时间成直线增加。所以，在实践中很少采用完全恒速过滤的方法。

Δp=μrvuR2θ+μrvuRqe=a

+b

第9页，课件共24页，创作于2023年2月几种操作方式下的过滤方程恒压过滤恒速过滤(V+Ve)2=KA2(

+

)eq=uR

V2+2VVe=KA2

V=uRA

(q+qe)2=K(

+

e)Δp=a

+bq2+2qqe=K

第10页，课件共24页，创作于2023年2月上式表明：d

/dq与q成直线关系，直线斜率为2/K，截距为2qe/K2(q+qe)dq=Kd

(q+qe)2=K(

+

e)微分上式得qd

/dq2qe/K由斜率=2/K，求出K;由截距=2qe/K，求出qe；由q2+2qqe=K

，

=0，q=0，求出

e=

qe2/K。测定时采用恒压试验，恒压过滤方程为：七、过滤常数的测定第11页，课件共24页，创作于2023年2月采用Δ

/Δq代替d

/dq，在过滤面积一定时，记录下时间

和累计的滤液量V，并由此计算一系列q值，然后作图，求出直线斜率和截距。最后算出过滤常数K和qe。q

/

q2qe/K注意：横坐标q的取值。实验数据处理第12页，课件共24页，创作于2023年2月lgK=(1-s)lg(Δp)+lg(2k)以lg(Δp)为横坐标，lg(K)为纵坐标作直线，从而求出斜率(1-s)，截距lg(2k)，进而算出s和k。K=2kΔp1-s滤饼的压缩性指数s及物料特性常数k需在不同压强差下对指定物料进行试验，求得若干过滤压强差下的K，然后对K-Δp数据加以处理，即可求得s

值。lg(Δp)lg(K)lg(2k)q

/

q2qe/K压缩指数s的测定第13页，课件共24页，创作于2023年2月工业上使用的典型过滤设备：按操作方式分类：间歇过滤机、连续过滤机按操作压强差分类：压滤、吸滤和离心过滤板框压滤机（间歇操作）转筒真空过滤机（连续操作）过滤式离心机八、过滤设备第14页，课件共24页，创作于2023年2月结构：滤板、滤框、夹紧机构、机架等组成。滤板：凹凸不平的表面，凸部用来支撑滤布，凹槽是滤液的流道。滤板右上角的圆孔，是滤浆通道；左上角的圆孔，是洗水通道。洗涤板：左上角的洗水通道与两侧表面的凹槽相通，使洗水流进凹槽；非洗涤板：洗水通道与两侧表面的凹槽不相通。1板框压滤机

第15页，课件共24页，创作于2023年2月为了避免这两种板和框的安装次序有错，在铸造时常在板与框的外侧面分别铸有一个、两个或三个小钮。非洗涤板为一钮板，框带两个钮板，洗涤板为三钮板。滤框：滤浆通道：滤框右上角的圆孔洗水通道：滤框左上角的圆孔第16页，课件共24页，创作于2023年2月滤浆洗水滤板滤框洗板滤布板框过滤机第17页，课件共24页，创作于2023年2月板框过滤机的操作是间歇式的，每个操作循环由装合、过滤、洗涤、卸渣、整理五个阶段。过滤过程1)、装合：将板与框按1-2-3-2-1-2-3的顺序，滤板的两侧表面放上滤布，然后用手动的或机动的压紧装置固定，使板与框紧密接触。2)、过滤：用泵把滤浆送进右上角的滤浆通道，由通道流进每个滤框里。滤液穿过滤布沿滤板的凹槽流至每个滤板下角的阀门排出。固体颗粒积存在滤框内形成滤饼，直到框内充满滤饼为止。第18页，课件共24页，创作于2023年2月3)、洗涤：将洗水送入洗水通道，经洗涤板左上角的洗水进口，进入板的两侧表面的凹槽中。然后，洗水横穿滤布和滤饼，最后由非洗涤板下角的滤液出口排出。在此阶段中，洗涤板下角的滤液出口阀门关闭。4)、卸渣、整理打开板框，卸出滤饼，洗涤滤布及板、框。在洗液粘度与滤液粘度相近的情况下，且在压差相同时，洗涤速率约为过滤终了速率的1/4。为什么？第19页，课件共24页，创作于2023年2月结构简单，价格低廉，占地面积小，过滤面积大。可根据需要增减滤板的数量，调节过滤能力。对物料的适应能力较强，由于操作压力较高（3~10kg/cm2），对颗粒细小而液体粘度较大的滤浆，也能适用。间歇操作，生产能力低，卸渣清洗和组装阶段需用人力操作，劳动强度大，所以它只适用于小规模生产。近年出现了各种自动操作的板框压滤机，使劳动强度得到减轻。板框压滤机的特点：第20页，课件共24页，创作于2023年2月结构：转筒，扇形格(18格)；

滤室；分配头；动盘(18个孔，分别与扇形格的18个通道相连)；定盘(三个凹槽：滤液真空凹槽、洗水真空凹槽、压缩空气凹槽，分别将动盘的18个孔道分成三个通道)；金属网；滤布；滤浆槽。转筒真空过滤机结构示意图动盘定盘转筒金属网滤布滤饼搅拌器洗涤喷头料浆槽刮刀2转筒真空过滤机（rotary-drumvacuumfilter）第21页，课件共24页，创作于2023年2月110987654321817161514131112动盘转筒及分配头的结构定盘18格分成6个工作区1区(1~7格)：过滤区；2区(8~10格)：滤液吸干区；3区(12~13格)：洗涤区；4区(14格)：洗后吸干区；5区(16格)：吹松卸渣区；6区(17格)：滤布再生区。过滤区(1~2区)，f槽;洗涤区(3~4区)，g槽

;干燥卸渣区(5~6区)，h

槽;f槽h槽g槽第22页，课件共24页，创作于2023年2月自动连续操作；适用于处理量大，固体颗粒含量较多的滤浆；真空下操作，其过滤推动力较低(最高只有1atm)，对于滤饼阻力较大的物料适应能力较差。转筒旋转时，藉分配头的作用，能使转筒旋转一周的过程中，每个小过滤室可依次进行过滤、洗涤、吸干、吹松卸渣等项操作。整个转筒圆周在任何瞬间都划分为:特点：工作过程过滤区;洗涤区;干燥卸渣区。第23页，课件共24页，创作于2023年2月设备名称主要结构工作过程特点、适用性生产能力计算板框压滤机滤板、滤框、夹紧机构、机架装合、过滤、洗涤、卸