學習情境6分離設(shè)備課件

1、學習情境6 分離設(shè)備廣東輕工職業(yè)技術(shù)學院輕化工程系第一節(jié) 機械分離設(shè)備 機械分離設(shè)備主要用于非均相物系的分離，包括進行液-固分離的過濾設(shè)備、液-液分離設(shè)備的離心設(shè)備等。 一、板框式過濾設(shè)備 過濾指利用重力或壓差使懸浮液通過多孔性過濾介質(zhì)，將固體顆粒截留，從而實現(xiàn)固-液分離的操作。（一）板框過濾機結(jié)構(gòu)圖8-1 板框壓濾機1-壓緊裝置 2-可動頭 3-濾框 4-濾板 5-固定頭 6-濾液出口 7-濾液出口 8-濾布二、離心式過濾設(shè)備 離心分離是利用慣性離心力的作用分離非均相物系的一種有效方法。常用來從懸浮液分離出固體顆粒，或者從懸濁液中分離出重液和清液等。 （一）三足離心機圖8-4 三足離心機圖8

2、-5 三足離心機結(jié)構(gòu)1-支腳；2-外殼；3-轉(zhuǎn)鼓；4-馬達；5-皮帶輪（二）刮刀卸料式離心機 圖8-6刮刀卸料式離心機（三）活塞推料離心機圖8-7 活塞往復式卸料離心機三、真空式過濾設(shè)備 真空過濾設(shè)備是利用真空在過濾介質(zhì)兩側(cè)產(chǎn)生的壓力差，使液體透過，固體截流，從而實現(xiàn)分離的目的。精細化工生產(chǎn)中常見的真空過濾設(shè)備有以下幾種。（一）真空轉(zhuǎn)鼓過濾器圖8-8 真空轉(zhuǎn)鼓過濾器（二）轉(zhuǎn)臺真空過濾機圖8-11 轉(zhuǎn)臺真空過濾機（三）真空帶式過濾器圖8-12真空帶式過濾器四、沉降設(shè)備（一）重力沉降設(shè)備1、重力沉降室圖8-14 沉降室2、沉降槽圖8-16連續(xù)沉降槽（二）離心沉降設(shè)備圖8-17 標準旋風分離器1、旋

3、風分離器2、旋液分離器3、螺旋卸料離心機圖8-18螺旋卸料離心機4、碟式分離機圖8-19蝶式分離機5、管式高速離心機圖8-20 管式離心機第二節(jié) 膜分離設(shè)備膜的基本概念 膜是指在一個流體相內(nèi)或兩個流體相之間以特定的形式限制和傳遞組分，從而將流體相分隔成兩部分的一薄層物質(zhì)。 膜為兩相之間的選擇屏障。 膜為兩個不同濃度相之間具有選擇性的柵欄。 一、膜分離技術(shù)圖8-21膜分離過程1、微濾（MF）2、超濾（UF）3、納濾 4、反滲透5、其他滲析、控制釋放、膜傳感器、膜法氣體分離等 二、膜分離裝置工業(yè)膜組件對膜組件的要求 1、對膜能夠提供足夠的支撐，并可使高壓原料側(cè)和低壓透過側(cè)嚴格分開； 2、在能耗最小

4、的條件下，使原料在膜表面上流動狀況均勻合理，以減少濃差極化； 3、具有盡可能高的膜裝填密度，并使膜的安裝和更換方便； 4、裝置牢固、安全可靠、價格低廉、易于維修。 膜組件的結(jié)構(gòu)要求：（1）流動均勻，無死角；（2）裝填密度大；（3）有良好的機械、化學和熱穩(wěn)定性；（4）成本低；（5）易于清洗； （6）易于更換膜；（7）壓力損失小。（一） 板框式圖8-22 板框式膜組件1優(yōu)點:每兩片膜之間的滲透物都是被單獨引出的，容易消除操作中的故障，更換單對膜片很方便，膜片在加工中也無需象卷式需要粘合才能使用，成本是最低廉的。可以簡單地增加膜的層數(shù)實現(xiàn)增大處理量的目的。缺點：（1）該系統(tǒng)需要個別密封的的數(shù)目太多，

