化工原理-14過濾分離原理及設(shè)備

第三章、非均相混合物分離(fēnlí)及固體流態(tài)化3.2過濾分離原理(yuánlǐ)及設(shè)備3.2.1流體通過固體顆粒床層的流動(dòng)3.2.2過濾操作的原理(yuánlǐ)3.2.3過濾基本方程式3.2.4恒壓過濾3.2.5恒速過濾與先恒速后恒壓的過濾3.2.6過濾常數(shù)的測(cè)定3.2.7過濾設(shè)備3.2.8濾餅的洗滌1精品資料濾餅(lǜbǐnɡ)的洗滌洗滌濾餅的目的是回收滯留在顆粒(kēlì)縫隙間的濾液，或凈化構(gòu)成濾餅的顆粒(kēlì)。單位時(shí)間內(nèi)消耗的洗水容積洗滌速率洗滌時(shí)間2精品資料對(duì)于連續(xù)式過濾機(jī)及葉濾機(jī)等所采用的是置換洗滌法洗滌速率(sùlǜ)大致等于過濾終了時(shí)的過濾速率(sùlǜ)，即濾餅(lǜbǐnɡ)的洗滌3精品資料板框壓濾機(jī)采用(cǎiyòng)的是橫穿洗滌法，因此(yīncǐ)濾餅的洗滌4精品資料若洗水黏度、洗水表壓與濾液黏度、過濾壓力差有明顯差異時(shí)，依照(yīzhào)過濾基本方程式，洗滌時(shí)間應(yīng)做如下修正：濾餅(lǜbǐnɡ)的洗滌5精品資料第三章、非均相混合物分離(fēnlí)及固體流態(tài)化3.2過濾分離原理及設(shè)備3.2.1流體通過固體顆粒床層的流動(dòng)3.2.2過濾操作的原理3.2.3過濾基本方程式3.2.4恒壓過濾3.2.5恒速過濾與先恒速后恒壓的過濾3.2.6過濾常數(shù)的測(cè)定3.2.7過濾設(shè)備3.2.8濾餅(lǜbǐnɡ)的洗滌3.2.9過濾機(jī)的生產(chǎn)能力6精品資料一、間歇(jiànxiē)過濾機(jī)的生產(chǎn)能力則生產(chǎn)能力(shēnɡchǎnnénɡlì)的計(jì)算式為一個(gè)操作周期的總時(shí)間為卸渣、清理、裝合等輔助操作時(shí)間過濾時(shí)間洗滌時(shí)間7精品資料二、連續(xù)(liánxù)過濾機(jī)的生產(chǎn)能力連續(xù)過濾機(jī)（以轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)為例）的特點(diǎn)是過濾、洗滌、卸餅等等操作在轉(zhuǎn)筒表面的不同區(qū)域內(nèi)同時(shí)(tóngshí)進(jìn)行。任何一塊表面在轉(zhuǎn)筒回轉(zhuǎn)一周過程中都只有部分時(shí)間進(jìn)行過濾操作。一個(gè)操作周期就是轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)一周所用時(shí)間：轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速8精品資料在一個(gè)過濾周期內(nèi)，轉(zhuǎn)筒表面上任何一塊(yīkuài)過濾面積所經(jīng)歷的過濾時(shí)間均為：浸沒(jìnméi)度代入恒壓過濾方程，得每小時(shí)所得濾液體積，即生產(chǎn)能力為：二、連續(xù)過濾機(jī)的生產(chǎn)能力9精品資料當(dāng)濾布阻力可以忽略(hūlüè)時(shí)，Ve=0，則上式簡化為：二、連續(xù)(liánxù)過濾機(jī)的生產(chǎn)能力10精品資料第三章、非均相混合物分離(fēnlí)及固體流態(tài)化3.2離心機(jī)3.3.1一般(yībān)概念11精品資料一般(yībān)概念離心機(jī)是利用慣性離心力分離非均相混合物的機(jī)械(jīxiè)。它既可用于沉降操作，也可用于過濾操作。