化工原理課件非均相物系分離(全)

1、返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件第三章 非均相物系的分離授課教師：龐煜霞授課教師：龐煜霞返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件3.1 概述概述3.1.1 混合物的分類混合物的分類混合物混合物 均相混合物均相混合物（均相物系）（均相物系） 非均相混合物非均相混合物（非均相物系）（非均相物系）物系內(nèi)部各處組成均勻且物系內(nèi)部各處組成均勻且不存在相界面不存在相界面物系內(nèi)部有隔開兩相的界物系內(nèi)部有隔開兩相的界面存在且界面兩側(cè)的物料面存在且界面兩側(cè)的物料性質(zhì)截然不同性質(zhì)截然不同例如：溶液及混合氣體例如：溶液及混合氣體例如：含塵氣體、懸浮液等例如：含塵氣體、

2、懸浮液等返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件非均相非均相物系物系分散相（分散物質(zhì)）：處于分散狀態(tài)分散相（分散物質(zhì)）：處于分散狀態(tài)的物質(zhì)的物質(zhì), , 如固體顆粒、液滴、氣泡如固體顆粒、液滴、氣泡連續(xù)相（分散介質(zhì)）：包圍著分散物質(zhì)而連續(xù)相（分散介質(zhì)）：包圍著分散物質(zhì)而處于連續(xù)狀態(tài)的物質(zhì)處于連續(xù)狀態(tài)的物質(zhì)返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件3.1.2 非均相物系的分類非均相物系的分類 根據(jù)連續(xù)相的狀態(tài)分：根據(jù)連續(xù)相的狀態(tài)分：p液態(tài)非均相物系：固、液、氣分散在液相中。液態(tài)非均相物系：固、液、氣分散在液相中。 懸浮液、乳濁液、泡沫液懸浮液、乳濁液、泡沫液p

3、氣態(tài)非均相物系：固、液分散在氣相中。氣態(tài)非均相物系：固、液分散在氣相中。 含塵氣體、含霧氣體含塵氣體、含霧氣體返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件3.1.3 非均相物系的分離目的非均相物系的分離目的 p回收有用的分散相回收有用的分散相p凈化連續(xù)相凈化連續(xù)相p環(huán)境保護的需要環(huán)境保護的需要返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件3.1.4 非均相物系的分離方法非均相物系的分離方法1、沉降沉降：顆粒相對于流體運動。：顆粒相對于流體運動。 重力沉降重力沉降 離心沉降離心沉降2、過濾過濾：流體相對于固體顆粒床層運動。：流體相對于固體顆粒床層運動。 重力過濾重力

4、過濾 加壓過濾加壓過濾 真空過濾真空過濾 離心過濾離心過濾返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件3.2.2 顆粒床的特性顆粒床的特性 由顆粒堆積而成的顆粒層稱為顆粒床層。由顆粒堆積而成的顆粒層稱為顆粒床層。返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件 1、床層的空隙率、床層的空隙率 單位體積床層所具有的空隙體積單位體積床層所具有的空隙體積(m3/m3)。 p空隙率通過實驗測得空隙率通過實驗測得p一般亂堆床層的空隙率大致在一般亂堆床層的空隙率大致在0.470.70之間之間床層體積顆粒體積）（床層體積床層體積空隙體積返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)

5、化工原理電子課件2、床層的比表面積、床層的比表面積 單位體積床層所具有的顆粒的表面積稱為單位體積床層所具有的顆粒的表面積稱為床層的比表面積。床層的比表面積。 a ab b=(1-)=(1-)a a ab床層比表面積；床層比表面積； a 顆粒的比表面積；顆粒的比表面積；床層空隙率。床層空隙率。返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件3.3 顆粒的沉降顆粒的沉降 3.3.1 重力沉降重力沉降3.3.2 重力沉降分離設(shè)備重力沉降分離設(shè)備3.3.3 離心沉降離心沉降3.3.4 離心沉降設(shè)備離心沉降設(shè)備返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件3.3.1 重力沉降重

6、力沉降1、球形顆粒的自由沉降與干擾沉降、球形顆粒的自由沉降與干擾沉降自由沉降自由沉降: 顆粒在流體中沉降時，不受其它顆顆粒在流體中沉降時，不受其它顆?；蚱鞅诘挠绊?。粒或器壁的影響。干擾沉降干擾沉降以下討論自由沉降過程。以下討論自由沉降過程。返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件2、球形顆粒的自由沉降速度、球形顆粒的自由沉降速度 設(shè)直徑為設(shè)直徑為dp、密度為密度為p的光滑球形顆粒在的光滑球形顆粒在密度為密度為，粘度為粘度為的靜止流體中作自由沉的靜止流體中作自由沉降。顆粒受力：降。顆粒受力：FbFgFd重力重力 浮力浮力 阻力阻力gdmgFppg36gdFpb36242222

7、uduAFppdu則Fd返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件ddummaFFFdbgddummaudgdppp246223顆粒做勻速沉降時當(dāng)tuuddua,034pptgdu末端速度沉降速度/根據(jù)牛頓第二定律可知根據(jù)牛頓第二定律可知上式稱為重力沉降速度基本方程式。上式稱為重力沉降速度基本方程式。 返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件3 3、沉降速度實用公式、沉降速度實用公式因次分析因次分析)(tRefttduRe 曳力系數(shù)曳力系數(shù)與與ReP的關(guān)系：的關(guān)系：(1) 圓球圓球 (2) 圓盤圓盤 (3) 圓柱圓柱10-410-310-210-11.01

8、010210310410510610-11.010102103105ReP (1) (2) (3)返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件層流區(qū)（層流區(qū)（Stokes定律區(qū)，定律區(qū)，Re0 2） tRe24182gduppt過渡區(qū)（過渡區(qū)（Allen定律區(qū)，定律區(qū)， 2 Re0 1000） 6 . 0Re5 .18t6 . 0Re27. 0tpptgdu湍流區(qū)（湍流區(qū)（Newton定律區(qū)，定律區(qū)， 1000 Re0 2105） 44. 0pptgdu74. 1返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件4、強化重力沉降的方法、強化重力沉降的方法 增加顆粒的直

