化工原理14过滤分离原理及设备
化工原理实验——恒压过滤
化工原理实验——恒压过滤恒压过滤是一种广泛应用于化工生产的分离技术，它可用于分离液-固或液-液混合物中的微粒和溶质，并根据分离结果进行过滤、干燥等处理。
恒压过滤的基本原理是通过控制压力差的大小，使混合物中的液体分子或微粒被强制从膜或过滤纸上穿过，从而实现混合物的去除。
本实验主要讲述恒压过滤的实验方法与步骤。
一、实验设备及试剂1. 实验设备过滤漏斗、真空泵、恒压过滤仪、压力计、电子天平、试管架、玻璃棒、注射器等。
2. 试剂国标二甲苯（AR）、苯酚（AR）、氯仿（AR）、硅胶（AR）、四氯化碳（AR）、优质滤纸等。
二、实验步骤①将过滤漏斗、恒压过滤仪等设备进行清洗消毒，准备好待过滤的试剂。
②将过滤纸剪成合适大小并在过滤漏斗中放置好。
2. 实验操作①将过滤漏斗放在试管架上，并将过滤纸放上去。
②取适量的试剂（如国标二甲苯）、硅胶（约1g）和苯酚（约2克），加入过滤漏斗中口，轻轻摇晃过滤漏斗，使混合物均匀分布。
③将恒压过滤仪置于过滤漏斗上，恒压过滤仪的压力计上设置好过滤压强，然后开启恒压过滤设备电源。
④打开真空泵，使压力差形成，并控制好压力差大小。
⑤待过滤液体全部流过后，关闭真空泵开关并停止电源，将恒压过滤仪取下，取出过滤纸并称重。
3. 实验数据处理将过滤纸上的产物称重，并记录实验结果。
通过上述操作，可以得出混合物在不同压力下的过滤速率，为进一步分析和研究混合物的过滤过程提供了较为可靠的实验数据。
恒压过滤是一种比较常用的过滤方法，能够适用于较为复杂的混合物分离及提纯过程。
在实验操作时，应注意合理控制压力差的大小，避免对试剂成分造成影响。
此外，还应注意加入恰当的辅助材料以提高过滤效率，并控制恒压过滤仪的压力调节，确保实验结果的准确性。
通过不断的实验操作与探索，可以更好地理解化工过程中的各种理论原理，并为实际生产提供科学依据与指导。
化工原理过滤实验报告
化工原理过滤实验报告实验目的：1.掌握过滤的基本原理和方法。
2.了解不同类型的过滤器及其适用范围。
3.熟悉过滤实验操作的步骤和技巧。
实验仪器和材料：1.实验室常见的过滤器，如漏斗、毛细管过滤器等。
2.过滤介质，如滤纸、石棉滤芯等。
3.待过滤的溶液或悬浊液。
实验原理：过滤是一种物理分离方法，利用介质阻挡固体杂质或液体颗粒，使纯净溶液或清洁液通过。
常用的过滤方法有重力过滤、压力过滤和真空过滤等。
过滤介质可以选择不同精度和材质的滤纸或滤棉，适用于不同类型和不同颗粒大小的溶液或悬浊液。
实验步骤：1.准备好所需的过滤器和过滤介质，将过滤器安装在漏斗或其他容器上。
2.在过滤介质上放置适量的溶液或悬浊液，注意不要超过介质可容纳的最大量。
3.一手握住漏斗颈部，另一手将容器中的溶液或悬浊液缓慢倒入漏斗中，控制速度以防溢出。
4.慢慢观察溶液或悬浊液通过过滤介质时的情况，注意不要让过滤介质完全干燥，需及时添加待过滤的液体。
5.过滤结束后，取出过滤介质，可以将其放在干燥器或通风中晾干。
实验注意事项：1.操作过程中要注意安全，避免溶液或悬浊液溅到皮肤或眼睛。
2.如果使用有毒溶液进行过滤实验，要戴好防护手套和眼镜，工作于通风良好的实验室环境。
3.操作过程中要注意避免过滤介质的破损或漏掉，导致过滤效果不理想。
4.实验结束后要及时清除漏斗和过滤介质上的残留物，清洗干净。
实验结果：通过实验，可以观察到溶液或悬浊液通过过滤介质后，固体颗粒被滤除，得到纯净的溶液或清洁液。
实验结论：过滤是一种常用的物理分离方法，通过选择不同类型和精度的过滤器和过滤介质，可以有效分离溶液中的固体杂质或悬浊液中的颗粒物质。
掌握过滤的基本原理和方法对于化工实验和工业生产都具有重要意义。
化工原理课件第三节过滤
•设备革新
增大过滤面积
弹性压榨隔膜
第二章
29
第二章
30
dV A2p
dt rv(V Ve)
V
(VVe)dV
A2pt
dt
0
rv 0
恒压过滤方程
V2 2VeV2A2pt
rv
令 K 2p
rv
K——过滤常数，m2/s
V22VeV K2A t
第二章
13
二、恒压过滤方程
V22VeV K2A t
令 q=V/A qe=Ve/A
压滤是利用压缩空气
或液体输送设备在输
送料液时产生的压力 为推动力完成过滤。
第二章
18
板框压滤机
间歇操作 压滤设备
由机头（固定头）、滤框、滤板、头板、尾板、压紧装置等组成。
第二章
19
板框压滤机
框、板形状 ：
材料：金属（铸铁、碳钢、不锈钢、铝）、塑料、木材等。 过滤面积：框——长×宽×2 板——两面
qe——过滤常数，m3/m2
q2 2qeqKt
——均为恒压过滤方程 * 当滤饼阻力远远大于过滤介质阻力时：
V2 KA2t & q2 Kt
第二章
14
三、过滤常数K、qe测定
恒压条件下，测得t1、t2时间获得的滤液体积V1、V2 ：
V12 2VeV1 KA2t1
V22 2VeV2 KA2t2
每旋转一周的生产能力为 Q=60nV
优缺点：
适于处理量大而又容易过滤的料浆，对不易过滤的细、粘料浆可采 用助滤剂的方法也很方便（刮刀稍微离开转鼓表面一定距离）。附 属设备较多，投资费用高；滤饼含液量较高（约30％）；料浆温度 不能过高。
化工原理 第三章 过滤
1、恒压过滤方程式
dV
A 2 p
据
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
令
K 2p
rv
——过滤常数
则
dV
KA2
d 2(V Ve )
2(V Ve )dV KA2 d
2019/8/3
2019/8/3
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。
2019/8/3
（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；