離心機(jī)12精品資料過濾(guòl(fā)ǜ)式沉降式分離式分離(fēnlí)方式離心機(jī)的分類間歇式連續(xù)式操作方式立式臥式轉(zhuǎn)鼓軸線的方向一般概念13精品資料分離(fēnlí)因數(shù)常速離心機(jī)高速(ɡāosù)離心機(jī)超速離心機(jī)一般概念14精品資料第三章、非均相混合物分離(fēnlí)及固體流態(tài)化3.3離心機(jī)3.3.1一般(yībān)概念3.3.2離心機(jī)的結(jié)構(gòu)與操作簡介（自學(xué)）三足式離心機(jī)動(dòng)畫1815精品資料第三章、非均相混合物分離(fēnlí)及固體流態(tài)化3.4固體(gùtǐ)流態(tài)化3.4.1流態(tài)化的基本概念16精品資料一、流態(tài)化現(xiàn)象(xiànxiàng)當(dāng)流體由下向上通過固體顆粒床層時(shí)，隨流速的增加(zēngjiā)，會(huì)出現(xiàn)以下幾種情況固定床階段流化床階段稀相輸送床階段氣速增加動(dòng)畫1917精品資料圖3-31不同(bùtónɡ)流速時(shí)床層的變化一、流態(tài)化現(xiàn)象(xiànxiàng)18精品資料二、兩種不同流化(liúhuà)形式散式流化(liúhuà)散式流化亦稱均勻流化。其特點(diǎn)是固體顆粒均勻地分散在流化介質(zhì)中。隨流速增大，顆粒間的距離均勻增大，床層逐漸膨脹而沒有氣泡產(chǎn)生，并保持穩(wěn)定的上界面。通常，兩相密度差小的系統(tǒng)趨向于散式流化。大多數(shù)液－固流化呈現(xiàn)“散式流化”。散式流化19精品資料聚式流化(liúhuà)床層內(nèi)分為兩相，一相是空隙小而固體濃度大的氣固均勻混合物構(gòu)成的連續(xù)相，稱為乳化(rǔhuà)相；另一相則是夾帶有少量固體顆粒而以氣泡形式通過床層的不連續(xù)相，稱為氣泡相。對(duì)于密度差較大的氣－固流化系統(tǒng)，一般趨向于形成聚式流化。聚式流化二、兩種不同流化形式20精品資料三、流化床的主要(zhǔyào)特點(diǎn)具有液體的某些(mǒuxiē)性質(zhì)21精品資料系統(tǒng)顆粒混和均勻，溫度、濃度分布均勻強(qiáng)化了顆粒與流體間的傳熱、傳質(zhì)(chuánzhì)易于連續(xù)自動(dòng)操作顆粒易磨損反混，顆粒在床層內(nèi)的停留時(shí)間不均三、流化床的主要(zhǔyào)特點(diǎn)22精品資料第三章、非均相混合物分離(fēnlí)及固體流態(tài)化3.4固體(gùtǐ)流態(tài)化3.4.1流態(tài)化的基本概念3.4.2流化床的流體力學(xué)特性23精品資料一、流化床的壓降1.理想(lǐxiǎng)流化床圖3-33理想情況(qíngkuàng)下Δp-u關(guān)系曲線24精品資料2.實(shí)際(shíjì)流化床圖3-34氣體流化床實(shí)際Δp-u關(guān)系(guānxì)曲線一、流化床的壓降25精品資料二、流化床的不正常(zhèngcháng)現(xiàn)象騰涌(ténɡyǒnɡ)現(xiàn)象圖3-35騰涌發(fā)生后Δp-u關(guān)系曲線26精品資料2.溝流現(xiàn)象(xiànxiàng)圖3-36溝流發(fā)生(fāshēng)后Δp-u關(guān)系曲線二、流化床的不正?，F(xiàn)象27精品資料三、流化床的操作(cāozuò)范圍流化床的操作(cāozuò)范圍應(yīng)在臨界流化速度和帶出速度之間。1．臨界流化速度umf

