化工原理第三章过滤复习进程

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化工原理过滤期末考点

化工原理过滤期末考点

二. 相关概念 8.当qe≈0, 板框: 叶滤:
VW JVF w 8 J F 2 dV 1 KA ( )W d 4 2VF
w
VW JVF 2 J F 2 dV KA ( )W d 2VF
9.助滤剂:(SiO2)硅藻土,珍珠岩,石棉粉,炭粉。 10.自由沉降: 11.重力沉降室 : τ沉≤τ停 12.分离效率:η 13.分离因素:K=(uT2/R)/g 14.流态化:聚式(G-S)、散式(L-S)流化 压降~速度图 △p=L(1-ε)(ρs-ρ)g
K ② dq 198 L/m2.s . 解:①∵ = 300τ d E 2(q q e ) 2 2/min ∴ qe=15 L/m K=300 m dq dq 恒速过程 q12+qeq1=(K/2)τ1 d W d E ∴q1=20.9 L/m2 恒压过程 (q2-q12)+2qe(q-q1) VW JqE A W =K(τ-τ1) dV dq A d W d 2 W ∴q=60.7 L/m 0.2 60.7 6.13min 1.98
[解] : 设滤饼空隙率为 ,做物料衡算得: 0.20 0.20 0.02431 ) 1820 ( 45 3 2010 0.20 0.20 0.0243 解得: 0.479 0.4791000 滤饼含水率 0.4791000 (1 0.479) 1820 0.336Kg水 / kg滤饼
即 : (0.161 0.0486 ) 2 0.00221 (0.161 0.0486 ) d d
恒压阶段: q1 ) 2qe (q q1 ) K ( 1 ) (q d 2.5210 4 2 0.812 3.3110 4 m 3 / s 2 2

化工原理 第三章 过滤

化工原理 第三章 过滤

1、恒压过滤方程式
dV
A 2 p


d rv(V Ve )
条件:恒压 Δ p=const 设备一定 A=const
过滤介质一定 Ve=const 悬浮液一定 r、μ 、v =const

K 2p
rv
——过滤常数

dV
KA2

d 2(V Ve )
2(V Ve )dV KA2 d
2019/8/3
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5、助滤剂 (1)滤饼的种类
不可压缩滤饼:颗粒有一定的刚性,所形成的滤饼并
滤饼
不因所受的压力差而变形 ;
可压缩滤饼:颗粒比较软,所形成的滤饼在压差的作
用下变形,使滤饼中的流动通道变小,
阻力增大。
助滤剂一般用于可压缩滤饼。
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(2)助滤剂的作用 对于可压缩滤饼,过滤阻力在过滤压力提高时明显增大,
几点说明:
①其中多孔介质称为过滤介质;所处理的悬浮液称为滤浆; 滤浆中被过滤介质截留的固体颗粒称为称为滤饼或滤渣;通 过过滤介质后的液体称为滤液;
②驱使液体通过过滤介质的推动力可以有重力、压力(或压 差)和离心力,工业过程中经常采用的是压力;
③过滤操作的目的可能是为了获得清净的液体产品,也可能 是为了得到固体产品;
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V+V V e
V+V e
V
B
V e0


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0' e
e
e
恒压过滤的滤液体积与过滤时间关系曲线.swf
(5)由比阻r的定义可以看出,其值与滤饼的空隙率ε 及比
例系数有关。如果滤饼不可压缩,则这两个量便与压力无关

化工原理(第四版)第三章 沉降与过滤

化工原理(第四版)第三章 沉降与过滤

ut
4d p ( p )g 3
2020/9/15
4
(二)流体中颗粒运动的阻力(曳力)
Fd
Ap
u2
2
4
d p2
u2
2
——阻力系数(曳力系数)
f (Re)
Re d p ut
、——流体特性
dp、ut——颗粒特性
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5
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6
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——球形 圆盘形
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16
(二)沉降槽(增稠器) 1. 悬浮液的沉聚过程
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17
2. 沉降槽(增稠器)
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18
第三节 离心沉降
一、离心沉降速度 (一)沉降过程

切向速度 u 径向速度 ur 合成u合
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离心力:FC
m
u2 r
6
d
3 p
p
u2 r
径向向外
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第四节 过 滤
一、悬浮液的过滤
滤浆 滤饼 过滤介质
滤液
推动力:压力差,离心力,重力 阻 力:滤饼、过滤介质阻力
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(一)两种过滤方式 1. 滤饼过滤
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2. 深层过滤
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(二)过滤介质
类别: • 织物介质 • 多孔性固体介质 • 堆积介质 • 多孔膜:高聚物膜、无机膜
t
H ut
W
分离条件: t