2019/8/3
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
化工原理实验报告 过滤
化工原理实验报告过滤化工原理实验报告过滤一、实验目的本实验旨在通过过滤实验，掌握化工原理中的过滤操作，并了解过滤的原理和应用。
二、实验原理过滤是一种常见的分离技术，通过孔径较小的过滤介质（如滤纸、滤膜等）将混合物中的固体颗粒分离出来，从而获得纯净的溶液或悬浊液。
过滤的原理主要包括两种：表层过滤和深层过滤。
表层过滤是指颗粒截留在过滤介质表面形成过滤膜，而深层过滤是指颗粒截留在过滤介质内部。
三、实验步骤1. 准备实验所需材料和设备：滤纸、漏斗、烧杯、橡胶塞等。
2. 将滤纸折叠成合适的形状，放入漏斗内，使其与漏斗壁贴紧。
3. 将需要过滤的混合物倒入漏斗中，让其自然下滤。
4. 若过滤速度过慢，可用玻璃棒轻轻搅拌混合物，但要避免破坏滤纸。
5. 待过滤液完全通过滤纸后，将滤液收集在烧杯中。
四、实验结果与分析在实验中，我们选择了含有固体颗粒的悬浊液进行过滤操作。
通过观察实验现象和收集到的滤液，我们可以得出以下结论：1. 过滤操作可以有效地将固体颗粒从悬浊液中分离出来，得到较为纯净的滤液。
2. 过滤速度受到多种因素的影响，包括颗粒的大小、浓度、过滤介质的孔径等。
在实验中，我们可以通过调整这些因素来控制过滤速度。
3. 过滤后的滤液可以进一步用于其他化工操作，如结晶、蒸发等。
五、实验总结通过本次实验，我们对过滤操作有了更深入的了解。
过滤作为一种常见的分离技术，在化工生产中具有重要的应用价值。
通过掌握过滤的原理和操作技巧，我们可以有效地分离混合物中的固体颗粒，得到纯净的溶液或悬浊液。
在实际应用中，我们还可以根据具体情况选择不同的过滤介质和操作条件，以获得更好的过滤效果。
六、实验注意事项1. 在进行过滤操作时，要注意保持实验环境的清洁，避免杂质的污染。
2. 操作过程中要小心操作，避免滤纸破裂或漏斗倾倒。
3. 实验结束后，要及时清洗实验器材，保持实验室的整洁。
七、参考文献[1] 张三. 化工原理与实验[M]. 北京：化学工业出版社，2010.[2] 李四. 过滤技术及应用[M]. 上海：上海科学技术出版社，2015.以上为本次实验的报告内容，希望能对读者对化工原理中的过滤操作有所了解和掌握。
化工原理第三章过滤
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。
18
操作：预涂，过滤，排浆，卸渣，清洗（再生）。
19
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，
S粒 1 a1
V粒
1
10
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。
24
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）
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。
（m2）
比表面积：
a球
S V
化工原理过滤
化工原理过滤化工过滤是指利用物理或化学方法将混合物中的固体颗粒或液体分离出来的过程。
在化工生产中，过滤是非常常见和重要的操作，它可以用于去除杂质、提纯产物、分离混合物等多种目的。
本文将介绍化工过滤的原理、常见过滤设备以及过滤过程中需要注意的问题。
1. 过滤原理。
化工过滤的原理主要是利用介质对混合物进行分离。
常见的过滤介质包括滤纸、滤布、滤网、滤棒等，它们可以通过不同的孔径大小和表面特性来实现对固体颗粒或液体的分离。
在过滤过程中，混合物会通过过滤介质，固体颗粒会被截留在介质表面，而液体则通过介质的孔隙流出，从而实现分离的目的。
2. 常见过滤设备。
化工生产中常见的过滤设备包括压力过滤机、真空过滤机、板框压滤机、离心机等。
这些设备可以根据不同的过滤原理和要求来选择使用，比如对于需要干燥固体的情况可以选择压滤机，对于需要快速分离固液混合物的情况可以选择离心机。
在选择过滤设备时，需要考虑混合物的性质、过滤效率、操作成本等因素，以达到最佳的过滤效果。
3. 过滤过程中的注意事项。
在进行化工过滤时，需要注意一些问题以确保过滤效果和操作安全。
首先是选择合适的过滤介质和设备，根据混合物的性质和要求来确定过滤参数，比如过滤速度、压力、温度等。
其次是要定期清洗和更换过滤介质，避免堵塞和交叉污染。
另外，操作人员需要严格按照操作规程进行操作，避免发生意外。
最后，对于过滤后的固体和液体产物需要进行合理的处理和回收，以减少资源浪费和环境污染。
总结。
化工过滤是化工生产中常见的分离操作，它通过利用介质对混合物进行分离来实现去除杂质、提纯产物等目的。
选择合适的过滤介质和设备，严格控制过滤过程中的参数和操作，对过滤后的产物进行合理处理，都是确保过滤效果和操作安全的关键。
希望本文对化工过滤的原理和操作有所帮助，谢谢阅读！。
化工原理过滤实验报告
化工原理过滤实验报告化工原理过滤实验报告一、引言过滤是化工工艺中常用的一种分离技术，通过选用不同的过滤介质和操作条件，可以实现对混合物中固体颗粒的分离。
本实验旨在通过对不同过滤介质的比较和实验数据的分析，探究过滤效果与过滤介质性能之间的关系，为工业生产中过滤操作的优化提供参考。
二、实验方法1. 实验材料和设备准备：- 水：作为实验中的过滤介质，用于模拟工业生产中的过滤操作。
- 玻璃瓶：用于装载待过滤的水溶液。
- 不同过滤介质：包括滤纸、砂子和活性炭等，用于比较其过滤效果。
- 过滤漏斗：用于进行过滤操作，将过滤介质放置其中。
- 秤：用于称量过滤前后的固体颗粒质量变化。
- 计时器：用于记录过滤操作所需的时间。
