江西理工大学 化工设备原理课件 沉降与过滤.ppt

1、了解不均匀混合物的分离，1，掌握重力沉降的基本原理，典型设备及应用了解旋风分离器的工作原理及其性能残奥表，重点了解熟悉过滤的基本操作过程，典型设备，熟练掌握恒压过滤的操作与校正计算，了解混合瓦斯气体的过滤方法及设备。 第三章非均相混合物的分离、非均相混合物的分离、2、非均相混合物的概念：相界面、混合物分类：固体非均相、气体非均相和液体非均相混合物的基本概念：分散相和连续相的目的：产品的获得、资源再生、环境保护的需要等方法：主要的物理分离方法有非均相混合物的分离、3、一、沉降速度、3.1重力沉降、 粒子受力分析：以球形粒子为对象，重力：流体对粒子的浮力：粒子运动后的流体对粒子的阻力：模仿管内流体

2、流动阻力的修正算法，非均匀混合物的分离，从4，整理，时，uut，非均匀混合物的分离，5，球形粒子的阻力系数为粒子雷诺数的函数，与教材P85页的Re的关系曲线为球形粒子(球形度s1) 曲线将非均匀混合物的分离、6、非均匀混合物的分离、7和以沉降速度ut表示的粒子雷诺数Re代入慢流区沉降速度公式(即，慢流区沉降速度校正公式，斯托克斯公式)，并用于校正粒子在流体中自由工作对不均匀混合物的分离、8、分析粒子的自由沉降速度修正公式进行比较，发现沉降速度与粒子和流体的密度差成比例关系，与粒子的直径成平方关系。 密度不同的粒子沉降速度不同粒径不同的粒子沉降速度也不同。 这是利用重力沉降分离不均匀混合物的根本

3、原因。 不均匀混合物的分离，9，ut的修正方法：试差法(假设粒子的沉降类型，修正ut值，然后，在粒子雷诺数中代入ut检查是否与假设一致)，用试差法求出例31直径40m的球形粒子在30大气中的自由沉降速度。 已知固体粒子密度为2600kg/m3，大气压强为0.1MPa。 解：沉降为层流，用斯托克斯公式进行修正。 30，0.1 MPa下的空气密度为1.165kg/m3，空气的黏性系数为1.8610-5Pas的话，由于是校正流型，所以初期假设是正确的，沉降速度是0.12m/s。 (1)干涉沉降：粒子间相互影响的沉降过程2 )壁效应的影响：粒子直径大时，近壁的沉降受到明显的影响，经验值为0.01，dp

4、/D。 3 )流体分子运动的影响：如果粒子的直径过小，粒子的沉降也会受到流体分子间冲撞的影响。 非均匀混合物的分离，11，2，典型的重力沉降设备因非均匀混合物的种类而异，主要有扬尘室和沉降槽。 降尘室1，结构：不均匀混合物的分离，12，2，工作原理：停滞流动的气体状的不均匀物是水平运动，固体粒子的水平方向是与气体一起运动，垂直方向是沉降运动，粒子在降尘室停留的时间(水平运动的时间)、不均匀混合物分离、13、可分离粒子的条件是t，这是瓦斯气体中的直径dpc的粒子完全分离的条件，因为如果明显位于入口端顶部的粒子可以去除，则位于其他位置的直径dpc的粒子也可以去除。 修正计算中的dpc和utc应该取

5、需要分离的最小粒子的值。 不均匀混合物的分离，14，减尘室的工作能力： (每单位时间减尘室能够处理的混合物的量)，代入，从得到的公式可知，由于减尘室的工作能力与其高度无关，仅与减尘室的底面积(bL )有关， 减尘室最好设定为扁平状，但是应该注意的是，气体状的不均匀物在减尘室中的流动停滞为好。 否则，湍流的脉动效应会使降尘室底面沉降的细微粒子被气流卷起，降低沉降分离的效率。 因此，扬尘室的高度也不要太低。 经验参考值：多数粒子的分离取u3m/s，容易抬起的尘粒取u1m/s。 由于扬尘室体积大，分离效率低，一般用于进行预除尘，分离瓦斯气体状不均匀物系中的粒径超过75m的固体粒子。非均匀混合物的分离

6、、15、非均匀混合物的分离、16、非均匀混合物的分离、17、非均匀混合物的分离、18、非均匀混合物的分离、19、沉降槽(了解) 1、结构特征及操作原理：结构特征：由于粒子的自然沉降性而分离，但由于分离效果差，一般含有固体粒子50的增粘液2 .生产能力：一般用澄清液的向上溢出量(清夜产水量Q0 )表示，为了分离不均匀混合物、20、分离不均匀混合物、21、提高沉降槽的生产能力，可以采用在槽内添加混凝剂的方法。 常用的混凝剂主要有无机混凝剂：石灰、硫酸、矾、硫酸亚铁、苛纳金属钍、盐酸和氯化亚金属铅等天然高分子混凝剂：有淀粉和淀粉的合成高分子絮凝剂如马铃薯、玉米面、薯片粉、动物胶等：聚丙烯酰胺、羰基纤