LH
u ut

L u H ut

化工原理第三章3过滤资料

化工原理第三章3过滤资料

Q
V2 KA2
2JV 2
KA2
w
在忽略介质阻力的条件下,当过滤时间与洗涤时间之和等于
辅助时间时,间歇过滤机的生产能力最大。
例 3-6 : 在 实 验 装 置 中 过 滤 钛 白 的 水 悬 浮 液 , 过 滤 压 力 为 0.3MPa,求得过滤常数为:K=5*10-5m2·s-1,qe=0.01m3·m-2. 又测出滤饼体积与滤液体积之比为c=0.08m3·m-3.现要用工 业型板框压滤机过滤同样的料液,过滤压力、所用滤布与 实验相同。滤框长宽厚已知,过滤面积为33m2,框内总容 积0.76m3.试计算: (1)过滤进行到框内全部充满滤饼所需的时间;(2)过 滤后用总滤液量体积的1/10清水进行洗涤,求洗涤时间; (3)洗涤后卸渣、清理、重装共需40min,求每台压滤机 的生产能力,以滤饼计算。
u
dV
Ad
3 2K0a2 (1 )2
p1
L

3 2K0a 2 (1 )2
1,m2。则 r
u
dV
A d
p1
rL
推动力 阻力
r 称为滤饼的比阻,与滤饼的比表面、孔隙率有 关,对不可压缩滤饼,r为常数
u dV p1 p2 p
Ad rL rLe r(L Le )
滤饼厚度L与当时已经获得的滤液体积V之间的关系为:
(三)恒压过滤方程式
间歇过滤方式:恒压、恒速或变速变压 恒压过滤:在恒定压强差下进行的过滤操作。
恒压过滤时,滤饼不断变厚致使阻力逐渐增加。 但推动力ΔP恒定,过滤速率逐渐变小。 对基本过滤方程积分,得
V 2 2VVe KA2
——恒压过滤方程式
表明:恒压过滤时,滤液体积与过滤时间的关系为抛物

化工原理第三章过滤3-2

化工原理第三章过滤3-2

导致滤饼两侧的压强差增大。滤饼的压缩性对压强差有较大影响。
加入助滤剂
改变滤饼的结构
增加刚性
助滤剂的加入,可以增大滤饼的空隙率,对于所处理的悬浮液 颗粒比较细小而且粘度很大时,效果尤为明显。
使用方法:
①混入悬浮液:助滤剂混入待滤的悬浮液一起过滤。
②预涂:预先制备只含助滤剂颗粒的悬浮液并先行过。
适用场合:以获得清洁滤液为目的才使用,当滤饼是产品时不能 使用助滤剂。
C 1 C 1
C
P

Ρp:固体的密度 Ρc:湿滤渣的密度 Ρ:液体的密度
kg干渣/ kg悬浮液
X—单位质量悬浮液中所含干滤渣质量。
ω—得到1m3滤液所形成的干滤渣质量。 取1kg悬浮液为基准:
kg(干渣)/m3(滤液)
X 1 CX /
湿滤渣质量与滤液体积的比值ωC ωC——kg湿渣/m3滤液
过滤基本方程
过滤速度: 单位时间内通过单位过滤面积的滤液体积,
m3/m2s。
过滤速率: 单位时间内获得的滤液体积,m3/s。
任一瞬间的过滤速度为:
pc dV 3 u 2 ( ) 2 Adt 5a (1 ) L
Apc dV 3 2 ( ) 2 dt 5a (1 ) L
(三)助滤剂
随着过滤的进行,滤饼的厚度增大,滤液的流动阻力亦逐渐增大, 滤饼分为可压缩滤饼和不可压缩滤饼。 不可压缩滤饼:某些悬浮液中的颗粒所形成的滤饼具有一定的刚 性,滤饼的空隙结构不会因为操作压差的增大而变形。 可压缩滤饼:滤饼因为操作压差的增大而发生不同程度的变形, 滤饼中的流动通道缩小,流动阻力增加。 克服滤饼压缩性的手段:
管道截面积 d e 4 水力半径 4 润湿周边长

第三章沉降与过滤(化工原理王志魁版)