9、徑，加凝聚劑、助附著劑增加顆粒的直徑，加凝聚劑、助附著劑 減小流體的密度、粘度減小流體的密度、粘度ut 減減對于液體對于液體 = f (T ) T 對于氣體對于氣體 = f (T ) T ,tpdfu 返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件6、沉降速度的影響因素、沉降速度的影響因素顆粒的體積濃度小于顆粒的體積濃度小于0.2%時，理論計算值的偏差在時，理論計算值的偏差在1%以內(nèi)；以內(nèi)；顆粒濃度較高時便發(fā)生干擾沉降顆粒濃度較高時便發(fā)生干擾沉降,需要根據(jù)濃度進行修正。需要根據(jù)濃度進行修正。當(dāng)容器尺寸當(dāng)容器尺寸D遠遠大于顆粒尺寸遠遠大于顆粒尺寸dp時時(100倍以上倍以上)，器壁

10、效應(yīng)可，器壁效應(yīng)可忽略，否則需加以考慮。忽略，否則需加以考慮。同一種固體物質(zhì)，球形或近球形顆粒比同體積非球形顆粒的沉同一種固體物質(zhì)，球形或近球形顆粒比同體積非球形顆粒的沉降快一些。實際計算時非球形顆粒的大小可用當(dāng)量直徑表示。降快一些。實際計算時非球形顆粒的大小可用當(dāng)量直徑表示。顆粒直徑顆粒直徑0.5um時，沉降受到流體分子布朗運動的影響。時，沉降受到流體分子布朗運動的影響。返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件3.3.2 重力沉降分離設(shè)備重力沉降分離設(shè)備1、降塵室、降塵室返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件 工作原理工作原理 氣體入室氣體入室 減速

11、減速顆粒的沉降運動顆粒的沉降運動 & & 隨氣體運動，合速度：拋物線隨氣體運動，合速度：拋物線沉降運動時間沉降運動時間 氣體停留時間氣體停留時間分離分離所需沉降時間所需沉降時間t t= =H/ut在室內(nèi)停留時間在室內(nèi)停留時間= =L/u分離滿足的條件：分離滿足的條件：uLuHt流道面積擴大流道面積擴大返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件 說明：說明：（1）不同直徑）不同直徑d的顆粒的顆粒ut不同，相應(yīng)的不同，相應(yīng)的t不同。不同。 d ，ut 容易除去。容易除去。（2）當(dāng)某直徑的顆粒滿足）當(dāng)某直徑的顆粒滿足t 時，它能夠被完全時，它能夠被完全（100%）地分離；當(dāng)某直徑的

12、顆粒滿足）地分離；當(dāng)某直徑的顆粒滿足t時，時，它不是不能被分離，仍然可以被分離，只不過是不它不是不能被分離，仍然可以被分離，只不過是不能被完全分離。能被完全分離。返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件 （3）能能(100%)被除去的最小顆粒直徑被除去的最小顆粒直徑 0sAVLBHBuLHuut最低沉降速度最低沉降速度能被分離的最小粒徑能被分離的最小粒徑0ss2min18AVgdut 0ssmin18AVgd 返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件 （4）最大處理量（生產(chǎn)能力）最大處理量（生產(chǎn)能力） VmaxutLb = utA0Vmax為為某一粒徑能

13、某一粒徑能100%100%被去除的最大處理量，即沉被去除的最大處理量，即沉降速度降速度u ut t應(yīng)按需要完全分離下來的最小顆粒計算；應(yīng)按需要完全分離下來的最小顆粒計算；Vmax與與 (100%(100%去除的去除的) ) d, , A0有關(guān)有關(guān)，而與，而與H無關(guān)。無關(guān)。返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件 多層降塵室多層降塵室清潔氣流清潔氣流含塵氣流含塵氣流擋板擋板隔板隔板p降塵室一般用水平隔降塵室一般用水平隔板做成多層，間距為板做成多層，間距為40100mm。 p多層降塵室生產(chǎn)能力多層降塵室生產(chǎn)能力(n層水平隔板層水平隔板)： VS(n+1)utLb1nHh)(1b

14、luVntS隔板間距：取整返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件說明說明n氣流速度氣流速度u不應(yīng)太高，以免干擾顆粒的沉降或把已經(jīng)不應(yīng)太高，以免干擾顆粒的沉降或把已經(jīng)沉降下來的顆粒重新卷起。為此，應(yīng)保證沉降下來的顆粒重新卷起。為此，應(yīng)保證氣體流動的氣體流動的雷諾準數(shù)處于滯流范圍雷諾準數(shù)處于滯流范圍之內(nèi)；之內(nèi)；n降塵室結(jié)構(gòu)簡單，流動阻力小，但體積龐大，分離效降塵室結(jié)構(gòu)簡單，流動阻力小，但體積龐大，分離效率低，通常僅率低，通常僅適用于分離直徑大于適用于分離直徑大于50m的顆粒的顆粒，用，用于過程的于過程的預(yù)除塵預(yù)除塵。n多層降塵室雖能分離細小的顆粒，并節(jié)省地面，但出多層降塵室雖

15、能分離細小的顆粒，并節(jié)省地面，但出灰麻煩。灰麻煩。 返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件（1）一球形石英顆粒，在空氣中按斯托克斯定律）一球形石英顆粒，在空氣中按斯托克斯定律沉降，若空氣溫度由沉降，若空氣溫度由20升至升至50，則其沉降速度，則其沉降速度將將 。（2）在除去某粒徑的顆粒時，若降塵室的高度增）在除去某粒徑的顆粒時，若降塵室的高度增加一倍，則沉降時間加一倍，則沉降時間 ，氣流速度，氣流速度 ，生，生產(chǎn)能力產(chǎn)能力 。 課堂練習(xí)課堂練習(xí)（3）在滯流（層流）區(qū)，顆粒的沉降速度與顆粒在滯流（層流）區(qū)，顆粒的沉降速度與顆粒直徑的直徑的 次方成正比；在湍流區(qū)，顆粒的沉降次

