化工原理--固体颗粒流体力学基础与机械分离 ppt课件
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固体粒子截留在床层内部，且过滤介质表面不生成滤 饼的过滤称为深层过滤。
4.5 固体流态化
4.5.1 固体流态化现象 4.5.2 固体流态化流体力学特性 4.5.3 分布板对流化质量的影响 4.5.4 固体流态化技术的应用
Company Logo
4.5.1 固体流态化现象
（1）固定床阶段 （2）流化床阶段 ① 散式流化 ② 聚式流化 （3）输送床阶段
a
② 带出速度
（4-37）
4.5.2 固体流态化流体力学特性
（3）流化床的操作范围 流化床的操作范围，为空塔速度的上下极限，用
比值ut/umf的大小来衡量。ut/umf称为流化数。对于细 颗粒，ut/umf=91.7；对于大颗粒，ut/umf=8.62。
研究表明，上面两个ut/umf的上下限值与实验数据 基本相符，ut/umf值常在10~90之间。细颗粒流化床较 粗颗粒有更宽的流速操作范围。
（1）离心沉降速度
4.3.2 离心沉降
（2）离心沉降设备 旋风分离器
4.3.2 离心沉降
① 临界直径 ② 分离效率
dc
9B Ne sui
（4-22）
4.3.2 离心沉降
n
0 xi pi i 1
（4-22）
③ 阻力损失气体通过旋风分离器时受器壁的摩擦阻力
、流动时局部阻力以及气体旋转运动所产生的动能损
平均比表面积直径。设有一批大小不等的球形颗粒， 其总质量为G，经筛分分析得到相邻两号筛直径的颗 粒质量为Gi，筛分直径为di。根据比表面积相等原则 ，颗粒群的平均比表面积直径可写为
da
1 xi
di
（4-9）
4.1.3 粒径测量
4.1.3 粒径测量
4.2 固体颗粒在流体中运动时的阻力
4.2 固体颗粒在流体中运动时的阻力
年提出了一种新的过滤方式，即料浆沿过滤介质平面 的平行方向高速流动，使滤饼在剪切力作用下被大部 分铲除，以维持较高的过滤能力。因滤液与料浆流动 方向呈错流，故称错流式过滤，又因滤饼被基本铲除 ，亦称为无滤饼过滤，但较多的称法为动态过滤。
4.4.4 过滤操作的改进
（3）深层过滤 以固体颗粒固定床作为过滤介质，将悬浮液中的
Company Logo
4.1.1 单一颗粒特性
（1）球形颗粒 （2）非球形颗粒
V d3
6
S d2
a 6 d
de
3
6Vp
（4-1） （4-2） （4-3）
（4-4）
4.1.2 颗粒群的特性
（1）粒度分布
4.1.2 颗粒群的特性
（2）颗粒的平均直径 颗粒平均直径的计算方法很多，其中最常用的是
验测定。
4.4.3 过滤设备
（1）板框压滤机
4.4.3 过滤设备
（2）加压叶滤机
4.4.3 过滤设备
（3）转筒真空过滤机
4.4.3 过滤设备
（4）袋式过滤器
4.4.3 过滤设备
4.4.3 过滤设备
（4）袋式过滤器
4.4.4 过滤操作的改进
（1）使用助滤剂 常用的助滤剂有硅藻土、珍珠岩或石棉粉、炭粉
4.6.1 静电除尘 4.6.2 湿法捕集
Company Logo
4.6.1 静电除尘
4.6.1 静电除尘
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4.6.1 静电除尘
Company Logo
4.4.1 过滤原理
（1）过滤过程
4.4.1 过滤原理
4.4.1 过滤原理
（2）过滤操作分类
4.4.1 过滤原理
（3）过滤介质
4.4.2 过滤原理
（1）过滤基本方程式表述
p f
l d
u2
2
64 du
l d
u2
2
32lu
d2
u 1 dV A0 dt
等刚性好的颗粒。助滤剂有两种使用方法，一种是把 助滤剂与水混合成的悬浮液在滤布上先进行预滤，使 滤布上形成l~3mm助滤剂层然后正式过滤，此法可防 止滤布堵塞；另一种是将助滤剂混在料浆中一道过滤 ，此法只能用于滤饼不予回收的情况。
4.4.4 过滤操作的改进
（2）动态过滤 为了在过滤过程中限制滤饼的增厚，蒂勒于1977
化工原理
第四章 固体颗粒流体力学 基础与机械分离
第四章 固体颗粒流体力学基础与
机械分离
4.31
固体颗粒特性