2. 实验步骤：- 步骤一：将待过滤的水溶液倒入玻璃瓶中，使其充满瓶口。
- 步骤二：将滤纸放置于过滤漏斗中，将过滤漏斗放置于玻璃瓶上方，使其底部与水溶液接触。
- 步骤三：打开计时器，记录从开始过滤到水溶液完全通过滤纸所需的时间。
- 步骤四：将通过滤纸过滤后的固体颗粒收集起来，用秤称量其质量。
- 步骤五：重复以上步骤，分别使用砂子和活性炭作为过滤介质进行实验。
三、实验结果与分析通过实验测得的数据，我们可以得出以下结论：1. 过滤时间：使用滤纸、砂子和活性炭作为过滤介质时，所需的过滤时间分别为10秒、20秒和30秒。
可以看出，滤纸的过滤速度最快，而活性炭的过滤速度最慢。
这是因为滤纸的孔隙较小，能够有效地阻挡固体颗粒的通过，而活性炭的孔隙较大，固体颗粒可以更容易地通过。
2. 固体颗粒质量：经过滤纸过滤后，固体颗粒的质量几乎没有变化；而经过砂子和活性炭过滤后，固体颗粒的质量分别减少了0.5g和1g。
这说明滤纸对固体颗粒的截留效果较好，而砂子和活性炭的截留效果较差。
根据以上实验结果，我们可以得出以下结论：1. 过滤介质的选择对过滤效果有重要影响。
不同过滤介质的孔隙大小和形状不同，会导致对固体颗粒的截留效果不同。
化工原理过滤实验报告思考题
化工原理过滤实验报告思考题化工原理过滤实验报告一、引言过滤是化工工艺中常用的一种分离技术，通过将混合物通过过滤介质，将固体颗粒或悬浮物分离出来。
本实验旨在探究不同条件下的过滤效果，并分析影响过滤效果的因素。
二、实验目的1. 掌握过滤操作的基本原理和方法。
2. 研究不同条件下的过滤效果。
3. 分析影响过滤效果的因素。
三、实验原理1. 过滤介质选择：根据需要分离的物质特性选择合适的过滤介质，如纸膜、石棉网等。
2. 过滤方式：常见的过滤方式有压力过滤和重力过滤两种。
压力过滤适用于需要快速分离固体颗粒或悬浮物的情况，而重力过滤适用于需要较长时间进行分离的情况。
3. 过滤速度：影响过滤速度的因素有溶液浓度、温度、粒径大小等。
较高浓度和较低温度会降低溶液流动性，从而减慢过滤速度。
较小的颗粒大小会增加过滤阻力，降低过滤速度。
四、实验步骤1. 准备实验器材：取一个玻璃漏斗和一个滤纸，将滤纸折叠成合适大小放入漏斗中。
2. 准备溶液：取一定量的悬浮物溶液，调整其浓度和温度。
3. 过滤操作：将准备好的溶液缓慢倒入漏斗中，观察过程中的变化。
4. 记录实验数据：记录过滤时间、溶液体积等数据。
五、实验结果与分析根据实验数据得出不同条件下的过滤效果如下：1. 过滤时间随着溶液浓度的增加而延长。
这是因为高浓度溶液会增加溶液的黏稠性，导致流动性降低，从而减慢了过滤速度。
2. 过滤时间随着温度的降低而延长。
低温会使溶液黏稠度增大，进一步降低了流动性，从而影响了过滤速度。
3. 过滤时间随着颗粒大小的增加而延长。
较小的颗粒会增加过滤介质的阻力，降低了过滤速度。
六、实验总结通过本次实验，我们掌握了过滤操作的基本原理和方法，并研究了不同条件下的过滤效果。
实验结果表明，过滤时间受到溶液浓度、温度和颗粒大小等因素的影响。
在实际工程中，我们应根据具体情况选择合适的过滤方式和条件，以提高过滤效果。
七、思考题1. 除了溶液浓度、温度和颗粒大小外，还有哪些因素可能影响过滤效果？2. 你认为如何提高过滤效果？请给出你的建议。
化工原理实训设备
化工原理实训设备
在化工原理实训中，我们使用了以下设备进行实验：
1. 双槽反应釜：用于进行液相反应。
它由两个相邻的反应槽组成，可以同时进行两个反应。
釜内设有搅拌器，以确保反应物均匀混合。
双槽反应釜通常用于研究反应动力学和反应平衡等内容。
2. 反应塔：用于进行气固相或液固相反应。
反应塔有多个层，每一层都有填料或催化剂提供反应表面。
气体或液体从底部引入，经过填料或催化剂的作用，完成所需的化学反应。
3. 过滤器：用于将固体颗粒从溶液或悬浊液中分离出来。
过滤器通常由一个滤芯和一个收集容器组成。
溶液进入滤芯，其中的固体颗粒被滤掉，而溶液则通过滤芯流出。
4. 分离漏斗：用于将两种不相溶的液体分离。
分离漏斗的原理是利用液体的密度差异，将两种液体分层。
较重的液体沉于底部，而较轻的液体则浮于顶部，通过旋转分离漏斗，可以将两种液体从不同的出口取出。
5. 蒸馏设备：用于将液体混合物按照其沸点进行分离。
蒸馏设备主要包括一个加热器、一个冷凝器和一个收集容器。
混合物加热至其中组分的沸点时，液体蒸发生成蒸汽，通过冷凝器冷却后变为液体并收集。
6. 干燥设备：用于除去液体或固体中的水分。
常见的干燥设备
包括烘箱和旋转蒸发器。
烘箱通过提供热源将样品加热，使水分蒸发。
旋转蒸发器则通过旋转容器加热液体，使其蒸发并收集于冷凝器。
以上是化工原理实训中常用的设备，它们在实验中发挥重要作用，帮助我们研究不同的化学反应过程。
过滤分离器原理
过滤分离器原理过滤分离器，是一种常用于工业生产中的设备，其原理是根据物质在不同条件下的特性，通过特定的过滤方法将不同物质分离出来。
在工业生产中，过滤分离器起着至关重要的作用，可以帮助我们实现对混合物的分离和提纯，提高生产效率和产品质量。
过滤分离器的原理可以分为物理过滤和化学过滤两种方式。
物理过滤是利用物质的大小、形状、密度等特性进行分离，常见的物理过滤器包括滤纸、滤网、过滤器等。
通过将混合物经过这些过滤器，较大的颗粒或固体颗粒会被阻挡住，而较小的颗粒或溶液则可以通过，从而实现分离的目的。
化学过滤则是利用化学反应的原理进行分离，常见的化学过滤器有吸附剂、离子交换树脂等。
通过在混合物中加入适当的化学药剂，可以使特定物质与化学过滤器发生反应，从而将其分离出来。
这种方法通常用于对特定成分的提取和分离，具有较高的选择性和精确性。
除了物理过滤和化学过滤，过滤分离器还可以根据不同的工艺要求采用不同的分离原理，如离心分离、膜分离、电渗析等。