16、方成正比；在湍流區(qū)，顆粒的沉降速度與顆粒直徑的速度與顆粒直徑的 次方成正比。次方成正比。返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件【例例】采用降塵室回收常壓爐氣中所含球形固體顆粒。采用降塵室回收常壓爐氣中所含球形固體顆粒。降塵室底面積為降塵室底面積為10，寬和高均為，寬和高均為2m。操作條件下氣。操作條件下氣體密度為體密度為0.75kg/m3，粘度為，粘度為2.6 10-5Pa s，顆粒密度為，顆粒密度為3000 kg/m3。降塵室的生產(chǎn)能力為。降塵室的生產(chǎn)能力為3m3/s。試求：。試求：（1）理論上可完全回收的最小顆粒直徑；）理論上可完全回收的最小顆粒直徑；（2）粒徑為）粒

17、徑為40 m的顆粒的回收百分率；的顆粒的回收百分率；（3）如將降塵室改為多層以完全回收）如將降塵室改為多層以完全回收10 m的顆粒，的顆粒，在原降塵室內(nèi)需設(shè)置多少層水平隔板及板間距。在原降塵室內(nèi)需設(shè)置多少層水平隔板及板間距。 返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件解：解： （1）理論上可完全回收的最小顆粒直徑）理論上可完全回收的最小顆粒直徑在降塵室中能完全被分離出的最小顆粒在降塵室中能完全被分離出的最小顆粒的沉降速度為的沉降速度為smAVut/3 . 01030s假設(shè)沉降在層流區(qū)，用假設(shè)沉降在層流區(qū)，用Stokes公式求最小公式求最小顆粒直徑顆粒直徑mgudt5pmin1

18、091. 618返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件核算沉降流型核算沉降流型2598. 0Reminttud假設(shè)成立，求得的最小粒徑有效。假設(shè)成立，求得的最小粒徑有效。（2）粒徑為）粒徑為40 m的顆粒的回收百分率的顆粒的回收百分率假設(shè)顆粒在爐氣中的分布是均勻的，則在氣體假設(shè)顆粒在爐氣中的分布是均勻的，則在氣體的停留時間內(nèi)顆粒沉降的高度與降塵室的高度的停留時間內(nèi)顆粒沉降的高度與降塵室的高度之比即為該尺寸顆粒被分離下來的分率。之比即為該尺寸顆粒被分離下來的分率。返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件由于各種尺寸的顆粒在降塵室內(nèi)的停留時間均相由于各種尺

19、寸的顆粒在降塵室內(nèi)的停留時間均相同，故同，故40 m的顆粒的回收率也可用其沉降速度的顆粒的回收率也可用其沉降速度ut與與69.1 m的顆粒的沉降速度的顆粒的沉降速度ut之比來確定，在層之比來確定，在層流區(qū)流區(qū)%5 .33)1 .6940()(22mindduutt回收率（3）需設(shè)置水平隔板層數(shù)及板間距）需設(shè)置水平隔板層數(shù)及板間距由上面計算可知，由上面計算可知，10 m的顆粒的沉降必在的顆粒的沉降必在層流區(qū)，可用層流區(qū)，可用stokes公式計算沉降速度公式計算沉降速度smgdu/1029. 6183s20返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件需設(shè)置水平隔板層數(shù)需設(shè)置水平隔板

20、層數(shù)層，取4769.4611029. 61031300uAVns板間距板間距mnHh042. 04821核算氣體在多層降塵室內(nèi)的流型：若忽略隔板厚核算氣體在多層降塵室內(nèi)的流型：若忽略隔板厚度所占的空間，則氣體的流速為度所占的空間，則氣體的流速為smbHVus/75. 0223返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件mhbbhde082. 0)042. 02(2042. 024)(241774106 . 275. 075. 0082. 0Re5ude即氣體在降塵室的流動為層流，設(shè)計合理。即氣體在降塵室的流動為層流，設(shè)計合理。返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理

21、電子課件3.3.3 離心沉降離心沉降離心沉降：依靠離心沉降：依靠慣性離心力慣性離心力的作用從而實現(xiàn)沉降的的作用從而實現(xiàn)沉降的過程。過程。離心沉降效率較重力沉降效率高。對于兩相密度差離心沉降效率較重力沉降效率高。對于兩相密度差較小或顆粒粒徑較小的情況，應(yīng)采用離心分離。較小或顆粒粒徑較小的情況，應(yīng)采用離心分離。 返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件1、離心沉降速度、離心沉降速度 流體作圓周運動時，形成慣性離心力場。當(dāng)顆粒在流體作圓周運動時，形成慣性離心力場。當(dāng)顆粒在距中心距中心r處旋轉(zhuǎn)時，其切向速度處旋轉(zhuǎn)時，其切向速度uT，徑向速度，徑向速度ur 。慣性離心力場強度：慣性離

22、心力場強度： uT2/r軌跡：軌跡：逐漸擴大的逐漸擴大的螺旋線螺旋線r1r2ArCBuruuT顆粒在旋轉(zhuǎn)流體中的運動顆粒在旋轉(zhuǎn)流體中的運動返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件uTurrFcFbFDdp， p的球形顆粒受力分析：的球形顆粒受力分析：離心力離心力rudFTppc236向心力向心力rudFpb2T36阻力阻力4222prDduF（方向向外）（方向向外）（方向向內(nèi)）（方向向內(nèi)）（方向向內(nèi)）（方向向內(nèi)）返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件04266222T32T3prpppdurudrud當(dāng)三個力達到當(dāng)三個力達到平衡平衡時：時： Fc- F

23、b- FD=0rudruduTppTpp222r18)(3)(4相對運動為層流返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件2、離心沉降速度與重力沉降速度的比較、離心沉降速度與重力沉降速度的比較 表達式：表達式：重力沉降速度公式中的重力沉降速度公式中的重力加速度改為離心加速度重力加速度改為離心加速度數(shù)值：數(shù)值：1）重力沉降速度基本上為）重力沉降速度基本上為定值定值2）離心沉降速度為）離心沉降速度為絕對速度在徑向上的分量，絕對速度在徑向上的分量，數(shù)數(shù)值隨顆粒在離心力場中的值隨顆粒在離心力場中的位置而變位置而變。 返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件3、離心分