實(shí)驗(yàn)測(cè)定：實(shí)驗(yàn)裝置如右圖28精品資料三、流化床的操作(cāozuò)范圍可得到(dédào)如圖3-34的曲線臨界流化速度29精品資料三、流化床的操作(cāozuò)范圍經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)(guānlián)式計(jì)算：對(duì)于小顆粒對(duì)于大顆粒30精品資料2．帶出速度當(dāng)流化床內(nèi)氣速達(dá)到顆粒的沉降速度時(shí)，大量(dàliàng)顆粒會(huì)被流體帶出器外，因此，顆粒帶出速度即顆粒的沉降速度。三、流化床的操作(cāozuò)范圍31精品資料3．流化床的操作(cāozuò)范圍與流化數(shù)帶出速度與臨界流化速度的比值反映了流化床的可操作(cāozuò)范圍。對(duì)均勻(jūnyún)細(xì)顆粒對(duì)大顆粒流化床實(shí)際操作速度與臨界流化速度的比值稱為流化數(shù)。三、流化床的操作范圍32精品資料第三章、非均相混合物分離(fēnlí)及固體流態(tài)化3.4固體(gùtǐ)流態(tài)化3.4.1流態(tài)化的基本概念3.4.2流化床的流體力學(xué)特性3.4.3流化床的濃相區(qū)高度與分離高度（自學(xué)）33精品資料第三章、非均相混合物分離(fēnlí)及固體流態(tài)化3.4固體流態(tài)化3.4.1流態(tài)化的基本概念3.4.2流化床的流體力學(xué)特性(tèxìng)3.4.3流化床的濃相區(qū)高度與分離高度3.4.4氣力輸送簡介34精品資料一、概述(ɡàishù)當(dāng)氣速大于顆粒的帶出速度時(shí)，顆粒會(huì)被氣流帶出，并隨氣體一起流動(dòng)，形成稀相輸送床，利用這種方式來輸送固體顆粒的方法稱為氣力輸送（當(dāng)輸送介質(zhì)為液體(yètǐ)時(shí)稱為水力輸送）。氣力輸送輸送介質(zhì)通常是空氣，對(duì)易燃易爆粉料，可采用惰性氣體，如氮?dú)獾取?5精品資料（1）可長距離連續(xù)輸送，自動(dòng)化操作，生產(chǎn)效率高。（2）設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，占地面積小，使用、維修方便。（3）輸送系統(tǒng)密閉，避免了物料的飛揚(yáng)、受潮、受污染，改善了勞動(dòng)條件。（4）可在運(yùn)輸過程中（或輸送終端〕同時(shí)(tóngshí)進(jìn)行粉碎、分級(jí)、加熱、冷卻以及干燥等操作。氣力輸送的優(yōu)點(diǎn)(yōudiǎn)一、概述36精品資料混合(hùnhé)比R（或固氣比）單位質(zhì)量(zhìliàng)氣體所輸送的固體質(zhì)量(zhìliàng)，即混合比在25以下（通常R=0.1～5）的氣力輸送稱為稀相輸送。混合比大于25的氣力輸送稱為密相輸送。一、概述37精品資料二、稀相輸送(shūsònɡ)（1）吸引(xīyǐn)式（2）壓送式1.稀相輸送的分類2.稀相輸送的流動(dòng)特性（1）水平管內(nèi)輸送（2）垂直管中的輸送（3）傾斜管中輸送38精品資料三、密相輸送(shūsònɡ)密相輸送的特點(diǎn)是低風(fēng)量(fēngliàng)高固氣比，物料在管內(nèi)呈流態(tài)化或柱塞狀運(yùn)動(dòng)。此類裝置的輸送能力大，輸送距離可長達(dá)100～1000m，尾部所需的氣固分離設(shè)備簡單。由于物料或多或少呈集團(tuán)狀低速運(yùn)動(dòng)，物料的破碎及管道磨損較輕，但操作較困難。目前密相輸送多用于水泥、塑料粉、純堿、催化劑等粉料物料的輸送。39精品資料圖3-42脈沖(màichōng)式密相輸送三、密相輸送(shūsònɡ)40精品資料練習(xí)題目思考題作業(yè)題:9、10、111．一個(gè)(yīɡè)完整的過濾操作周期包括哪幾部分？2.試分析提高回轉(zhuǎn)真空過濾基轉(zhuǎn)速的利弊。3.理想流化床和實(shí)際流化床的差別主要是什么？4.流體與固體顆粒之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)可分為幾種情況。41精品資料重力(zhònglì)沉降學(xué)習(xí)指導(dǎo)本章重點(diǎn)(z