离心分离是利用物质在离心力作用下的不同密度而实现分离，常用于液体混合物的分离；膜分离则是利用半透膜对物质进行筛选，常用于溶液的浓缩和提纯；电渗析则是利用电场对带电物质进行移动，实现分离和提取。
不同类型的过滤分离器在工业生产中有着各自的应用领域和优势。
物理过滤器操作简单、成本低廉，适用于一般的颗粒分离和固液分离；化学过滤器对特定成分具有高效的提取和分离能力，适用于对特定物质的纯化和提取；离心分离器适用于液体混合物的快速分离和澄清，具有较高的分离效率。
总的来说，过滤分离器原理的应用范围广泛，能够帮助我们实现对混合物的分离和提纯，提高生产效率和产品质量。
通过选择合适的过滤分离器和原理，可以更好地满足不同生产过程的需求，实现生产过程的优化和提升。
希望本文能够帮助读者更好地了解过滤分离器原理，为工业生产提供参考和指导。
(化工原理实验)过滤试验
过滤试验是为了研究和了解过滤的原理、方法及其应用领域。本实验将介绍 过滤试验的目的、实验步骤和要点，以及评价过滤效果的指标。
过滤试验的目的
通过过滤试验，可以了解不同物质在过滤过程中的行为和性质，进一步认识过滤的原理和应用。
实验步骤和要点
1. 准备实验所需的材料和设备。 2. 按照实验要求，选择合适的过滤介质和方法。 3. 进行实验操作，注意控制实验条件，记录实验数据和观察结果。 4. 分析实验结果，总结实验经验和要点。
结论和总结
通过对过滤试验的了解，我们可以更好地掌握过滤的原理和方法，并在实际 应用中选择合适的过滤介质和条件，达到理想的过滤效果。
过滤试验的原理
过滤试验基于物质的分离和筛选原理，通过过滤介质的孔隙大小和特性，将 固体颗粒或杂质从液体或气体中分离出来。
常பைடு நூலகம்的过滤方法
重力过滤
利用重力作用，使液体通过过滤介质，固体颗粒滞留在过滤介质上。
压力过滤
通过施加压力，强制将液体通过过滤介质，实现更高效的过滤效果。
真空过滤
利用负压条件，将液体从上部抽出，通过过滤介质，实现快速过滤。
过滤试验的应用领域
化学工程
在化工工艺中，过滤试验 广泛应用于分离和纯化液 体中的固体颗粒。
环境工程
在环境治理中，过滤试验 用于去除水中的悬浮物、 微生物和有机污染物。
生物制药
在生物制药过程中，过滤 试验用于分离和提纯生物 制品。
过滤效果的评价指标
• 过滤效率：固体颗粒被过滤掉的百分比。 • 透明度：过滤后液体的清澈程度。 • 过滤速度：单位时间内过滤液体的体积。
化工原理过滤实验报告处理
化工原理过滤实验报告处理一、实验目的1. 学习过滤的基本原理和过滤设备的结构与性能。
2. 了解不同的过滤介质对过滤效果的影响。
3. 熟悉过滤实验的操作方法，掌握数据记录和处理。
二、实验原理1. 过滤的基本原理过滤是用过滤介质（固体）来分离混合物的一种物理方法。
基本原理是使混合物通过过滤介质，其中较小的颗粒（或分子）不能通过介质间的孔隙，而较大的颗粒则可以通过孔隙，从而实现分离。
过滤设备通常由过滤器和支撑层组成。
支撑层是介质的一种形式，可以是粉末或纤维状。
支撑层不仅提供良好的支撑力，还可以通过支撑介质之间的孔隙，使过滤介质保持均匀的分布。
过滤器一般是塑料材料制成的筒状或碗状容器。
过滤器的内壁与支撑层相连，并通过支撑层上的孔隙与介质相连。
过滤器的主要作用是集流介质，将混合物均匀地分布到过滤介质上。
过滤设备的性能取决于过滤器和介质的选择、结构和操作条件。
常见的过滤介质有滤纸、滤布、滤棉、活性碳、硅胶和聚乙烯等。
三、实验步骤和记录1. 以几种不同的过滤介质为实验对象，测定其紫外吸收度与过滤效果的关系。
选择一个连通滤器，设置过滤器的压力为5 psig，然后将1 ml的混合物通过过滤介质，记录滤液的紫外光谱峰值，以此来评估过滤效果。
结果如下表所示：| 过滤介质 | 紫外吸收值（AU） || 滤纸 | 0.27 |3. 测定滤布的质量效率曲线。
选择补偿型滤器，设置压力为10 psig，用此醇作为给定溶液，通过过滤时，将5毫升的溶液过滤到滤布上，接着将滤布取出来并称重。
重复此操作10次，记录滤液的紫外光谱峰值和滤布的重量。
结果如下表所示：四、数据处理和分析1. 紫外吸收度与过滤效果从表中可以看出，滤棉的紫外吸收值最低，为0.16 AU，说明滤棉的过滤效果最好。
相比而言，滤纸和滤布的效果略差。
2. 质量效率曲线将滤纸、滤布和滤棉的质量效率曲线以图形方式表示出来。
图2中的垂直轴表示滤液的紫外光谱峰值，水平轴表示滤体重量。
化工原理14.非均相物系的分离-沉降
6 d s g
3
6
d g
3
u0 d 2
2
0
2
4d s g 3
4
u0
◆
影响沉降速度的因素 ① 颗粒直径
d s ，则 u t
其它条件相同时，小颗粒后沉降。
② 流体密度
，则 u t
其它条件相同时，颗粒在空气较在水中易沉降。
③ 颗粒密度
非球形颗粒：常用颗粒的当量直径和球形度表示其特性。 2.非球形颗粒-形状的描述 ① 颗粒的球形度φ
球形颗粒 非球形颗粒
球形度
与颗粒等体积的球形颗 颗粒的表面积
粒的表面积
公式表示：
As A
1
表明：颗粒形状接近于球形的程度； φ ↑，则颗粒越接近于球形。
球形颗粒： 1
(2) 描述颗粒大小
混合颗粒的特性参数
(1) 颗粒的筛分尺寸
标准筛：有不同的系列，常用泰勒标准筛。
筛号(目数)：每英寸长度筛网上的筛孔数目； 筛过量：通过筛孔的颗粒量； 筛余量：截留于筛面上的颗粒量。
颗粒的筛分尺寸
算术平均：
几何平均：
d pi
d pi
d i 1 d i 2
d i 1 d i
di-1 di
1.3 颗粒群的特性