24、離因數(shù)、離心分離因數(shù)重力離心力重力加速度離心加速度gagruuuKTtr/2C同一顆粒在同種介質(zhì)中的離心沉降速度與重力同一顆粒在同種介質(zhì)中的離心沉降速度與重力沉降速度的比值。沉降速度的比值。返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件3.3.4 離心沉降設(shè)備離心沉降設(shè)備氣固氣固 旋風(fēng)分離器旋風(fēng)分離器液固液固 旋液分離器旋液分離器返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件 旋風(fēng)分離器旋風(fēng)分離器 1、結(jié)、結(jié) 構(gòu)構(gòu)主體的上部為圓筒主體的上部為圓筒形形,下部為圓錐形下部為圓錐形,中央有一中央有一升氣管。矩形切線入口。升氣管。矩形切線入口。 B 凈化氣體 含塵 氣體 A

25、 D1 A=D/2 S1 B=D/4 H1 D1=D/2 D H1=2D H H2=2D S1=D/8 H2 D2D/4 D2 塵粒 圖 3-19 旋風(fēng)分離器的尺寸及操作原理圖 旋風(fēng)分離器尺寸及操作原理示意圖旋風(fēng)分離器尺寸及操作原理示意圖（各部分尺寸（各部分尺寸按比例以按比例以D為基準）為基準）2、工作原理、工作原理氣流旋轉(zhuǎn)氣流旋轉(zhuǎn)向下向下螺旋運動到錐口螺旋運動到錐口向上向上螺旋運動螺旋運動（氣芯）（氣芯）頂部中央排氣口頂部中央排氣口返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件顆粒顆粒器壁器壁與氣流分離，與氣流分離，滑落滑落離心力離心力返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大

26、學(xué)化工原理電子課件41返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件評價指標評價指標總效率總效率粒級效率粒級效率分離效果分離效果壓強降壓強降臨界直徑臨界直徑分離效率分離效率3、旋風(fēng)分離器的性能、旋風(fēng)分離器的性能返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件1）臨界粒徑）臨界粒徑定義：理論上在旋風(fēng)分離器中能被完全分離下來定義：理論上在旋風(fēng)分離器中能被完全分離下來的最小顆粒。的最小顆粒。計算公式的推導(dǎo)：計算公式的推導(dǎo)：返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件假設(shè)：假設(shè)：（1 1）氣流嚴格按螺旋形路線作等速運動，其切向）氣流嚴格按螺旋形路線作等速運動，

27、其切向速度等于進口氣速速度等于進口氣速u ui i；（2 2）顆粒向器壁沉降時，必須穿過厚度等于進氣）顆粒向器壁沉降時，必須穿過厚度等于進氣寬度寬度B B的氣流層，方能達到器壁而被分離；的氣流層，方能達到器壁而被分離；（3 3）顆粒的流動類型為滯流。）顆粒的流動類型為滯流。S Stokestokes公式可用，旋轉(zhuǎn)半徑取公式可用，旋轉(zhuǎn)半徑取r rm m（平均旋轉(zhuǎn)半徑）（平均旋轉(zhuǎn)半徑）m2i2r18 rudupp顆粒沉降速度顆粒沉降速度返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件說明說明nD或或B=D/4，則則dC， 設(shè)備尺寸（直徑、進氣口寬度）不設(shè)備尺寸（直徑、進氣口寬度）不能太

28、大，以維持較高的分離效率。能太大，以維持較高的分離效率。 多級旋風(fēng)分離器多級旋風(fēng)分離器nV或或 ui，則則dC， B一定時，提高氣流量或提高進口氣一定時，提高氣流量或提高進口氣速，可提高分離效率，但進口阻力增速，可提高分離效率，但進口阻力增加，同時湍流狀況增大，易帶起灰塵，加，同時湍流狀況增大，易帶起灰塵，所以一般不采用此法。所以一般不采用此法。當(dāng)氣體處理量當(dāng)氣體處理量大時，使用若干小尺寸旋風(fēng)分離器并大時，使用若干小尺寸旋風(fēng)分離器并聯(lián)使用。聯(lián)使用。n對于標準旋風(fēng)分離器，一般取對于標準旋風(fēng)分離器，一般取 返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件

29、華南理工大學(xué)化工原理電子課件 課堂練習(xí)課堂練習(xí)（1）沉降操作是指在某種）沉降操作是指在某種 中利用分散相和連中利用分散相和連續(xù)相之間的續(xù)相之間的 差異，使之發(fā)生相對運動而實現(xiàn)差異，使之發(fā)生相對運動而實現(xiàn)分離的操作過程。沉降過程有分離的操作過程。沉降過程有 沉降和沉降和 沉沉降兩種方式。降兩種方式。（2）旋風(fēng)分離器性能的好壞，主要以旋風(fēng)分離器性能的好壞，主要以 來來衡量。衡量。 越小，說明分離性能越好。越小，說明分離性能越好。返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件3.4 過濾過濾 3.4.1 過濾的基本概念過濾的基本概念3.4.2 過濾基本方程式過濾基本方程式3.4.3 過

30、濾設(shè)備過濾設(shè)備3.4.4 過濾計算過濾計算返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件1、過濾操作、過濾操作過濾介質(zhì)濾 餅濾 漿濾 液3.4.1 過濾的基本概念過濾的基本概念以某種多孔物質(zhì)為介質(zhì)，在外力的作用下，使懸浮以某種多孔物質(zhì)為介質(zhì)，在外力的作用下，使懸浮液中的液體通過介質(zhì)的孔道，固體顆粒被截留在介液中的液體通過介質(zhì)的孔道，固體顆粒被截留在介質(zhì)上，從而實現(xiàn)固質(zhì)上，從而實現(xiàn)固/ /液分離的操作。液分離的操作。 過程過程推動力推動力：重力；壓：重力；壓力力( (差差) )；離心力；離心力操作目的：獲得固體或操作目的：獲得固體或清凈的液體清凈的液體洗滌洗滌回收濾餅中殘回收濾餅中

