化工原理第04章03-2019-11-6

dV
d
终
恒压操作时
dV
d
终
KA2 2(V Ve
)
V 2 2VVe
2(V Ve )
（ 因V 2+2VVe=KA2τ）
W
VW dV
d W
当Ve=0时,
P PW
W
8(V Ve ) V 2 2VVe
VW
W
P PW
W
8VW V
3.回转真空过滤机
ΔP一定，q
K qe2 qe
K
n
qe2
(因
K
2P
r
)
n
A 2a 2
17.7 2 0.6352
22个
这样可行吗？
(V+V饼)Φ=V饼(1-ε)
V饼
1
V
10 0.015 1 0.5 0.015
0.309m 3
n
V饼 ba 2
0.309 0.025 0.6352
31个
取31个
例2 一板框压滤机在恒压下进行过滤,水悬浮液含
固量0.1kg固体/kg悬浮液,滤饼空隙率ε=0.4, ρp=5000
kg/m3, qe=0,若过滤10分钟,则得滤液1.2m3,试问： ①当τ=1h, V=? ②过滤1小时后的滤饼体积； ③过滤1小时后，用0.1V的水洗涤,
τW=? (操作压强不变)
解：① w = 0.1, ε=0.5, τ=10min, V=1.2m3
V2=KA2τ
（由 V 2+2VVe=KA2τ ）
5.5 常用过滤设备 1. 叶滤机
结构：
滤叶——金属丝网框架覆以滤布构成； 滤叶组插入悬浮液滤槽中；滤槽可密封加压 操作： 滤液→滤布→进入网状中空部分→汇集于总管流 出，滤渣沉积在滤叶外表面； 洗涤后，反向吹卸滤渣。(压缩空气、清水、蒸汽)
叶滤机洗涤速率(面积，饼厚不变)
洗涤过程的特点： （1） 仍为过滤过程； （2） 过程是定态的 （滤饼不再增厚，洗涤速率为常数，不再有恒 速与恒压的区别）
KA2 V 2 1.22 0.144m6 / min
10
V ' KA2 ' 0.144 60 2.94m3
②
w
V饼 (1 ) p V饼[(1 ) p ]
V
V饼
(
1
V 1)(1
)
p
w
(
1
1)(1
2.94 0.4)
5000
0.4
0.11m
3
0.1
1000
③
W
P PW
①需要多大的过滤面积；
②如操作压差提高到0.8MPa,恒压操作。现有一台 板框过滤机,每一个框的尺寸为0.635×0.635× 0.025m,若要求每个过滤周期得到的滤液量仍为 10m3,过滤时间不得超过0.5h,则至少需要多少个
框？
解：① q K qe2 qe
7 105 1800 0.0152 0.015 0.340m3 / m2
过滤技术的改进 ①物料的适应性 ②加快过滤速率
6.1 改变滤饼结构
dq P
d r(q qe)
结构特征：空隙率、压缩性
办法：用助滤剂 (刚性, 多孔性, 尺度均匀)
预敷和掺滤
6.2 改变悬浮液中颗粒聚集状态
目的：小颗粒—聚成大颗粒
办法：加聚合电解质、无机电解质
如：脏水用明矾
凝聚剂、絮凝剂(xu) 、沉降剂 如：聚丙烯酰胺
qe
Q V nqA nA(
K
n
qe2
qe )
KA
2 n
n
2V
2 e
nV e
思考题： n↑,τ ↓ , Q ↑ , q ↓ ,δ饼 ↓ 。
例1 拟用一板框过滤机在0.3MPa压差下恒压过滤 某悬浮液。已知K=7×10-5m2/s, qe=0.015m3/m2,现 要求每一操作周期得到10m3滤液,过滤时间为0.5h, 滤饼不可压缩,悬浮液φ=0.015(m3固体/m3悬浮液),滤 饼空隙率ε=0.5,试问：
W
2(V Ve) V 2 2VVe
VW
（又 V 2+2VVe=KA2τ）
当Ve=0时,
W
P PW
W
2VW V
2.板框压滤机
板框每边长a, 厚b,
过滤面积2a2, 过滤终了
L饼
b 2
洗涤时，饼厚为b(加倍)
洗涤面积a2(减半)
板框压滤机洗涤(面积减半,饼厚加倍)
dV
d
W
1 PW 4 P
W
极性基团对尘粒的吸附作用 氢键作用
6.3 动态过滤 传统的滤饼过滤—终端过滤
dq P
d r(q qe )
动态过滤—用机械的，水力的, 电场的方法
限制滤饼增长
本次讲课习题： 第四章 8, 9，10，12
W
8VW
V
8 0.1 60 48 min
例3 某叶滤机恒压过滤操作, 过滤介质阻力可忽 略，过滤终了V=0.5m3,τ=1h,滤液粘度是水的四 倍。现用水洗涤，VW=0.05m3, 则τW= 。
解：
W
W
2VW V
W
1 2 0.05 60 4 0.5
3min
6 加快过滤速率的途径
A V 10 29.4m2 q 0.34
② S=0, K ' P' K 0.8 7 105 1.87 104 m2 / s
P 0.3
q K ' qe2 qe 1.87 104 1565m3/m2
A V 10 17.7m2 q 0.565
dq
d
W
PW
rW (q qe )
PW
P
P W r (q qe )
PW P
W
dq
d
终
PW P
W
K 2(q qe )
dV
d W
PW P
W
dV
d 终
PW P
W
KA2 2(V终 Ve )
若是恒压操作
W
VW dV
d W
P PW
W
2(V终 Ve )VW KA2
P PW