第三章沉降与过滤(化工原理王志魁版)

互不碰撞、互不影响。
浮力Fb
阻力Fd
p , 颗粒下沉
p
2020/8/3
重力Fg
2
重力:Fg
mg
6
d p3pg
浮 力 :Fb
6
d p3 g
阻力:Fd
Ap
u2
2
4
d p2
u2
2
Fg Fb Fd ma
6
dp3pg
6
d
3 p
g
4
d p2
u2
2
6
d
3 p
pa
2020/8/3
3
重力沉降速度: 颗粒受力平衡时,匀速阶段颗粒相对 于流体的运动速度。
缺点: 清灰难; 隔板间距小,
颗粒易被扬起。
15
3. 临界颗粒直径
临界颗粒直径dpC——降尘室理论上能100%除去的 最小颗粒直径。
层流
ut
d
2 pc
(
p
18
)g
ut
H L
u
qV WL
d pc
18 ( p )g ut
18 qV ( p )g WL
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(二)沉降槽(增稠器) 1. 悬浮液的沉聚过程
b ui
rm——平均旋转半径
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沉降速度:
ur
dp2(p 18
)
ui2 rm
沉降时间:r
b ur
18brm d p2 ( p )ui2
停留时间: 2 rm n n——旋转圈数
ui
沉降分离条件: r
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b 临界颗粒直径:d pc 3 nui ( p )

化工原理第三章过滤

化工原理第三章过滤

对于不可压缩滤饼:
r仅取决于悬浮液的物理性质,
对于可压缩滤饼:
Δψ↑,r↑
r r(0 )s
s—压缩指数 不可压缩滤饼s=0 可压缩滤饼s=0.2~0.8
2).过滤介质的阻力
(Resistance of Medium)
过滤介质阻力的大小可视为通过单 位 的虚过拟滤滤面饼积层获的得阻某力当。量滤液量qe所形成 通过过滤介质层的过滤速率:
L
K'
a2 1
3
2
u
3 、床层特性ε和a
其中影响最大的是ε
数学模型法
主要步骤:
1. 将复杂的真实过程简化成易于用数学方程式 描述的物理模型
2. 建立数学模型
3. 通过实验对数学模型的合理性进行检验并测 定模型参数
关键:在于合理简化,具体问题具体分析
必须对于过程的内在规律特别是过程的 特殊性有着深刻的理解。
上节重点内容回顾:
2. 板框压滤机的特点: 结构紧凑,过滤面积大,操作压差高,
可过滤细小颗粒或粘度较大的物料。 劳动强度大,操作环境差。
3. 过滤速率u的定义 单位时间、单位过滤面积所得的滤液量
4、请说出下式中每一个符号的物理含义
K 2 r
4)过滤速率基本方程式(The Base Equation)
结构:网状框架,外面套一层滤布袋, 多个框架连接于滤液总管。
操作:预涂,过滤,排浆,卸渣,清洗(再生)。
4.转筒过滤机(Rotray Drum Filter)
结构(Constraction): 转鼓,分配头,滤浆槽,驱动装置。
特点:
自动连续操作, 过滤速率较大。但过滤 面积较小,过滤压差不 大,附属设备较多,流 程复杂。

(化工原理)第三节 过滤

(化工原理)第三节 过滤
(化工原理)第三节 过滤
3-3-1 过滤操作的基本概念-1
过滤是以某种多孔物质作为介质来处理 悬浮液的操作。在外力的作用下,悬浮 液中的液体通过介质的孔道而固体颗粒 被截留下来,从而实现固、液分离.
过滤操作的基本概念-2
一、过滤方式
饼层过滤 深床过滤
"架桥现象"
过滤操作的基本概念-3
二、过滤介质
则在任一瞬间的滤饼厚度L与当时已经 获得滤液体积V之间的关系应为:
LA =υV
υ——滤饼体积与相应的滤液体积之比,无因次, 或m3/m3
过滤基本方程式
如体生积成以V厚e表度示为,L则e的:滤饼所应获得的滤液
式拟中滤V液e—体—积过,m滤3。介质的当量滤液体积,或称虚
在一定的操作条件下,以一定介质过滤 一在定不的同悬的浮过液滤时操作, V中e为,V定e值值不,但同同。一介质
(L+L)w=2(L+Le)E
滤饼的洗涤-6
将以上关系代人过滤基本方程式,可得
板框压滤机上的洗涤速率约为过滤终了 时滤液流率的四分之一。
滤饼的洗涤-7
当洗水粘度、洗水表压与滤液粘度、过 滤压强差有明显差异时,所需的洗涤时 间可按下式进行校正,即:
式中 θW’ ——校正后的洗涤时间,s θW——未经校正的洗涤时间,s μW——洗水粘度,N•s/m2 Δp——过滤终了时刻的推动力,N/m2 ΔpW——洗涤推动力,N/m2
积分并将式3-43代入,得:
(V2-VR2)+2Ve(V -VR)=KA2(θ-θR)
恒压阶段的过滤方程,式中(V -VR)、 (获θ得-θ的R滤) 液分体别积代及表所转经入历恒的压过操滤作时后间所。
例9
例9
3-3-5 过滤常数的测定