31、殘存的濾液或除去其雜質(zhì)存的濾液或除去其雜質(zhì)返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件2、過濾方式、過濾方式（1）濾餅過濾濾餅過濾 ：固體沉：固體沉積物在介質(zhì)表面堆積、積物在介質(zhì)表面堆積、架橋而形成濾餅層。濾架橋而形成濾餅層。濾餅層是有效過濾層。餅層是有效過濾層。適用于：處理固體含量適用于：處理固體含量較高的混懸液。較高的混懸液。 返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件 （2）深層過濾深層過濾：過濾介：過濾介質(zhì)是較厚的粒狀介質(zhì)的質(zhì)是較厚的粒狀介質(zhì)的床層，過濾時懸浮液中床層，過濾時懸浮液中的顆粒沉積在床層內(nèi)部的顆粒沉積在床層內(nèi)部的孔道壁面上，而不形的孔道壁面

32、上，而不形成濾餅。成濾餅。 適用于：生產(chǎn)量大而懸浮顆粒粒徑小、含量微適用于：生產(chǎn)量大而懸浮顆粒粒徑小、含量微或是粘軟的絮狀物。或是粘軟的絮狀物。返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件3、過濾介質(zhì)、過濾介質(zhì) 支撐濾餅或截留顆粒，使濾液通過。支撐濾餅或截留顆粒，使濾液通過。要求：要求：1）多孔性，孔道大小合適（既對流體的阻力小，）多孔性，孔道大小合適（既對流體的阻力小，又能截住要分離的顆粒）；又能截住要分離的顆粒）；2）具有足夠的機械強度；）具有足夠的機械強度；3）化學(xué)穩(wěn)定性好（耐腐蝕、耐熱、抗老化）；）化學(xué)穩(wěn)定性好（耐腐蝕、耐熱、抗老化）；4）價格便宜。）價格便宜。返回華南

33、理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件 過濾介質(zhì)種類：過濾介質(zhì)種類：織物介質(zhì)織物介質(zhì) 濾布濾布(織物、網(wǎng)織物、網(wǎng))，截留的粒徑截留的粒徑5m以上，工業(yè)應(yīng)用廣泛以上，工業(yè)應(yīng)用廣泛多孔固體介質(zhì)多孔固體介質(zhì)具有微細孔道的固體，截留具有微細孔道的固體，截留粒徑粒徑13m的微細粒子的微細粒子 堆積介質(zhì)堆積介質(zhì)固體顆粒或纖維等堆積，適用于固體顆?；蚶w維等堆積，適用于深層過濾深層過濾 微孔膜微孔膜由高分子材料制成的薄膜狀多孔介由高分子材料制成的薄膜狀多孔介質(zhì)。適用于濾除質(zhì)。適用于濾除0.0210m的混懸微粒。的混懸微粒。 返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件4、濾餅的壓

34、縮性和助濾劑、濾餅的壓縮性和助濾劑（1）濾餅的壓縮性）濾餅的壓縮性濾餅濾餅不可壓縮濾餅不可壓縮濾餅: 可壓縮濾餅可壓縮濾餅:顆粒有一定的顆粒有一定的剛性剛性，所，所形成的濾餅并不因所受形成的濾餅并不因所受的壓力差而變形。的壓力差而變形。 顆粒較軟，所形成的濾餅顆粒較軟，所形成的濾餅在壓差的作用下在壓差的作用下變形變形，使，使濾餅中的流動通道變小，濾餅中的流動通道變小，阻力增大。阻力增大。返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件（2）助濾劑）助濾劑助濾劑助濾劑具有一定具有一定剛性剛性的顆?；蚶w維狀的固體。的顆粒或纖維狀的固體。加入助濾劑可減少可壓縮濾餅的流動阻力。加入助濾劑可

35、減少可壓縮濾餅的流動阻力。加入方法加入方法預(yù)涂預(yù)涂用助濾劑配成懸浮液，在正式用助濾劑配成懸浮液，在正式過濾前過濾前用它進行過濾，在過濾用它進行過濾，在過濾介質(zhì)上形成一層由助濾劑組成介質(zhì)上形成一層由助濾劑組成的濾餅。的濾餅。 將助濾劑混在濾漿中將助濾劑混在濾漿中一起一起過濾過濾預(yù)混預(yù)混返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件1、顆粒床層的物理模型與基本參數(shù)、顆粒床層的物理模型與基本參數(shù)顆粒床層顆粒床層一組平行細管一組平行細管流體通道流體通道細管內(nèi)表面細管內(nèi)表面= =床層顆粒的全部表面床層顆粒的全部表面細管的總體積細管的總體積= =床層空隙體積床層空隙體積3.4.2 過濾基本方

36、程式過濾基本方程式合理簡化合理簡化本質(zhì)近似本質(zhì)近似返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件基本參數(shù)基本參數(shù)空隙率空隙率 ：床層的空隙體積：床層的空隙體積/ /床層的總體積床層的總體積比表面積比表面積a：顆粒表面積：顆粒表面積/ /顆粒體積顆粒體積孔道孔道( (細管細管) )平均長度平均長度 l ： 床層厚度床層厚度L返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件顆粒體積比表面積空隙率床層體積顆粒表面積空隙體積潤濕周邊長流通截面積444llde1414a空隙率床層體積比表面積空隙率床層體積孔道孔道( (細管細管) )當(dāng)量直徑當(dāng)量直徑de：返回華南理工大學(xué)化工原理

37、電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件2、過濾速度及其表達、過濾速度及其表達 1）定義）定義濾餅截面積濾餅截面積濾液體積流量濾液體積流量 AddVuA濾餅層總截面積；濾餅層總截面積； 過濾時間；過濾時間；V濾液體積濾液體積返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件濾液流速濾液流速u1: :dAdVu床層截面積床層空隙率濾液體積流量面積床層截面中空隙部分的濾液體積流量1u1與與u的關(guān)系的關(guān)系uu 1返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件因此，過濾速度因此，過濾速度阻力推動力LpaAdVuc22315d恒壓降速恒壓降速: l(L) ，如，如 pc不變，則不變，

38、則u 恒速升壓恒速升壓: l(L) ，如，如u不變，則不變，則 pc 說明：說明：返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件3）濾餅的阻力）濾餅的阻力 對不可壓縮濾餅，其形狀、大小不變，故對不可壓縮濾餅，其形狀、大小不變，故、a a為常為常數(shù)，則數(shù)，則RpLrpLp)1 (a5AddVu)1 (a5r1ccc223223令：式中：式中：R濾餅的阻力，濾餅的阻力，1/m r濾餅的比阻，濾餅的比阻，1/m2推動力推動力阻力阻力返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件過濾推動力過濾推動力：促成濾液流動的因素，即壓強差：促成濾液流動的因素，即壓強差pC過濾阻力過濾