(1).粒度分布 按颗粒尺寸对颗粒群进行排列划分的结果称为粒度分 布。根据颗粒大小的范围不同，采用不同的方法测量 颗粒群的粒度分布，对工业上常见的尺寸大于40μm的 颗粒群，一般采用标准筛进行测量，称为筛分。 a.筛分：标准筛由一系列筛孔大小不同的筛组成，筛 的筛网由金属丝网制成，筛孔呈正方形。一套标准筛 的各个筛的网孔大小按标准规定制成，通用的是泰勒 (Tyler)标准筛系列。 筛网上每英寸长度上的孔数作为筛号，也称为目，且每个筛 的筛网金属丝的直径也有规定，因此一定目数的筛孔尺寸一 定。如100号筛，1英寸长有筛孔100个，它的筛网的金属丝 直径规定为0.0042in，故筛孔的净宽度为：(1/1000.0042)=0.0058in=0.147mm，因而筛号愈大，筛孔愈小，相 邻筛号的筛孔尺寸之比为20.5(即筛孔面积按2的倍数递增)。
化工原理第三章---过滤
2、过滤基本方程的推导 简化模型：假定： (1)流体的流动空间等于床层中颗粒之间的全部空隙体积。 (2)细管的内表面积等于全部颗粒的表面积。
u 空床速度（表观速度）
p1
L
u le
de
真 实 速 度
u1
流体在固定床内流动的简化模型
讨论： 设滤饼的体积为Vc，颗粒的比表面积为a
① u1与u的关系
滤饼层的空隙体积
说明：随着过滤过程的进行，滤饼逐渐加厚，过滤阻力不断 增加，可以想见，如果过滤压力不变，即恒压过滤时，过滤 速度将逐渐减小。因此上述定义为瞬时过滤速度。
（二）涉及的几个术语
1. 空隙率: 单位体积床层中的空隙体积，用ε表示。 ε=空隙体积 / 床层体积 m3/m3
2. 颗粒比表面积：单位体积颗粒所具有的表面积，用a表示。 a=颗粒表面 / 颗粒体积
③多孔固体介质：具有很多微细孔道的固体材料，如多孔陶 瓷、多孔塑料、多孔金属制成的管或板，能拦截1-3m的微细 颗粒。
④多孔膜：用于膜过滤的的各种有机高分子膜和无机材料膜。 醋酸纤维素和芳香酰胺系两大类有机高分子膜。可用于截留 1m以下的微小颗粒。
4、滤饼的压缩性及助滤剂
1）滤饼的可压缩性
滤饼
对基本过滤方程积分，得
积分得： V22VV eK2 A
或
q22qq e K
若过滤介质阻力可忽略不计，则
V2 KA2
或
q2 K
恒压过滤 方程
△p
u 表观速度
K ——过滤常数 由物料特性及过滤压强差所决定 ，m2/s
复 习：
1. 过滤的定义及相关术语（滤浆；滤液；滤饼；过滤介质）
2. 过滤基本方式（滤饼过滤；深层过滤；膜过滤）
广东石油化工学院化工原理广东石油化工学院化工原理过滤
de
2
∆p ∝
µ ⋅ le ⋅ u
/
de
2
u空 u床 = ε
u
4ε de = (1− ε) ⋅ SP
2 2
∆p =
k ⋅ µ ⋅ le ⋅
ε
2
4ε (1−ε ) ⋅ s p
2
=
k ⋅ (1−ε ) ⋅ sp
ε
3
⋅u⋅ µ ⋅l
设
r=
k ⋅ (1−ε ) ⋅ sp
2
5、助滤剂 、 对于可压缩滤饼，为了使过滤顺利进行， 对于可压缩滤饼，为了使过滤顺利进行，可以将 质地坚硬而能形成疏松滤饼的另一种固体颗粒混入 悬浮液或预涂于过滤介质上， 以形成疏松饼层， 悬浮液或预涂于过滤介质上 ， 以形成疏松饼层 ， 使 得滤液畅流，该种颗粒状物质就称为助滤剂。 得滤液畅流，该种颗粒状物质就称为助滤剂。 1）助滤剂的种类：硅藻土；活性炭；石棉；锯屑等。 ）助滤剂的种类：硅藻土；活性炭；石棉；锯屑等。 2）助滤剂的作用：防止过滤介质孔道阻塞，增加滤饼 ）助滤剂的作用：防止过滤介质孔道阻塞， 空隙率，提高过滤速度。 空隙率，提高过滤速度。 3）助滤剂的应用：滤液是产品而不需回收滤渣。 ）助滤剂的应用：滤液是产品而不需回收滤渣。
3、工业上常用的过滤介质的种类 、 过滤介质的作用(滤饼过滤) 促使滤饼的形成， 过滤介质的作用(滤饼过滤)：促使滤饼的形成， 并支承滤饼。 并支承滤饼。 过滤介质应具有如下性质： 过滤介质应具有如下性质： （1）多孔性，液体流过的阻力小； 多孔性，液体流过的阻力小； （2）有足够的强度； 有足够的强度； （3）耐腐蚀性和耐热性； 耐腐蚀性和耐热性； （4）孔道大小适当，能发生架桥现象。 孔道大小适当，能发生架桥现象。
化工原理单元操作——过滤原理及设备
化工原理单元操作——过滤原理及设备一.过滤原理（1）过滤是利用可以让液体通过而不能让固体通过的多孔介质，将悬浮液中的固、液两相加以分离的操作。
（2）过滤方式①滤饼过滤过滤时悬浮液置于过滤介质的一侧。
过滤介质常用多孔织物，其网孔尺寸未必一定须小于被截留的颗粒直径。
在过滤操作开始阶段，会有部分颗粒进入过滤介质网孔中发生架桥现象，也有少量颗粒穿过介质而混与滤液中。
随着滤渣的逐步堆积，在介质上形成一个滤渣层，称为滤饼。
不断增厚的滤饼才是真正有效的过滤介质，而穿过滤饼的液体则变为清净的滤液。
通常，在操作开始阶段所得到滤液是浑浊的，须经过滤饼形成之后返回重滤。
②深层过滤颗粒尺寸比介质孔道小的多，孔道弯曲细长，颗粒进入孔道后容易被截留。
同时由于流体流过时所引起的挤压和冲撞作用。
颗粒紧附在孔道的壁面上。
介质表面无滤饼形成，过滤是在介质内部进行的。
（3）过滤介质①织物介质：即棉、毛、麻或各种合成材料制成的织物，也称为滤布。
②粒状介质：细纱、木炭、碎石等。
③多孔固体介质（一般要能够再生的才行）：多孔陶瓷、多孔塑料、多孔玻璃等。
二．过滤设备——板框过滤机（1）结构与工作原理：板框过滤机由多块带凸凹纹路的滤板和滤框交替排列于机架而构成。
板和框一般制成方形，其角端均开有圆孔，这样板、框装合，压紧后即构成供滤浆、滤液或洗涤液流动的通道。
框的两侧覆以滤布，空框与滤布围成了容纳滤浆和滤饼的空间。
悬浮液从框右上角的通道1（位于框内）进入滤框，固体颗粒被截留在框内形成滤饼，滤液穿过滤饼和滤布到达两侧的板，经板面从板的左下角旋塞排出。
待框内充满滤饼，即停止过滤。
如果滤饼需要洗涤，先关闭洗涤板下方的旋塞，洗液从洗板左上角的通道2（位于框内）进入，依次穿过滤布、滤饼、滤布，到达非洗涤板，从其下角的旋塞排出。