化工原理知识点总结复习重点(完美版)

化工原理知识点总结复习重点(完美版)

第一章、流体流动一、 流体静力学 二、 流体动力学 三、 流体流动现象四、流动阻力、复杂管路、流量计一、流体静力学:● 压力的表征:静止流体中,在某一点单位面积上所受的压力,称为静压力,简称压力,俗称压强。

表压强(力)=绝对压强(力)-大气压强(力) 真空度=大气压强-绝对压大气压力、绝对压力、表压力(或真空度)之间的关系 ● 流体静力学方程式及应用:压力形式 )(2112z z g p p -+=ρ 备注:1)在静止的、连续的同一液体内,处于同一 能量形式g z p g z p 2211+=+ρρ水平面上各点压力都相等。

此方程式只适用于静止的连通着的同一种连续的流体。

应用:U 型压差计 gR p p )(021ρρ-=- 倾斜液柱压差计 微差压差计二、流体动力学● 流量质量流量 m S kg/s m S =V S ρ体积流量 V S m 3/s 质量流速 G kg/m 2s(平均)流速 u m/s G=u ρ ● 连续性方程及重要引论:22112)(d d u u = m S =GA=π/4d 2G V S =uA=π/4d 2u● 一实际流体的柏努利方程及应用(例题作业题) 以单位质量流体为基准:f e W p u g z W p u g z ∑+++=+++ρρ222212112121 J/kg 以单位重量流体为基准:f e h gp u g z H g p u g z ∑+++=+++ρρ222212112121 J/N=m 输送机械的有效功率: e s e W m N = 输送机械的轴功率: ηeN N =(运算效率进行简单数学变换)应用解题要点:1、 作图与确定衡算范围:指明流体流动方向,定出上、下游界面;2、 截面的选取:两截面均应与流动方向垂直;3、 基准水平面的选取:任意选取,必须与地面平行,用于确定流体位能的大小;4、 两截面上的压力:单位一致、表示方法一致;5、 单位必须一致:有关物理量的单位必须一致相匹配。

化工原理 第三章 沉降与过滤

化工原理 第三章 沉降与过滤
(1)作用:防止滤饼压缩及细小颗粒堵塞过滤介质的孔隙。 (2)使用方法: A . 在悬浮液中加入助滤剂后一起过滤。 B. 先把助滤剂配成悬浮液并过滤,形成助滤剂层后,才正式过滤。 应予注意,一般以获得清净滤液为目的时,采用助滤剂才是适宜的。 (3)要求 A.能形成多孔饼层刚性颗粒 B.物理、化学性质稳定 c.具有不可压缩性(在使用的压力范围内)
二.过滤基本方程
1. 定义 (1)空隙率:单位体积床层中的空隙体积,,m3/m3。 (2)比表面:单位体积颗粒所具有的表面积,a,m2/m3。 2. 孔道当量直径
(1)
3. 过滤速度: 由 所以
(2)

u1 u /
(3)
过滤介质层相垂直的方向上床层空隙中的滤液流速u1 按整个床层截面积计算的滤液平均流速u
1.降尘室的总高度H,m;
2.理论上能完全分离下来的最小颗粒尺寸;
解:1)降尘室的总高度H
273 t 273 427 VS V0 1 2.564m3 / s 273 273
VS 2.564 H bu 2 0.5
2.564m
2)理论上能完全出去的最小颗粒尺寸
Vs 2.564 ut 0.214m / s bl 2 6
将(1)、(3)代入(2)并写成等式
pc 1 3 u ' 2 ( ) 2 K a (1 ) L
层流流动,K’值可取为5。
Pc u 2 ( ) 2 5a (1 ) L
3
——过滤速度表达式
4. 过滤速率(体积流量):单位时间内获得的滤液体积
显然
所以
5. 滤饼的阻力 令 — 滤饼的比阻
t
Vs blu t
——降尘室的生产能力