39、阻力：rL=Rn 濾液本身的粘性：濾液本身的粘性：n 濾餅阻力：濾餅阻力：R= rL322)1 (5raLupcLRr阻力比阻是單位厚度濾餅的返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件4）過濾介質(zhì)的阻力）過濾介質(zhì)的阻力mcppp濾餅壓降濾餅壓降過濾介質(zhì)壓降過濾介質(zhì)壓降相應(yīng)的總阻力也等于兩層阻力之和。相應(yīng)的總阻力也等于兩層阻力之和。設(shè)想過濾介質(zhì)相當(dāng)于厚度為設(shè)想過濾介質(zhì)相當(dāng)于厚度為Le的一層濾餅的一層濾餅則過濾介質(zhì)阻力為則過濾介質(zhì)阻力為emrLR 總推動力總推動力mcpppmcpppLe過濾介質(zhì)的當(dāng)量濾餅厚度過濾介質(zhì)的當(dāng)量濾餅厚度總阻力總阻力 RRmrLrLe返回華南理工大學(xué)化工

40、原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件 過濾截面積不變，則以整個截面積計算的濾液通過濾截面積不變，則以整個截面積計算的濾液通過濾餅層和過濾介質(zhì)的過濾餅層和過濾介質(zhì)的速度相等速度相等，即，即eeeLLrprLrLpprLprLpAddVumcmc當(dāng)量濾餅層厚度，當(dāng)量濾餅層厚度，m 上式表明：可用濾液通過上式表明：可用濾液通過串聯(lián)的濾餅與濾布串聯(lián)的濾餅與濾布的的總壓強降表示過濾推動力，用兩層的阻力之和總壓強降表示過濾推動力，用兩層的阻力之和表示總阻力。表示總阻力。返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件 5）過濾基本方程式過濾基本方程式 V = AL系數(shù)：系數(shù)： 獲取單位體積

41、濾液所得濾餅體積獲取單位體積濾液所得濾餅體積AVrrLR/AVrrLR/eemVe當(dāng)量濾液體積，與當(dāng)量濾液體積，與Le對應(yīng)的濾液體積對應(yīng)的濾液體積若每獲得若每獲得 1m3 濾液形成的濾餅體積為濾液形成的濾餅體積為 vm3，則每獲得則每獲得 Vm3 濾液形成的濾餅體積為濾液形成的濾餅體積為 vVm3返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件不可壓縮濾餅不可壓縮濾餅: :e12ddVVrpAVs其中濾餅的壓縮指數(shù)其中濾餅的壓縮指數(shù)s=01，對于不可壓縮，對于不可壓縮濾餅濾餅s=0)VV(rpA)LL( rpAddVee2可壓縮濾餅可壓縮濾餅: : r是壓強差的函數(shù)，是壓強差的函數(shù)

42、， 可表示為可表示為過濾基本方程式過濾基本方程式sprr 返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件3、恒壓過濾方程式、恒壓過濾方程式 、r、 與時間無關(guān)與時間無關(guān), ,Ve、A、 p常數(shù)常數(shù)esVVpkAVrk12dd 1得令，可得再令spkK12e22VVKAddV返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件與過濾介質(zhì)阻力相對應(yīng)的虛擬濾液體積為與過濾介質(zhì)阻力相對應(yīng)的虛擬濾液體積為Ve，假定，假定需要過濾時間為需要過濾時間為e，此階段實際獲得濾液，此階段實際獲得濾液V=0，則，則上式簡化為上式簡化為積分限：時間積分限：時間0e，體積：，體積： 0VeeeKA

43、V22eVKAddV22（1）返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件在有效過濾階段，在有效過濾階段，Ve、e為常數(shù)，積分為常數(shù)，積分積分限：時間積分限：時間ee，體積：，體積： VeVeV e22VVKAddV 則則2e22KAVVV（1）和（）和（2）相加得）相加得)()(22eeKAVV恒壓過濾方程式，表明恒壓過濾時濾液體恒壓過濾方程式，表明恒壓過濾時濾液體積與過濾時間的關(guān)系為一積與過濾時間的關(guān)系為一拋物線拋物線。（2）返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件總結(jié)：恒壓過濾方程式總結(jié)：恒壓過濾方程式以絕對濾液量為基準以絕對濾液量為基準以相對濾液量為

44、基準以相對濾液量為基準(V+Ve)2=KA2(e) V2+2VeV =KA2Ve2=KA2e(q+qe)2=K(e) q2+2qeq =Kqe2=Ke過濾介質(zhì)過濾介質(zhì)阻力忽略阻力忽略V2=KA2q2=K得：AVqAVqeeK過濾常數(shù)，由物料特性和過濾壓強差決定；過濾常數(shù)，由物料特性和過濾壓強差決定；qe、e介質(zhì)常數(shù)，反映過濾介質(zhì)阻力的大小介質(zhì)常數(shù)，反映過濾介質(zhì)阻力的大小返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件對于不可壓縮濾餅對于不可壓縮濾餅bapqrvurvupquqqrpqeRRR即常數(shù)2edd對于不可壓縮濾餅進行恒速過濾時，其操作壓對于不可壓縮濾餅進行恒速過濾時，其操作

45、壓強差隨過濾時間成強差隨過濾時間成直線增高直線增高。因此，可采用。因此，可采用先先恒速后恒壓恒速后恒壓的復(fù)合式操作。的復(fù)合式操作。返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件原理一原理一過濾方程同除以過濾方程同除以KqKqqKqe21 /q q作圖，作圖，直線斜率直線斜率= =1/K，截距截距= =2qe/K恒壓過濾下連續(xù)測定恒壓過濾下連續(xù)測定 ，qKqqqe225、過濾常數(shù)的實驗測定、過濾常數(shù)的實驗測定 KqKq2eee2e（1）恒壓下）恒壓下K、qe、 e的測定的測定 返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件對過濾方程進行微分對過濾方程進行微分Kqqqd