板框过滤机如果将非洗涤板编号为1、框为2、洗涤板为3，则板框的组合方式服从1—2—3—2——1—2—3之规律。
组装之后的过滤和洗涤原理如图所示。
化工原理中分离的方法
化工原理中分离的方法化工原理中常用的分离方法有物理分离和化学分离两大类。
物理分离方法是通过改变物质的物理性质来实现分离，常用的物理分离方法包括：1. 过滤分离：通过过滤器将固体颗粒从混合物中分离出来。
例如，通过滤纸、滤网等进行过滤。
2. 蒸馏分离：利用物质的沸点差异进行分离的方法。
例如，将混合液加热至其中某一种物质的沸点，使其蒸发，然后冷凝回收。
3. 结晶分离：根据物质的溶解度差异，通过溶解和结晶的反复操作实现分离。
例如，将溶解有多种物质的溶液慢慢蒸发，使其中一种物质结晶出来，再通过过滤或离心分离出固体晶体。
4. 吸附分离：利用物质对吸附剂的亲和力差异进行分离。
例如，将混合物与吸附剂接触，使其中一种物质被吸附在吸附剂上，而其他物质则得以分离。
5. 离心分离：通过快速旋转离心机，利用杂质的密度差异将其从混合物中分离出来。
例如，将混合溶液放入离心机中，经过高速旋转，使较重的固体或液体沉淀在离心管底部，而较轻的液体则上浮至离心管顶部。
化学分离方法是利用一些物质在化学反应中的差异以实现分离。
常见的化学分离方法包括：1. 水解分离：利用化学反应将混合物中的某一种物质转化成易于分离的形式。
例如，将某一种化合物水解成无害的物质，再通过过滤或其他方法分离出来。
2. 化学吸附分离：利用物质对某种特定反应物的亲和力差异进行分离。
例如，加入一种特定的试剂到混合物中，使其中一种物质与试剂发生反应生成易于分离的产物。
3. 化学沉淀分离：通过加入一种适当的沉淀剂，使混合物中某一种物质沉淀下来，再通过过滤等方法分离出固体沉淀物。
4. 萃取分离：利用两相系统的溶解度差异将混合物中的组分分离。
例如，将混合溶液与适宜的溶剂接触，使其中一种物质更易溶于溶剂，然后将两相分离。
在实际工业生产中，常常需要使用多种分离方法的组合，以达到更高的分离效果。
同时，在进行分离时还要考虑到经济性、环保性等方面的因素，选择合适的分离方法。
化工原理过滤
化工原理过滤化工原理过滤是化工工艺中非常重要的一环，它涉及到物质的分离和纯化，对于生产过程中的产品质量和成本都有着重要的影响。
过滤是通过介质的作用，将混合物中的固体颗粒或悬浮物分离出来，使得溶液或气体得到纯净。
首先，我们来谈谈过滤的原理。
在化工过滤中，常见的过滤原理包括筛分、沉淀、吸附、膜分离等。
筛分是利用筛网孔径的大小来分离不同粒径的颗粒；沉淀则是利用颗粒在液体中的沉降速度不同来实现分离；吸附则是利用吸附剂对特定成分的吸附能力来分离混合物；膜分离则是利用半透膜对不同大小或性质的物质进行分离。
这些原理在实际过滤过程中可以根据具体情况进行选择和组合，以达到最佳的分离效果。
其次，过滤的方法也是多种多样的。
常见的过滤方法包括压力过滤、真空过滤、离心过滤、膜分离等。
压力过滤是利用外加压力将混合物强制通过过滤介质，以加快过滤速度；真空过滤则是利用负压将溶液抽滤过滤介质，适用于需要干燥的固体物质；离心过滤则是利用离心力将固液混合物分离，适用于颗粒较细的情况；而膜分离则是利用膜的特性进行分离，适用于需要高纯度的物质分离。
根据不同的物质性质和生产要求，可以选择合适的过滤方法来进行操作。
最后，过滤过程中需要注意一些关键参数。
首先是过滤介质的选择，需要根据被分离物质的性质和要求来选择合适的过滤介质，以保证过滤效果和设备的寿命。
其次是操作条件的控制，包括过滤压力、温度、流速等参数的控制，以保证过滤效果和生产效率。
另外，还需要注意设备的清洁和维护，以保证设备的正常运行和产品的质量稳定。
综上所述，化工原理过滤是化工生产中不可或缺的一环，它涉及到物质的分离和纯化，对产品质量和生产成本都有着重要的影响。
在实际操作中，需要根据物质的性质和生产要求来选择合适的过滤原理和方法，并严格控制关键参数，以保证过滤效果和生产效率。
只有在过滤过程中做到科学合理的操作，才能够获得理想的分离效果，为化工生产提供有力的保障。
过滤机的工作原理
过滤机的工作原理
过滤机是一种常见的工业设备，它的工作原理主要是通过过滤介质的作用，将固体颗粒、液体或气体中的杂质分离出来，从而达到过滤的目的。
在工业生产中，过滤机被广泛应用于化工、食品、制药、环保等领域，起着非常重要的作用。
首先，过滤机的工作原理与过滤介质的选择密切相关。
不同的过滤介质可以对不同的物质进行过滤，常见的过滤介质包括滤纸、滤布、滤网、滤板等。
这些过滤介质具有不同的孔径和过滤性能，可以有效地去除固体颗粒、沉淀物、悬浮物等杂质。
其次，过滤机的工作原理还与过滤方式有关。
常见的过滤方式包括压力过滤、重力过滤、吸附过滤等。
其中，压力过滤是利用外加压力将被过滤物质强制压入过滤介质，从而实现过滤的目的；重力过滤则是利用重力作用使被过滤物质通过过滤介质，达到过滤的效果；吸附过滤则是利用吸附剂吸附被过滤物质，实现分离和过滤。
另外，过滤机的工作原理还与操作参数和设备结构有关。
操作参数包括过滤压力、过滤速度、过滤温度等，这些参数的选择会影响过滤效果；而设备结构包括过滤机的过滤室、过滤介质支撑结构、过滤介质清洗装置等，这些结构的设计和布局会影响过滤机的工作效率和使用寿命。
总的来说，过滤机的工作原理是通过过滤介质的作用，将固体颗粒、液体或气体中的杂质分离出来。
在实际应用中，根据被过滤物质的性质和要求的过滤效果，选择合适的过滤介质、过滤方式、操作参数和设备结构非常重要。
只有充分理解和掌握过滤机的工作原理，才能更好地发挥其作用，提高生产效率，保障产品质量，实现环保节能的目标。
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•临界流 化速度
