《石油化工基础》教学课件-2.3非均相混合物的分离

石油化工基础非均相混合物的分离Separationofheterogeneousmixtures非均相混合物的分离1.2.3.目录Content沉降及其设备过滤及其设备4.其他气体净制设备非均相混合物的分离SeparationofheterogeneousmixturesPart1非均相混合物的分离Part

1观察与思考沙尘暴悬浮液乳浊液什么是非均相混合物？非均相混合物的分离Part

1观察与思考均相物系：指物系内部各处均匀且无相界面，包括溶液、气体混

合物等。非均相物系：指物系内部有隔不同相的界面且界面两侧的物料性

质有差异。包括：气固系统（如空气中的尘埃）；液固系统（如液体中的固体颗粒）；气液系统（如气体中的液滴）；液液系统（如乳浊液中的微滴）等。非均相混合物的分离Part

1悬浮液非均相物系气态非均相物系液态非均相物系含尘气体含雾气体乳浊液泡沫液粗粒子悬浮液(d>100μm)细粒子悬浮液(0.5μm<d<100μm)混浊液(0.1μm<d<0.5μm)胶体溶液(d分子<d<0.1μm)非均相混合物的分离Part

1分散相：非均相物系中，有一相处于分散状态。如雾中的小水滴、烟尘中的尘粒、悬浮液中的固体颗粒、乳浊液中分散成的

小液滴。连续相：非均相物系中，另一相必然处于连续状态。如雾和烟尘中的气相、悬浮液中的液相、乳浊液中包小液滴的液相。分散相与连续相的密度往往存在一定的差异，通常就是利用这一差异将分散相和连续相进行分离。非均相混合物的分离Part

1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。除去一下工序有害的物质。减少对环境的污染。工业应用分散相与连续相的分离操作，在生产中常见的有沉降过程和过滤过程。沉降及其设备SettlementanditsequipmentPart2沉降及其设备Part

2沉降是使密度不同的两相，在外力（重力或离心力）的作用下，发生相对运动而实现分离的过程。如悬浮在流体中的固体颗粒，在重力或离心力作用下，沿着受力方向发生运动而沉积，从而与流体分离。主要类型：重力沉降：利用重力完成分离的操作。离心沉降：利用离心力作用而获得分离的操作。依据：连续相与分散相密度不同。沉降及其设备Part

2在重力场中进行的沉降过程就称为重力沉降。固体颗粒重力沉降速度由颗粒特性（密度、形状、大小及运动的取向）、流体物性（密度、粘度）及沉降环境综合因素所决定。1重力沉降（1）降尘室分离气态非均相混合物沉降及其设备Part

21重力沉降（2）沉降槽分离液态非均相混合物沉降及其设备Part

2微粒在重力场中所受的重力作用是一个定值，而离心力由旋转而产生，旋转的速度愈大则离心力也愈大。利用离心力使颗粒在离心力场的作用下而沉降的过程称为离心沉降。离心力沉降比重力沉降的沉降速度增大很多，因此离心力分离设备不仅可以分离较小的微粒，而且设备体积缩小。2离心沉降沉降及其设备Part

22离心沉降（1）旋风分离器上为圆筒，下为圆锥形；含尘气体从侧面进入，清洁气体从上面输出，灰尘从下面排出。沉降及其设备Part

22离心沉降（2）旋液分离器分离以液体为主的悬浮液或乳浊液的设备，类似旋风分离器。上为圆筒，下为圆锥形；悬浮液从侧面进入，溢流从上面输出，底流从下面排出。过滤及其设备FiltrationanditsequipmentPart3过滤及其设备Part

3过滤：在推动力的作用下，使混合物流体通过多孔过滤介质，固体颗粒被过滤介质截留，从而实现的固体与流体分离的操作。1过滤过程过滤及其设备Part

3（1）滤饼过滤悬浮液中的颗粒沉积在过滤介质表面形成滤饼层，滤液穿过滤饼层中的空隙流动叫做滤饼过滤。（2）深层过滤固体颗粒不形成滤饼，而是沉积在过滤介质内部叫做深层过滤。用于去除直径小于5μm的细小颗粒,滤介质要定期更换或清洗再生。1过滤过程过滤及其设备Part

3过滤介质是过滤设备的核心，过滤过程的关键。过滤介质的作用是支承滤饼，故除有孔隙外，还应具有足够的机械强度及尽可能小的阻力。工业上常用的过滤介质有：织物介质、多孔性固体介质堆积介质、多孔膜2过滤介质过滤及其设备Part