46、d2e微分用增量代替微分用增量代替KqqKqe22 連續(xù)測定連續(xù)測定 ，q算出一系列算出一系列 及對應(yīng)及對應(yīng) q / qq作圖，作圖， 直線斜率直線斜率=2/=2/K，截距截距= =2qe/K原理二原理二)()(2eeKqq返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件（2）壓縮性指數(shù)）壓縮性指數(shù)s的測定的測定 原理原理 兩邊取對數(shù)：兩邊取對數(shù)： 對一定物料對一定物料k、s為常數(shù)，故此式表明為常數(shù)，故此式表明lgK與與lgp為直線關(guān)系，其斜率為為直線關(guān)系，其斜率為(1- )，截距為截距為lg(2k)。 因此在因此在不同壓強差下進行恒壓過濾不同壓強差下進行恒壓過濾，測得對應(yīng)的，測得

47、對應(yīng)的K值，即可根據(jù)上式通過作圖法或最小二乘法求值，即可根據(jù)上式通過作圖法或最小二乘法求出出s。 spkK12)2lg()lg()1 (lgkpsK返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件（1 1）恒壓過濾時，濾漿溫度降低，則濾液粘）恒壓過濾時，濾漿溫度降低，則濾液粘度度 ，過濾速率，過濾速率 。 （2）恒壓過濾操作，一個周期中，過濾時間為）恒壓過濾操作，一個周期中，過濾時間為，獲濾液量為獲濾液量為V，現(xiàn)將過濾壓差增加一倍，其他條件，現(xiàn)將過濾壓差增加一倍，其他條件不變，則過濾時間變?yōu)椴蛔儯瑒t過濾時間變?yōu)?。（設(shè)。（設(shè)濾餅不可壓縮且介質(zhì)阻力不計）濾餅不可壓縮且介質(zhì)阻力不計）

48、課堂練習(xí)課堂練習(xí)返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件（4）已知）已知q為單位過濾面積所得濾液體積為單位過濾面積所得濾液體積V/S，qe為為Ve/S，Ve為為過濾介質(zhì)的當(dāng)量濾液體積（濾液體積過濾介質(zhì)的當(dāng)量濾液體積（濾液體積為為Ve時所形成的濾餅層的阻力等于過濾介質(zhì)的阻時所形成的濾餅層的阻力等于過濾介質(zhì)的阻力），在恒定過濾時，測得力），在恒定過濾時，測得 ，過，過濾常數(shù)濾常數(shù)K ，qe= 。2003740/qq（3）在恒壓過濾時，如過濾介質(zhì)的阻力忽略不）在恒壓過濾時，如過濾介質(zhì)的阻力忽略不計，且面積恒定，則所得的濾液量與過濾時間計，且面積恒定，則所得的濾液量與過濾時間的的

49、次方成正比，而對一定的濾液量次方成正比，而對一定的濾液量則需要的過濾時間與過濾面積的則需要的過濾時間與過濾面積的 次方次方成成 比。比。返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件【例例】用過濾面積為用過濾面積為0.04m2的小型板框壓濾機恒壓的小型板框壓濾機恒壓過濾含固體過濾含固體10%（質(zhì)量）的濾漿，濾餅不可壓縮，（質(zhì)量）的濾漿，濾餅不可壓縮，濾餅含水量濾餅含水量20%。過濾時間分別為。過濾時間分別為0，38.2s，114.4s時的濾液量分別為時的濾液量分別為0，0.004m3，0.008m3。若在相同。若在相同條件下處理濾漿條件下處理濾漿10 t/h。需要多大的過濾面積？

50、濾液。需要多大的過濾面積？濾液密度為密度為1000kg/m3。 返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件解：解：2e22KAVVV將已知條件代入得將已知條件代入得2 .3804. 0004. 02004. 022KVe4 .11404. 0008. 02008. 022KVe解得解得34241018.20/1026. 5mVsmKe返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件10噸懸浮液中含液體：噸懸浮液中含液體： 101000（1-0.1）/1000=9 m39m3的液體有一部分滯留在濾餅中，設(shè)滯留在濾的液體有一部分滯留在濾餅中，設(shè)滯留在濾餅中的液體餅中的

51、液體x噸噸 2 . 01 . 010 xx計算得計算得 x=0.25 t=0.25m3 因此，濾液量因此，濾液量V為為 V=9-0.25=8.75m3返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件2e22KAVVV將恒壓過濾方程將恒壓過濾方程 變形為變形為 3442236. 636001026. 51018.2075. 8275. 82mKVVVAe返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件操作方式操作方式壓濾機壓濾機吸濾機吸濾機離心過濾機離心過濾機間歇過濾機間歇過濾機連續(xù)過濾機連續(xù)過濾機壓強差壓強差3.4.3 過濾設(shè)備過濾設(shè)備常用：板框過濾機、轉(zhuǎn)筒真空過濾機常

52、用：板框過濾機、轉(zhuǎn)筒真空過濾機返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件1、板框過濾機、板框過濾機 p最普遍使用的最普遍使用的一種過濾機一種過濾機p由許多塊由許多塊濾板濾板與與濾框濾框交替排交替排列組合而成。列組合而成。返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件主要工作部件主要工作部件:濾板（過濾板濾板（過濾板1和洗滌板和洗滌板3）濾框濾框2組裝組裝: 1-2-3-2-1-2-3-2-1-2-3-2-1濾布濾布框的兩側(cè)框的兩側(cè)返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件返回華南理工大

53、學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件 過濾：過濾： 濾漿由總管入框濾漿由總管入框框內(nèi)形成濾餅框內(nèi)形成濾餅濾液穿過餅和濾液穿過餅和布布經(jīng)每板上旋塞排出經(jīng)每板上旋塞排出( (明流明流) ) 或或從板流出的濾液匯集于某總管排出從板流出的濾液匯集于某總管排出( (暗流暗流) ) 洗滌：洗滌： 洗滌液由總管入板洗滌液由總管入板濾布濾布濾餅濾餅濾布濾布非洗滌非洗滌板板排出排出工作原理：工作原理：返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件濾液料漿清洗水洗滌液開啟關(guān)閉閥門漿料清洗水過濾過程過濾過程洗滌過程洗滌過程1232112321返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原