化工原理第三章沉降与过滤

化工原理第三章沉降与过滤
问题:过滤速度慢,影响生产效率 解决方案:采用高效过滤材料,如活性炭、膜过滤等
解决方案:优化过滤工艺,如增加过滤层数、调整过滤压力等
问题:过滤效果不佳,杂质残留 解决方案:优化过滤工艺,如增加过滤层数、调整过滤压力等
解决方案:定期维护设备,更换易损件,提高设备可靠性
问题:设备故障率高,维护成本高 解决方案:定期维护设备,更换易损件,提高设备可靠性
生物化工:利用生物技术,开发新型化工产品
纳米化工:纳米材料,提高产品性能和应用范围
环保化工:环保型化工产品,减少环境污染
汇报人:
感谢您的观看
离心过滤机:过滤速度快,过滤效果好,但设备复杂,成本高
袋式过滤机:结构简单,操作方便,过滤面积大,过滤效率高,但过滤精度低
陶瓷过滤机:过滤精度高,耐腐蚀,但设备复杂,成本高
膜过滤机:过滤精度高,过滤效果好,但设备复杂,成本高
04
沉降与过滤的比较
操作原理的比较
沉降:利用重力作用使悬浮颗粒下沉,达到分离目的
离心沉降应用:污水处理、食品加工、制药等领域
沉降原理:利用颗粒间的重力差进行分离工艺流程: a. 进料:将待分离的混合物送入沉降器 b. 沉降:颗粒在重力作用下沉降,液体上升 c. 澄清:液体澄清后从顶部流出 d. 排渣:沉降后的颗粒从底部排出沉降器类型: a. 重力沉降器:利用重力进行沉降 b. 离心沉降器:利用离心力进行沉降沉降效果影响因素: a. 颗粒大小:颗粒越大,沉降速度越快 b. 液体密度:液体密度越大,沉降速度越快 c. 颗粒形状:颗粒形状影响沉降速度 d. 液体黏度:液体黏度影响沉降速度沉降应用: a. 污水处理:去除悬浮物和颗粒物 b. 化工生产:分离固体和液体 c. 食品加工:分离固体和液体 d. 环境监测:监测颗粒物浓度

化工原理讲稿(上册)-应化第三章沉降与过滤2

化工原理讲稿(上册)-应化第三章沉降与过滤2

(四)恒速过滤
恒速过滤即dV/dτ为常数:
dV V
A2P1 s
d r' CVห้องสมุดไป่ตู้ Ve
仍令: K 2P1 s
r' C
V2
V
Ve
K 2
A2
q2
q qe
K 2
恒速过滤 基本方程
注:①K虽仍称为常数,但随压差△P而变; ②恒速过滤很少维持到底,因随着过滤时间增加,压差持
续增大,对设备不利。
(五)先恒速后恒压过滤
V
2
2Ve KA2
V
C1V
2
C2V
C1
1 KA2
C2
2Ve KA2
当操作情况及设备均一定时,Cl和C2为常数。
4.过滤速率和过滤速度
过滤速率:
单位时间获得的滤液体积,m3/s
dV
d
过滤速度:
单位时间内通过单位过滤面积的滤液量, m3/ (m2·s),m/s
u dV
Ad
二. 过滤基本方程式
(一)滤液通过滤饼的流动
层流流动: p 32lu
d2
u pd 2 dV
32l Ad
Hagon-Poiseuille
第三节 过 滤
一. 过滤的基本概念 二. 过滤的基本方程式 三. 过滤设备及其操作 四. 过滤计算
一、过滤的基本概念
1.过滤的基本概念
利用重力或在压力差的作用下,使悬浮液通过多孔性过 滤介质,将固体颗粒截留,从而实现固-液分离的单元操作。
➢滤浆——液固悬浮液,过滤的原料; ➢滤液——过滤后得到的液体产品; ➢滤饼——过滤后得到的固体产品; ➢过滤介质— 起过滤作用的多孔性的物质
实际流速u ∝过滤速度dV/(A·dτ) ,流道长l∝滤饼厚度L, 孔道的平均直径d难以测量,故引入比例系数r,将这些因 素统统并入比例系数r内,则:

化工原理第三章---过滤

化工原理第三章---过滤

:重力、压力(或压差)和离心力;
获得清净的液体产品,或者得到固体产品;
浓缩液
进料液渗透液
直径大多要比过滤介质的孔道大
滤的进行,固体颗粒沉积于过滤介质表面而形成滤饼。

固相含量稍高(固相体积分率在
饼层过滤(b) 架桥现象
图3-18 饼层过滤
颗粒尺寸比介质的孔道小很多,但孔道弯曲细长,颗粒进入后很容易被截流,同时这种过滤是在过滤介质内部进行的,介质表面无滤饼形成。

过滤用的介质为粒状床层或素烧(不上釉的)陶瓷筒或板。

很小量的固体微粒,例如饮
②堆积介质:由各种固体颗粒(砂、木碳、石棉、硅藻土)或非纺织纤维等堆积而成,多用于深床过滤中。

恒压过滤方
洗非洗横穿洗涤法:
,先将洗涤板上的滤液
叶滤机由许多滤叶组成。

滤叶内有空间,外包滤布,将滤叶装在密闭的机壳内,为滤浆所浸没。

1)滤浆中的液体在压力作用下穿过滤布进入滤叶内部,成为滤液后从其一端排出(过滤)。

2)过滤完毕,机壳内改充清水,使水循着与滤液相同的路径通过滤饼进行洗涤,故为置换洗涤(洗涤)。

3)最后,滤饼可用振动器使其脱落,或用压缩空气将其吹下(卸渣)。

滤叶可以水平放置也可以垂直放置,滤浆可用泵压入也可用真空泵抽入。

2、加压叶滤机
滤浆
滤液
滤叶的构造。

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颗粒易变形,空隙随操作压差增大而 减小,液体流动阻力增大。过滤性能差。
5
助滤剂
为改善滤饼的过滤性能,在过滤介 质表面(或滤浆中)加入另一种质地坚 硬不易变形的固体颗粒,形成较疏松的 滤饼。这种颗粒称作助滤剂。 基本要求: ⑴良好的渗透性,较低的流动阻力; ⑵不与滤浆发生化学反应,不溶于液相; ⑶在操作压差范围内不可压缩。
1.板框式压滤机(Plate Frame Filter) 结构:由板(洗涤板、非洗涤板)和
滤框构成,如图。 主要参数:过滤面积,板框尺寸、数
量,操作压力等。 特点:结构紧凑,过滤面积大,操作
压差高,可过滤细小颗粒或粘度较大的 物料。但劳动强度大,操作环境差。
15
2.箱式压滤机(Box Filter)
A1
1
q
1
q
BACK
26
2、颗粒床层的压降
固定床中颗粒间的空隙形成许多可供流 体通过的细小通道。这些通道曲折、相 互交联,截面大小、形状极不规则。流 体通过如此复杂的通道阻力很难进行理 论计算,必须依靠实验来解决问题。
实验规划方法----数学模型法
27
1). 床层的简化物理模型
流体通过颗粒层的流动多为爬流状态,单位体积床 层所具有的表面积对流动阻力有决定性的作用。 可将床层中的不规则通道简化成长度为 Le的一组等径、平行圆型通道,并规定:
a-b 置换洗涤
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6. 过滤过程的特点
过滤过程中,床层厚度在变化,可按拟 定态过程处理。 设过滤设备的过滤面积为A、在过滤时间 为τ时所获得的滤液量为V 过滤速率u---单位时间、单位过滤面积所 得的滤液量 u dV dq 式总中量,qm3/AVm2为通过A单d位过d滤面积的滤液
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二、过滤设备(Filter)
结构:仅由滤板构成。主要参数:同上。 特点:具有与板框压滤机相同的优点,并
且自动化程度高。
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3.袋滤机 (Candle/Plate/Leaf Filter)
结构:网状框架外套滤布,固定于总 滤液管上,滤槽密封。
特点:过滤面积大,操作环境好,滤 饼洗涤充分。但结构复杂,滤布更换较 麻烦,设备造价高。
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滤浆:未过滤的悬浮液 过滤介质:多孔物质 滤液:通过过滤介质的液体 滤饼:被截留的固体颗粒层
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2、过滤方式 滤饼过滤:固相体积占10%以上。 深层过滤:固相体积在0.1%以下。
3. 过滤介质(Porous Medium) 滤饼的支撑物。“架桥”现象。
在滤饼过滤中,真正发挥分离作用 的是滤饼,而不是过滤介质。过滤 开始通常进行回流操作。
第一节 过滤原理及设备
一、过滤原理 1.过滤(Filtration) 过滤:是将悬浮液中的固、液两相有效地加以 分离的常用方法。 过滤的目的:获得清净的液体或获得作为产品 的固体颗粒。 过滤操作:是利用重力或人为造成的压差使悬 浮液通过多孔性过滤介质,悬浮液中的固体颗粒被 截留,滤液则穿过介质流出。
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管式压滤机(The Candle Filter)
结构:网状框架,外面套一层滤布袋, 多个框架连接于滤液总管。
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操作:预涂,过滤,排浆,卸渣,清洗(再生)。