5、（2）內(nèi)部壓力損失也相對較高，（3）其對膜的機械強度要求較高，（4）由于組件流程較短，其單程的回收率較低，（5）其組件的裝填密度較低 ， (6)組件基本都由不銹鋼制作，成本昂貴。 平板式膜組件的優(yōu)缺點優(yōu)點可更換單對膜片;不易污染;無須粘合即可使用.缺點需要很多密封圈;流體流向的轉(zhuǎn)折多,造成較大的壓力損失;裝填密度相對較小(400m2/m3).應用領(lǐng)域UF（超濾） 、 MF （微濾）、 RO （反滲透）、PV（滲透汽化）、ED（電滲析） 平板膜組件在使用中受以下條件限制：（1）不能用于強酸強堿的場合；（2）耐有機溶劑性能較差；（3）不能用于高溫場合；（4）膜組件單位體積內(nèi)的膜面積較小。 (二)

6、圓管式特點：（1）膜通量大，濃縮倍數(shù)高，可達到較高的含固量；（2）料液流道寬，允許高懸浮物含量的料液進入膜組件，預處理簡單；膜清洗簡單，膜芯使用壽命長；（3）對堵塞不敏感，拆卸和清洗也容易；（4）如果某一根管子損壞，可以方便地更換之；（5）裝填密度不高，流速高，能耗較高；膜填裝密度較低、單位膜面積造價相對卷式膜較高；（6）設(shè)備的死體積較大，不利于提高濃縮比； 圖8-24管式膜組件管式膜組件管式膜組件的優(yōu)缺點特征di=625mm；原料液走管內(nèi)；有支撐管。優(yōu)點湍流流動；對堵塞不敏感；易于清洗；膜組件中壓力損失較小。缺點裝填密度小(100m2/m3)；單位膜面積的進料體積通量較大；需要彎頭連接(增加

7、了壓力損失)。應用領(lǐng)域MF（微濾）、UF（超濾）、單級RO（單級反滲透）(三)螺旋卷式圖8-25 螺旋卷式膜組件示意圖卷式膜組件的優(yōu)缺點優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉；裝填密度相對較高（1000m2/m3）；由于有多孔支撐體及網(wǎng)眼間隔材料，物料交換效果好；缺點滲透物流動路徑較長；難以清洗；膜必須是可以焊接的，或可粘貼的。應用領(lǐng)域RO（反滲透） NF（納濾）、 GS（氣體分離）、 PV(滲透汽化)圖8-26 中空纖維膜組件(四)中空纖維式和毛細管式中空纖維式膜組件中空纖維膜組件的優(yōu)缺點特征di=40500m；原料液走管內(nèi)；自承式優(yōu)點裝填密度很高；單位膜面積的制造費用相對較低；耐壓穩(wěn)定性高（至少在外壓情況

8、下）缺點對堵塞很敏感；在某些情況下纖維管中的壓力損失較大；應用領(lǐng)域GS（氣體分離）、 RO(反滲透)第三節(jié) 超臨界流體萃取裝置一、超臨界流體萃取原理及特點超臨界流體萃取CO2萃取劑特點： 臨界溫度和臨界壓力低(Tc=31.1，Pc=7.38MPa)，操作條件溫和，對有效成分的破壞少，因此特別適合于處理高沸點熱敏性物質(zhì)， CO2是無毒、廉價易獲得的有機溶劑； CO2在使用過程中穩(wěn)定、不燃燒、安全、不污染環(huán)境，且可避免產(chǎn)品的氧化。 CO2的萃取物中不含硝酸鹽和有害的重金量，并且無有害溶劑的殘留； 在超臨界CO2萃取時，被萃取的物質(zhì)通過降低壓力，或升高溫度即可析出，不必經(jīng)過反復萃取操作，所以超臨界CO2萃取流程簡單。二