54、理電子課件過濾階段過濾階段返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件橫穿洗滌：橫穿洗滌：洗滌面洗滌面= (1/2)過濾面積過濾面積洗水路徑洗水路徑=2倍過濾終了時過濾路徑倍過濾終了時過濾路徑返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件說明說明:間歇操作間歇操作過濾、洗滌、卸渣、整理、裝合過濾、洗滌、卸渣、整理、裝合主要優(yōu)缺點主要優(yōu)缺點:p 結(jié)構(gòu)簡單、過濾面積較大、濾餅的含水量少、結(jié)構(gòu)簡單、過濾面積較大、濾餅的含水量少、操作壓強高、適應(yīng)能力強。操作壓強高、適應(yīng)能力強。p 效率較低，勞動強度大。效率較低，勞動強度大。 返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化

55、工原理電子課件代號代號例：例：BMS20/635-25B：板框壓濾機板框壓濾機M：明流明流S：手動壓緊：手動壓緊20：過濾面積，：過濾面積，635：框內(nèi)邊長，：框內(nèi)邊長，mm25：框厚，：框厚，mm返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件洗滌液行程與濾液洗滌液行程與濾液相同。相同。洗滌面積洗滌面積=過濾面積過濾面積置換洗滌：置換洗滌：2、加壓葉濾機、加壓葉濾機 返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件葉濾機的優(yōu)缺點葉濾機的優(yōu)缺點 優(yōu)點：優(yōu)點： 1、過濾推動力大；、過濾推動力大； 2、單位地面所容

56、過濾面積大；、單位地面所容過濾面積大； 3、濾餅洗滌充分；、濾餅洗滌充分； 4、勞動強度較低，操作環(huán)境較好（密閉空間）。、勞動強度較低，操作環(huán)境較好（密閉空間）。 缺點：缺點：構(gòu)造復(fù)雜，造價較高。構(gòu)造復(fù)雜，造價較高。 適用場合：適用場合：固體含量少固體含量少, 需要產(chǎn)品主要是液體。需要產(chǎn)品主要是液體。返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件3、轉(zhuǎn)筒真空過濾機、轉(zhuǎn)筒真空過濾機 結(jié)構(gòu)與工作原理結(jié)構(gòu)與工作原理 返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理

57、電子課件返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件當(dāng)位于水噴頭下，對應(yīng)濾餅、濾布當(dāng)位于水噴頭下，對應(yīng)濾餅、濾布對應(yīng)管對應(yīng)管 轉(zhuǎn)動盤孔轉(zhuǎn)動盤孔凹槽凹槽1 1 洗水真空管洗水真空管洗水通道洗水通道洗滌洗滌吹氣管吹氣管凹槽凹槽3 3轉(zhuǎn)動盤孔轉(zhuǎn)動盤孔 對應(yīng)管對應(yīng)管濾布濾布濾餅濾餅 壓縮空氣通道壓縮空氣通道吹松吹松遇到刮刀遇到刮刀 卸渣卸渣兩凹槽之間的空白處：沒有通道兩凹槽之間的空白處：沒有通道 停工停工兩區(qū)不兩區(qū)不 致串通致串通 工作過程工作過程 當(dāng)浸入濾漿中時，對應(yīng)濾布當(dāng)浸入濾漿中時，對應(yīng)濾布對應(yīng)管對應(yīng)管轉(zhuǎn)動盤孔轉(zhuǎn)動盤孔凹槽凹槽2 2 濾液真空管濾液真空管 濾液通道濾液通道過濾過濾

58、返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件優(yōu)點：優(yōu)點：能連續(xù)自動操作，節(jié)省人力，生產(chǎn)能力大，適用能連續(xù)自動操作，節(jié)省人力，生產(chǎn)能力大，適用于處理大而容易過濾的料漿。于處理大而容易過濾的料漿。缺點：缺點：附屬設(shè)備較多，投資費用高，過濾面積不大。過附屬設(shè)備較多，投資費用高，過濾面積不大。過濾推動力有限，不能過濾高溫的懸浮液，洗滌不濾推動力有限，不能過濾高溫的懸浮液，洗滌不充分。充分。返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件 3.4.4 過濾計算過濾計算 1 1、間歇過濾機的計算、間歇過濾機的計算 1 1）操作周期與生產(chǎn)能力）操作周期與生產(chǎn)能力 操作周期總時間操

59、作周期總時間RWFC 總時間總時間過濾時間過濾時間洗滌時間洗滌時間卸渣、清理、裝合卸渣、清理、裝合 設(shè)計和操作計算要基于設(shè)計和操作計算要基于 C C生產(chǎn)能力：生產(chǎn)能力：一個操作周期中，單位時間一個操作周期中，單位時間( (以小時計以小時計) )內(nèi)得到的濾液或濾餅體積內(nèi)得到的濾液或濾餅體積返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件RWFFCFVVQRWFFCFVVQ已知已知K，qe，由過濾方程，由過濾方程， FVF Q 2）洗滌速率和洗滌時間洗滌速率和洗滌時間 洗滌速率：單位時間內(nèi)通過濾餅層的洗滌液體積。洗滌速率：單位時間內(nèi)通過濾餅層的洗滌液體積。影響洗滌速率的因素可根據(jù)過濾基

60、本方程式來分析。影響洗滌速率的因素可根據(jù)過濾基本方程式來分析。m3濾液濾液/ /hm3濾餅濾餅/ /h返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件(1) 葉濾機的洗滌速率和洗滌時間葉濾機的洗滌速率和洗滌時間置換洗滌置換洗滌 )(2)(dddde22VVKAVVrpAVVeW終了終了終了洗滌速率恒定洗滌速率恒定濾餅厚度不變?yōu)V餅厚度不變KAVVVpAVVVrVVWW2e2ewWww)(2)(dd/終了終了假定：假定：洗滌液洗滌液 與濾液相同；洗滌與濾液相同；洗滌p與過濾時相同與過濾時相同 返回華南理工大學(xué)化工原理電子課件華南理工大學(xué)化工原理電子課件(2)板框壓濾機的洗滌速度和洗滌時