4.32 固体颗粒在流体中运动时的阻力
43.3
沉降分离
4.34
过滤
43.5
固体流态化
43.6
其他机械分离技术
4.1 固体颗粒特性
4.1.1 单一颗粒特性 4.1.2 颗粒群的特性 4.1.3 粒径测量
失影响，造成气体的压强降低，该压降可表示为
P ui2
2
（4-23）
4.3.2 离心沉降
旋液分离器
4.3.2 离心沉降
环流式旋风除尘器与液固分离器
4.3.2 离心沉降
4.3.2 离心沉降
离心沉淀机
4.4 沉降
4.4.1 过滤原理 4.4.2 过滤基本方程式 4.4.3 过滤设备 4.4.4 过滤操作的改进
4.5.3 分布板对流化质量的影响
（1）分布板的作用 （2）分布板的形式
4.5.3 分布板对流化质量的影响
4.5.3 分布板对流化质量的影响
4.5.4 固体流态化技术的应用
4.5.4 固体流态化技术的应用
4.5.4 固体流态化技术的应用
4.5.4 固体流态化技术的应用
4.6 其他机械分离技术
4.5.1 固体流态化现象
4.5.1 固体流态化现象
4.5.1 固体流态化现象
（1）腾涌现象
（2）沟流
4.5.2 固体流态化流体力学特性
（1）压降与流速的关系
4.5.2 固体流态化流体力学特性
（2）流化床的流体空速范围 ① 临界流化速度umf
umf
um f
s s a
4.3 沉降分离
4.3.1 重力沉降 4.3.2 离心沉降
Company Logo
4.3.1 重力沉降
（1）光滑球形颗粒在静止流体中的自由沉降
4.3.1 重力沉降
4.3.1 重力沉降
（2）重力沉降设备 降尘室
4.3.1 重力沉降
沉降槽
4.3.1 重力沉降
分级器
4.3.2 离心沉降
A0 A
（4-27）
（4-28） （4-29）
4.4.2 过滤原理
（2）恒压过滤基本方程式
V 0
V
Ve dV
A2p
r
t
dt
0
q2 2qeq Kt
（4-34） （4-35）
K与物料特性及压强差有关，单位为m2/s；qe与过
滤介质阻力大小有关，单位为m3/m2。二者均可由实
4.5 固体流态化
4.5.1 固体流态化现象 4.5.2 固体流态化流体力学特性 4.5.3 分布板对流化质量的影响 4.5.4 固体流态化技术的应用
Company Logo
4.5.1 固体流态化现象
（1）固定床阶段 （2）流化床阶段 ① 散式流化 ② 聚式流化 （3）输送床阶段
a
② 带出速度
（4-37）
4.5.2 固体流态化流体力学特性
（3）流化床的操作范围 流化床的操作范围，为空塔速度的上下极限，用
比值ut/umf的大小来衡量。ut/umf称为流化数。对于细 颗粒，ut/umf=91.7；对于大颗粒，ut/umf=8.62。
研究表明，上面两个ut/umf的上下限值与实验数据 基本相符，ut/umf值常在10~90之间。细颗粒流化床较 粗颗粒有更宽的流速操作范围。
（1）离心沉降速度
4.3.2 离心沉降
（2）离心沉降设备 旋风分离器
4.3.2 离心沉降
① 临界直径 ② 分离效率
dc
9B Ne sui
（4-22）
4.3.2 离心沉降
n
0 xi pi i 1
（4-22）
③ 阻力损失气体通过旋风分离器时受器壁的摩擦阻力
、流动时局部阻力以及气体旋转运动所产生的动能损
平均比表面积直径。设有一批大小不等的球形颗粒， 其总质量为G，经筛分分析得到相邻两号筛直径的颗 粒质量为Gi，筛分直径为di。根据比表面积相等原则 ，颗粒群的平均比表面积直径可写为
da
1 xi
di
（4-9）
4.1.3 粒径测量
4.1.3 粒径测量
4.2 固体颗粒在流体中运动时的阻力
4.2 固体颗粒在流体中运动时的阻力
年提出了一种新的过滤方式，即料浆沿过滤介质平面 的平行方向高速流动，使滤饼在剪切力作用下被大部 分铲除，以维持较高的过滤能力。因滤液与料浆流动 方向呈错流，故称错流式过滤，又因滤饼被基本铲除 ，亦称为无滤饼过滤，但较多的称法为动态过滤。
4.4.4 过滤操作的改进
（3）深层过滤 以固体颗粒固定床作为过滤介质，将悬浮液中的
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4.1.1 单一颗粒特性