7、维素、聚乙烯基乙醇不均匀混合物的分离，22，自由沉降受重力的影响不能令人满意，但改变沉降速度的唯一因素只能通过改变力的大小来实现，即用离心力来代替重力。 3.2离心沉降、一、离心沉降速度、一般在Stokes区沉降，不均匀混合物的分离，23，2，典型设备：主要为旋风分离器和旋转液分离器(主要掌握旋风分离器的结构、工作原理和正确的选择方法)。 旋风分离器1、结构特征及操作原理吸气口、主体、排气管、排灰口旋风分离器中的气体轨迹(内外旋流)旋风分离器中的瓦斯气体的压力分布：器壁附近的压力最大，朝向比入口部的压力稍低的中心，压力逐渐下降，在轴心附近成为负压。非均匀混合物的分离、24、非均匀混合物的分离、

8、25、2、旋风分离器的性能、临界粒径dpc临界粒径随着分离器直径的增大而增大，分离效率反映了旋风分离器的除尘能力，有总效率和粒级效率之分。 电压降p的电压降也是测量旋风分离器性能的重要指标。 压降与入口瓦斯气体速度有关，瓦斯气体速度低则分离效率不高，过高则压降大，能源消费高，涡流的发展不利于分离。 不均匀混合物的分离，26，3，旋风分离器的分离效果与含尘系统的物理性质、含尘量、粒度分布及操作条件有关，与自身的结构尺寸密切相关。 不同类型和结构的旋风分离器都是根据标准式旋风分离器的化学基改造而成的。 关于各类型旋风分离器的结构尺寸和性能残奥表，请参照手册。 我国针对常见的定型旋风分离器，制定了C

9、LT、CLT/A、CLP等标准系列。符号c是吸尘器，l是离心式，t是倾斜顶切线入口，p是滚动壳体式入口，a、b是产品类别，根据使用状况分为x型(吸出式)和y型(压入式)，有左旋(n )、右旋(s )的例如CLT/A22.0表示双筒望远镜，直径为22.0 根据不均匀混合物的分离、27、4、旋风分离器的选择和设定修正(1)含尘瓦斯气体的物性和主要工艺残奥表(瓦斯气体处理量、容许压降和分离效率)，确定旋风分离器的结构模式。 (2)根据容许电压降和瓦斯气体处理量决定具体形式。 原则上，在满足瓦斯气体处理量的情况下，电压下降不超过容许值。 瓦斯气体处理量过多时，也可以多台并列使用。 性能表中记载的电压降

10、是瓦斯气体密度为1.2kg/m3的数值，将实际条件下的电压降换算为瓦斯气体密度为1.2kg/m3时的数值后选定。 (3)操作条件发生变化时，需要校正除尘效率，关于经验方程详情请参阅教材P100页。 不均匀混合物的分离，28，作用于(带电)粒子的电场力代替离心力的话，粒子的沉淀就是电力沉淀。 3.3电力沉降(了解)、电力沉降的原理：含尘瓦斯气体通过高压电场后产生的自发电离使粒子带电，通过电场力运动，到达吸尘电极后放电吸附在吸尘电极上，实现了瓦斯气体状不均匀物系统的分离。 电除尘的基本过程： a、瓦斯气体电离； b .粒子带电； c .粒子电荷在电场中的运动d .粒子放电，不均匀混合物的分离，29

11、，不均匀混合物的分离，30，吸尘器的结构和特点：结构：由供电部分和主体部分组成的特点：电除尘器可以有效地捕获0.1m以下的烟尘和雾滴，分离效率可以达到99.99%。 电阻小，瓦斯气体处理量大。 缺点是设备费用和营运成本高，安装、维护、管理要求严格。 电动吸尘器的性能残奥表：除尘效率、实际效率受声干扰因素的影响较大。非均匀混合物的分离、31、非均匀混合物的分离、32、一、混悬剂的过滤一些基本概念过滤的原理和类型过滤的原理过滤拉力赛、滤液、滤饼或过滤渣； 在滤饼和深层过滤、3.4过滤*、不均匀混合物的分离、33、滤饼过滤介质阻力、滤饼阻力表层过滤中起主要作用的是所形成的滤饼发挥过滤作用。 过滤介质