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4.转筒过滤机(Rotray Drum Filter)
结构(Constraction): 转鼓,分配头,滤浆槽,驱动装置。
特点: 自动连续操作,
(m2)
比表面积:
a球
S V
6 dp
(1/m)
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2) 颗粒床层特性
空隙率:空隙体积与颗粒床层体积之比。 它反映床层中颗粒堆积的疏密程度。
V床层 V颗粒 V床 层
影响因素:颗粒物性、形状、粒度分布、 填充方式等
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床层比表面:
单位体积床层中所有颗粒的表面积。
aB
S粒 V床层
S粒 V粒
S粒 1 a1
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常用过滤介质类型
织物介质:天然纤维织物,合成纤维织 物,玻璃丝、金属、丝织物 堆积介质:细砂、木炭、石棉、硅藻土 等 多孔固体介质:多孔陶瓷、多孔塑料、 金属烧结板等
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3.滤饼(Cake)
由被截留的固体颗粒垒积而成的颗粒床层。 不可压缩滤饼:
构成滤饼的颗粒不易变形,滤饼空隙 不因操作压差增大而改变。 可压缩滤饼:
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悬浮液含固量
---体积分数φ(m3固体/ m3悬浮液) ---质量分数w (kg固体/kg悬浮液) 对颗粒在液体中不发生溶胀的物系,此两 者关系为:
w
/
p
w / p
1
w/
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悬浮液
V+LA
过滤机
LA( 1 ) V LA
滤液V
滤饼 LA
液体LAε 固体LA(1-ε)
BACK1
L
V
V粒
1
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上节重点内容回顾 1. 滤饼过滤中,真正发挥分离作用的是 A 。
A 滤饼 B 过滤介质 2. 什么叫固定床层的空隙率?
空隙体积与颗粒床层体积之比。它反映床 层中颗粒堆积的疏密程度。
3. 什么叫床层的比表面积 单位体积床层中所有颗粒的表面积。
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3) 床层的各向同性 若颗粒是非球形,各颗粒的定向应是
随机的,此时可以认为床层是各向同性的。 各向同性床层的一个重要特点:
床层横截面上可供流体通过的空隙面积与 床层截面之比在数值上等于空隙率ε。 壁效应:
壁面附近空隙率大于床层内部的现象。 对于直径较大的床层,壁效应可以忽略, 近似认为各截面上空隙率相同。
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5. 滤饼的洗涤
某些过滤过程需要回收滤饼中残留的滤 液或除ห้องสมุดไป่ตู้滤饼中的可溶性盐,则在过滤 过程结束时用清水或其他液体通过滤饼 流动,称为洗涤。
过滤速率较大。但过滤 面积较小,过滤压差不 大,附属设备较多,流 程复杂。
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工作循环(Cycle ):
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操作过程(Operation Program)
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操作流程(Operation Program)
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第二节 过滤过程计算
一、过滤过程的数学描述 1. 物料衡算 过滤面积 --- A , m2 滤液量 --- V , m3 通过单位过滤面积的滤液总量---q m3/m2 滤饼厚度 --- L , m 滤饼空隙率 --- ε 滤液的密度 --- ρ 固体颗粒的密度 ---ρ p
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4、颗粒床层的特性
众多固体颗粒堆积而成的静止的颗粒 层称为固定床。
1) 固体颗粒(Solid Particle) 固体颗粒影响流体流动的特性主要表
现在颗粒的大小、形状、表面积上。
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球形颗粒(Spherical Particle)
体积:
V
6
d
3 p
(m3)
表面积:
dp-球体直径(m)
S dp2
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