（1）球形颗粒 （2）非球形颗粒
V d3
6
S d2
a 6 d
de
3
6Vp
（4-1） （4-2） （4-3）
（4-4）
4.1.2 颗粒群的特性
（1）粒度分布
4.1.2 颗粒群的特性
（2）颗粒的平均直径 颗粒平均直径的计算方法很多，其中最常用的是
验测定。
4.4.3 过滤设备
（1）板框压滤机
4.4.3 过滤设备
（2）加压叶滤机
4.4.3 过滤设备
（3）转筒真空过滤机
4.4.3 过滤设备
（4）袋式过滤器
4.4.3 过滤设备
4.4.3 过滤设备
（4）袋式过滤器
4.4.4 过滤操作的改进
（1）使用助滤剂 常用的助滤剂有硅藻土、珍珠岩或石棉粉、炭粉
4.6.1 静电除尘 4.6.2 湿法捕集
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4.6.1 静电除尘
4.6.1 静电除尘
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4.6.1 静电除尘
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4.4.1 过滤原理
（1）过滤过程
4.4.1 过滤原理
4.4.1 过滤原理
（2）过滤操作分类
4.4.1 过滤原理
（3）过滤介质
4.4.2 过滤原理
（1）过滤基本方程式表述
p f
l d
u2
2
64 du
l d
u2
2
32lu
d2
u 1 dV A0 dt
等刚性好的颗粒。助滤剂有两种使用方法，一种是把 助滤剂与水混合成的悬浮液在滤布上先进行预滤，使 滤布上形成l~3mm助滤剂层然后正式过滤，此法可防 止滤布堵塞；另一种是将助滤剂混在料浆中一道过滤 ，此法只能用于滤饼不予回收的情况。
4.4.4 过滤操作的改进
（2）动态过滤 为了在过滤过程中限制滤饼的增厚，蒂勒于1977
化工原理
第四章 固体颗粒流体力学 基础与机械分离
第四章 固体颗粒流体力学基础与
机械分离
4.31
固体颗粒特性
4.32 固体颗粒在流体中运动时的阻力
43.3
沉降分离
4.34
过滤
43.5
固体流态化
43.6
其他机械分离技术
4.1 固体颗粒特性
4.1.1 单一颗粒特性 4.1.2 颗粒群的特性 4.1.3 粒径测量
失影响，造成气体的压强降低，该压降可表示为
P ui2
2
（4-23）
4.3.2 离心沉降
旋液分离器
4.3.2 离心沉降
环流式旋风除尘器与液固分离器
4.3.2 离心沉降
4.3.2 离心沉降
离心沉淀机
4.4 沉降
4.4.1 过滤原理 4.4.2 过滤基本方程式 4.4.3 过滤设备 4.4.4 过滤操作的改进
4.5.3 分布板对流化质量的影响
（1）分布板的作用 （2）分布板的形式
4.5.3 分布板对流化质量的影响
4.5.3 分布板对流化质量的影响
4.5.4 固体流态化技术的应用
4.5.4 固体流态化技术的应用
4.5.4 固体流态化技术的应用
4.5.4 固体流态化技术的应用
4.6 其他机械分离技术
4.5.1 固体流态化现象
4.5.1 固体流态化现象
4.5.1 固体流态化现象
（1）腾涌现象
（2）沟流
4.5.2 固体流态化流体力学特性
（1）压降与流速的关系
4.5.2 固体流态化流体力学特性
（2）流化床的流体空速范围 ① 临界流化速度umf
umf
um f
s s a
4.3 沉降分离
4.3.1 重力沉降 4.3.2 离心沉降
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4.3.1 重力沉降
（1）光滑球形颗粒在静止流体中的自由沉降
4.3.1 重力沉降
4.3.1 重力沉降
（2）重力沉降设备 降尘室
4.3.1 重力沉降
沉降槽
4.3.1 重力沉降
分级器
4.3.2 离心沉降
A0 A
（4-27）
（4-28） （4-29）
4.4.2 过滤原理
（2）恒压过滤基本方程式
V 0
V
Ve dV
A2p
r
t
dt
0
q2 2qeq Kt
（4-34） （4-35）
K与物料特性及压强差有关，单位为m2/s；qe与过
滤介质阻力大小有关，单位为m3/m2。二者均可由实