12、起到支撑蛋糕的作用，有助于快速形成蛋糕。 要求：一般多孔，一盏茶机械强度，小流动阻力，化学性质稳定等。 留心区别膜分离方法。 蛋糕的种类和助滤剂(助滤剂)需要在可压缩的蛋糕中添加助滤剂，使蛋糕过滤更有效。 注意与过滤介质不同。 过滤推进力作用于介质和蛋糕两侧的压力差。 知道改变压力差的方法。 过滤速度与过滤速度、不均匀混合物的分离，34，常见过滤设备板式过滤机的典型应用是非常广泛的间歇式过滤机。不均匀混合物的分离、35、不均匀混合物的分离、36、过滤操作、过滤阶段的混悬剂从通路进入过滤框，滤液在压力下通过过滤框两侧的过滤织物，沿着在过滤织物与滤纸的凹凸表面之间形成的通道流下，能够从设置在各过滤

13、板上的出液塞单独排出，称为明流式、框、板、框、板、搓衣板、非搓衣板、混悬剂、滤液、板、非搓衣板、不均匀混合物的分离、39、清扫液从搓衣板的通路进入其两侧与过滤织物形成的凹凸空间，通过过滤织物、滤饼和滤框的相反侧的滤布排出。 清扫液的行程(包括蛋糕和滤布)约为过滤结束时的滤液行程的2倍，但由于流通面积是其1/2，故清洗速度约为过滤结束速度的1/4。清洗操作、清扫液、洗脱剂、清洗结束，根据需要导入压缩空气，将蛋糕脱湿后，折叠过滤机，取出蛋糕，结束1次过滤操作。 然后清洗、整理、重新组装，准备下一项工作。 不均匀混合物的分离，40，板框式过滤机的主要特点：结构简单，占地面积小，操作方便，生产能力大，

14、适应力强，适合小批量批量批量生产，主要以半自动工作方式为主。 缺点是效率低(周期长，滤布损耗大)，劳动强度大，分离不均匀混合物，41，叶滤机加压叶滤机也是分批式过滤机。 加压叶滤机的主要特点：密闭操作，适合处理易气化有毒物质，操作稳定，过滤速度快。 缺点是成本高，更换滤布困难。 不均匀混合物的分离，42、旋转真空过滤机为连续式过滤机，工业应用广泛。 不均匀混合物的分离，43，旋转真空过滤机的主要特点：自动化程度高，劳动强度小，生产能力大，蛋糕厚度可自由调节，适用于量大、易过滤的材料。 缺点是附属设备多，固定投资费用高，过滤推进力小，蛋糕含量大。非均匀混合物的分离、44、过滤的基本方程和操作修正

15、计算过滤基本方程、de的直管中流体层流流动、u=u、过滤速度、非均匀混合物的分离、45、实际的流体流动有差异，进行修正，k为修正系数，结论：电阻率r为每单位厚度的饼的电阻，黏性系数1Pas的滤液为1m/s 电阻率反映了粒子形状、尺寸及床层孔隙率对滤液流动的影响。 床层的空隙率越小，床层越致密，对流体流动的封摇滾乐作用也越大。 不均匀混合物的分离，46、滤液1m3得到的饼体积为m-3，饼厚度为l时对应的滤液体积为v，它们的关系为LA=V，饼电阻，同样，过滤介质也有类似的关系，因此，总过滤速度方程式为：的电阻率为压力降的函数， 可以用经验方程粗略地修正： r单位压力差下的饼的电阻率s饼的压缩指数，

16、其值总是小于1，对于非压缩饼，通过S=0、不均匀混合物的分离、48得到过滤基本方程，上式是进行表示任一过滤瞬间的过滤速度和其他因子的关系的过滤修正计算的基本依据该式为微分式，应用时需要根据工艺的具体操作条件进行积分。 不均匀混合物的分离、49、过滤的操作方式：定电压、定速或先定速后定电压条件下的过滤操作。 过滤基本方程的恒压过滤适用恒压过滤时的推进力p一定，对于一定的混悬剂，r都是常数。 p一定时压缩指数s也是常数。 当k=(r)-1，K=2kP1-s时，过滤e时间得到Ve的滤液，进一步过滤时间得到v的滤液，则过滤方程式在成为(V Ve)2KA2(e )或(q qe)2K(e )的操作中，滤饼层变厚，因此过滤阻力增加，过滤速度恒定在工业上，先定速后定电压的过滤方式，定速过滤操作的时间短。 不均匀混合物的分离、51、时间为01、滤液量为0V1至定速过滤阶段的时间为1、滤液量为V1V至定电压过滤阶段。实际的过滤方式是先定速后定电压过滤，非均匀混合物的分离，52，定电压过滤