32过滤介质织物介质编制滤布滤网天然纤维：棉、毛、丝、麻化学纤维：聚氯乙烯、聚乙烯、聚酯纤维玻璃丝金属丝特点：品种最多，用途最广。织物介质过滤及其设备Part

32过滤介质多孔性固体介质多孔性陶瓷板多孔性塑料板多孔性金属陶瓷板或管（由金属粉末烧结而成）特点：能截流小到1——3μm的固体微粒。过滤及其设备Part

32过滤介质堆积介质颗粒状的细沙、石、炭屑等堆积而成的颗粒床层非编织纤维玻璃棉等的堆积层过滤及其设备Part

32过滤介质多孔膜用于膜过滤的各种有机高分子膜和无机材料膜。广泛使用的是粗醋酸纤维素和芳香聚酰胺系两大类有机高分子膜。过滤及其设备Part

33滤饼的压缩性和助滤剂滤饼的压缩性在过滤某些细微而有粘性的微粒时，很容易形成致密的滤饼层，使流体阻力很大；有时因微粒过于细密而将过滤介质通道堵塞。如果滤饼中的固体颗粒受压会发生变形，当滤饼两侧的压强差增大时，颗粒的形状和颗粒间的空隙会有明显的改变，饼层的流动阻力随压强差增大而增大，这种滤饼为可压缩滤饼。为了降低可压缩滤饼的过滤阻力，可加入助滤剂以改变滤饼的结构。过滤及其设备Part

33滤饼的压缩性和助滤剂助滤剂能形成多孔饼层的刚性颗粒，以保持滤饼有较高的空隙率，使滤饼有良好的渗透性及较低的流动阻力。有化学稳定性，不与悬浮液发生化学反应，不溶于液相中。常用的助滤剂有粒状（硅藻土，珍珠岩粉，碳粉或石棉粉等）和纤维状（纤维素、石棉等）两大类。过滤及其设备Part

34过滤设备（1）板框压滤机由多块带凹凸纹路的滤板和滤框交替排列组装于机架而构成。特点：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。过滤及其设备Part

34过滤设备滤板和滤框过滤及其设备Part

34过滤设备板框压滤机的分类可洗式：具有对滤渣进行洗涤的结构。不可洗式：不具有对滤渣进行洗涤的结构。暗流式：滤液集中从尾板的出液口流出。明流式：滤液从每片滤板的出液口直接流出。过滤及其设备Part

34过滤设备（2）加压叶滤机加压叶滤机是由许多不同的长方形或圆形滤叶装合与能承受内压的密闭机壳内而成。特点：滤叶由金属多孔板或金属网制造，内部具有空间，外罩滤布。滤浆用泵压送到机壳内，滤液穿过滤布进入叶内，汇集至总管后排出机外，颗粒则积于滤布外侧形成滤饼。过滤及其设备Part

34过滤设备（3）转筒真空过滤机设备的主体是一个能转动的水平圆筒，其表面有一层金属网，网上复盖滤布，筒的下部侵入滤浆中。过滤及其设备Part

34过滤设备（4）过滤离心机离心过滤是指藉旋转液体所受到的离心力而通过介质和滤饼、固体颗粒被截留于过滤介质表面的操作过程。三足式离心机卧式刮刀卸料离心机活塞推料离心机其他气体净制设备OthergaspurificationequipmentsPart4其他气体净制设备Part

4气体的净制是化工生产过程中较为常见的分离操作。实现气体的净制除可利用前面介绍的沉降与过滤方法外，还可利用惯性、袋滤、静电、洗涤等分离方法。1袋滤器当含尘气体中尘粒的直径小于5μm时，可采用袋滤器进行捕集。其他气体净制设备Part

42惯性分离器惯性分离器是利用夹带于气流中的颗粒或液滴的惯性进行分离。特点：惯性分离器的操作原理与旋风分离器相近，在气体流动的路径上设置障碍物，气流或液流绕过障碍物时发生突然的转折，颗粒或液滴便撞击在障碍物上被捕集下来。含尘气体其他气体净制设备Part

4文丘里除尘器：是一种湿法除尘设备。由收缩管、喉管及扩散管三部分组成。工作原理：含尘气体以50～100m/s的速度通过喉管时，液体由喉管外经径向小孔进入喉管内，并喷成很细的雾滴，促使尘粒润湿并聚积变大，随后引人旋风分离器或其他分离设备进行分离。3文丘里除尘器其他气体净制设备Part

4泡沫除尘器