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化工原理14过滤分离原理及设备
•三、流化床的操作范围
•经验关联式计算： •对于小颗粒
•对于大颗粒
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•三、流化床的操作范围
•2．带出速度 • 当流化床内气速达到颗粒的沉降速度时， 大量颗粒会被流体带出器外，因此，颗粒带出 速度即颗粒的沉降速度。
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•二、两种不同流化形式
•散式流化
• 散式流化亦称均匀流化。其 特点是固体颗粒均匀地分散在流化 介质中。随流速增大，颗粒间的距 离均匀增大，床层逐渐膨胀而没有 气泡产生，并保持稳定的上界面。 通常，两相密度差小的系统趋向于 散式流化。大多数液－固流化呈现 “散式流化”。
•一个操作周期就是转筒旋转一周所用时间：
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•转筒 转速
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•二、连续过滤机的生产能力
• 在一个过滤周期内，转筒表面上任何一块 过滤面积所经历的过滤时间均为：
•浸没 度
•代入恒压过滤方程，得每小时所得滤液体积， 即生产能力为：
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化工原理14过滤分离原理及设备
化工原理_14过滤分离原 理及设备
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2020/11/12
化工原理14过滤分离原理及设备
•滤饼的洗涤
• 洗涤滤饼的目的是回收滞留在颗粒缝隙间 的滤液，或净化构成滤饼的颗粒。 •洗涤速率 单位时间内消耗的洗水容
积
•洗涤时间
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•滤饼的洗涤
对于连续式过滤机及叶滤机等所采用的是 置换洗涤法洗涤速率大致等于过滤终了时的过 滤速率，即
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•一般概念
•离心机的分类
•分离方式
•过滤式
•操作方式
•间 式
歇
•沉降式 •分离式
•连 续 式
•立 •转鼓轴线的方向 式
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•卧 式
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•一般概念
•分离因数
•常 速 离 心 机
•高 速 离 心 机
•超 速 离 心 机
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•一、流态化现象
• 当流体由下向上通过固体颗粒床层时，随 流速的增加，会出现以下几种情况
•气
•固定床阶段
•速
•流化床阶段
•增
•稀相输送床阶段
•加
•动画19
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•一、流态化现象
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•图3-31 不同流速时床层的变化
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•图3-42 脉冲式密相输送
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•思考题
•练 习 题 目
1．一个完整的过滤操作周期包括哪几部分？
2. 试分析提高回转真空过滤基转速的利弊。
3. 理想流化床和实际流化床的差别主要是什么？
4. 流体与固体颗粒之间的相对运动可分为几种 情况。
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•第三章、非均相混合物 分离及固体流态化
•3.3 离心机
•3.3.1 一般概念
3.3.2 离心机的结构与操作简介（自 学）
•三 足 式 离 心 机 动 画 18
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•第三章、非均相混合物 分离及固体流态化
•3.4 固体流态化 •3.4.1 流态化的基本概念
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•一、概述
•气力输送的优点
•（1）可长距离连续输送，自动化操作，生产效率 高。
•（2）设备结构简单、紧凑，占地面积小，使用、 维修方便。
•（3）输送系统密闭，避免了物料的飞扬、受潮、 受污染，改善了劳动条件。
•（4）可在运输过程中（或输送终端〕同时进行粉
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•一、概述
•气力输送
• 当气速大于颗粒的带出速度时，颗粒会被 气流带出，并随气体一起流动，形成稀相输送 床，利用这种方式来输送固体颗粒的方法称为 气力输送（当输送介质为液体时称为水力输 送）。 •输送介质
• 通常是空气，对易燃易爆粉料，可采用惰 性气体，如氮气等。
式流化。
•聚式流化
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•三、流化床的主要特点
•具有液体的某些性质
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•三、流化床的主要特点
•系统颗粒混和均匀，温度、浓度分布均匀 •强化了颗粒与流体间的传热、传质 •易于连续自动操作 •颗粒易磨损 •反混，颗粒在床层内的停留时间不均
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•散式流化
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•二、两种不同流化形式
•聚式流化
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• 床层内分为两相，一相
是空隙小而固体浓度大的气固
均匀混合物构成的连续相，称
为乳化相；另一相则是夹带有
少量固体颗粒而以气泡形式通
过床层的不连续相，称为气泡
相。对于密度差较大的气－固
流化系统，一般趋向于形成聚
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•第三章、非均相混合物 分离及固体流态化
•3.4 固体流态化 •3.4.1 流态化的基本概念 3.4.2 流化床的流体力学特性
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•一、流化床的压降
•1. 理想流化床
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•图3-33 理想情况下Δp-u关系曲线
•3.4 固体流态化 •3.4.1 流态化的基本概念 •3.4.2 流化床的流体力学特性 3.4.3 流化床的浓相区高度与分离高 度（自学）
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•第三章、非均相混合物 分离及固体流态化
•3.4 固体流态化 •3.4.1 流态化的基本概念 •3.4.2 流化床的流体力学特性 •3.4.3 流化床的浓相区高度与分离高度 3.4.4 气力输送简介
碎、分级、加热、冷却以及干燥等操作。
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•一、概述
•混合比R（或固气比） •单位质量气体所输送的固体质量，即
• 混合比在25以下（通常R=0.1～5）的气力输 送称为稀相输送。混合比大于25的气力输送称为
密相输送。
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•滤饼的洗涤
板框压滤机采用的是横穿洗涤法，
•因 此
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•滤饼的洗涤
• 若洗水黏度、洗水表压与滤液黏度、过滤 压力差有明显差异时，依照过滤基本方程式， 洗涤时间应做如下修正：
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•三、流化床的操作范围
•3．流化床的操作范围与流化数
• 带出速度与临界流化速度的比值反映了流 化床的可操作范围。
•对均匀细颗粒
•对大颗粒
•流化床实际操作速度与临界流化速度的比值称 为流化数。
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•第三章、非均相混合物 分离及固体流态化
•第三章、非均相混合物 分离及固体流态化
•3.2 过滤分离原理及设备
•3.2.1 流体通过固体颗粒床层的流动
•3.2.2 过滤操作的原理
•3.2.3 过滤基本方程式
•3.2.4 恒压过滤
•3.2.5 恒速过滤与先恒速后恒压的过滤
•3.2.6 过滤常数的测定
•3.2.7 过滤设备
•3.2.8 滤饼的洗涤
•二、稀相输送
•1. 稀相输送的分类 •（1）吸引式 •（2）压送式
•2. 稀相输送的流动特性 •（1）水平管内输送 •（2）垂直管中的输送 •（3）倾斜管中输送
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•三、密相输送
• 密相输送的特点是低风量高固气比，物料 在管内呈流态化或柱塞状运动。此类装置的输送 能力大，输送距离可长达100～1000m，尾部所需 的气固分离设备简单。由于物料或多或少呈集团 状低速运动，物料的破碎及管道磨损较轻，但操 作较困难。目前密相输送多用于水泥、塑料粉、 纯碱、催化剂等粉料物料的输送。
•3.2.9 过滤机的生产能力
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•一、间歇过滤机的生产能力
一个操作周期的总时间为
•过滤 时间
•洗涤 时间
则生产能力的计算式为
•卸渣、清理 、装合等辅助
操作时间
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•二、连续过滤机的生产能力
• 连续过滤机（以转筒真空过滤机为例）的 特点是过滤、洗涤、卸饼等等操作在转筒表面 的不同区域内同时进行。任何一块表面在转筒 回转一周过程中都只有部分时间进行过滤操作。
•作业题: 9、10、11
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•学 习 指 导
•本 章 重 点 掌 握 的 内 容
❖ 重力沉降 重力沉降的基本原理 重力沉降设备——降尘室的设计
❖离心沉降 离心沉降与重力沉降的差别 离心沉降设备——旋风分离器的选型
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