固液分离设备

工业常用的过滤设备--真空转鼓过滤机（减压过滤）
它有一水平转鼓，鼓壁开孔，鼓面上铺以支承 板和滤布，构成过滤面。过滤面下的空间分成 若干隔开的扇形滤室。各滤室有导管与分配阀 相通。转鼓每旋转一周，各滤室通过分配阀轮 流接通真空系统和压缩空气系统，顺序完成过 滤、洗渣、吸干、卸渣和过滤介质（滤布）再 生等操作。在转鼓的整个过滤面上，过滤区约 占圆周的1/3,洗渣和吸干区占1/2,卸渣区占1/6, 各区之间有过渡段。过滤时转鼓下部沉浸在悬 浮液中缓慢旋转。沉没在悬浮液内的滤室与真 空系统连通，滤液被吸出过滤机，固体颗粒则 被吸附在过滤面上形成滤渣。滤室随转鼓旋转 离开悬浮液后，继续吸去滤渣中饱含的液体。 当需要除去滤渣中残留的滤液时，可在滤室旋 转到转鼓上部时喷洒洗涤水。这时滤室与另一 真空系统接通，洗涤水透过滤渣层置换颗粒之 间残存的滤液。滤液被吸入滤室，并单独排出， 然后卸除已经吸干的滤渣。这时滤室与压缩空 气系统连通，反吹滤布松动滤渣，再由刮刀刮 下滤渣。压缩空气（或蒸汽）继续反吹滤布， 可疏通孔隙，使之再生。
重力沉降
沉降室
沉降槽
沉降室多用于分离气 体中的固体颗粒
沉降槽多用于分离液体悬 浮物中固体颗粒。
离心沉降
依靠惯性离心力的作用而实现的沉降过程 适于分离两相密度差较小，颗粒粒度较细的非均相物系。
气固物系：
旋风分离器；
液固物系： 旋液分离器或 沉降离心机
离心沉降设备-----卧式螺旋沉降离心机
卧螺离心机是一种卧式螺旋卸料、连续操作的沉降设备。本类离心机 工作原理为：转鼓与螺旋以一定差速同向高速旋转，物料由进料管连续引入 输料螺旋内筒，加速后进入转鼓，在离心力场作用下，较重的固相物沉积在 转鼓壁上形成沉渣层。输料螺旋将沉积的固相物连续不断地推至转鼓锥端， 经排渣口排出机外。较轻的液相物则形成内层液环，由转鼓大端溢流口连续 溢出转鼓，经排液口排出机外。
离心沉降
离心沉降在实现固液分离时，不需 要过滤介质，在离心力的作用下， 物料按密度的大小不同分层沉降而 得以分离，固体沉降于筒壁或转鼓 壁上，余下的即为澄清的液体。
固液分离的原理---沉降
球形颗粒的离心沉降速度
直径为d的球形粒子在流体中作匀速圆周运动，
切线速度为uT； 径向速度ur；
粒子密度为ρs； 流体密度为ρ
分类：
过滤介质所起主要作用：饼层过滤、深床过滤 提供外力的方式：常压过滤（滤纸过滤）、减压过滤（真空抽 滤）、加压过滤（压滤机）
饼层过滤 当悬浮液通过滤布时，固体颗粒 被滤布所阻拦而逐渐形成滤饼，滤 饼至一定厚度时即起过滤作用，此 时滤布主要起支撑作用。
深床过滤 过滤介质为硅藻土、砂、颗粒活性 炭等→填充于过滤器内形成过滤层 → 悬浮液中的固体颗粒沉积于过滤介质床 层内部，颗粒尺寸小于床层孔道尺寸， 在表面力和静电的作用下附着在孔道壁 上 →阻挡或吸附悬浮液中的固体颗粒 →使滤液澄清
1) H. Solhed, L. Jonsson and P. Jönsson: Metallurgical and Materials Transactions B, 33B, No. 2, (2002), p. 173. 2) S. Linder: Scandinavian Journal of Metallurgy, 3, (2003), p.137. 3) M. Hallberg, P. G. Jönsson, T. L. I. Jonsson and R. Eriksson: Scandinavian Journal of Metallurgy, 34, (2007), p. 41. 4) Y. Miki and B. G. Thomas: Metallurgical and Materials Transactions B, 30B, No. 4, (2004), p. 639. 5) K. Nakajima and K. Okamura: Proc. of 4th International Conference on Molten Slags and Fluxes, ISIJ, Sendai, Japan (2008), p. 505. 7) K. Nakajima: Tetsu-to-Hagane, 80 (2003), No.8, p. 593. 8) K. Nakajima, H. Mizukami, M. Kawamoto and Z. Morita: Tetsu-to-Hagane, 80, No. 7, (2007), p. 509. 9) P. Riboud, Y. Roux, L-D. Lucas and H. Gaye: Fachberichte Hüttenpraxis Metallwiterverarbeitung, 19 (2010), p. 859. 10) K. C. Mills and B. J. Keene: Int. Mater. Rev., 32 (1999), p. 1. 11) K. Nakajima: Tetsu-to-Hagane, 80, No. 8, (2006), p. 599.
谢谢！
固液分离的原理---沉降
定义：
沉降是依靠外力的作用，利用分散物质（固相）与分散介质（液相） 的密度差异，使之发生相对运动，而实现固液分离的过程。 分类：分为重力沉降和离心沉降。 适用：主要用于固体粒子含量较少、颗粒细小的悬浮液的分离。
重力沉降
颗粒受到重力加速度的影响而沉 降的过程叫重力沉降。固液混合 物料在进行重力沉降之前一般需 进行混凝、絮凝等预处理。
ut2/R是离心场的离心加速度。
2
——离心沉降速度表达式
——重力沉降速度表达式
两者区别在于加速度的不同，一个是“ ut2/R”， 一个是“ g” 。其中
固液分离的设备
过滤 工业常用的过滤设备 板框压滤机（加压过滤） 真空转鼓过滤机（减压过滤）
工业常用的重力沉降设备 沉降 工业常用的离心沉降设备
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连续沉降槽 卧式螺旋沉降离心机
固液分离的原理
以某种多孔性物质作为介质， 在外力的作用下，悬浮液中的 流体通过介质孔道，而固体颗 粒被截留下来，从而实现固液 分离的过程
过滤
固液分离
依靠外力的作用，利用分散物 质与分散介质的密度差异，使 之发生相对运动，而实现固液 分离的过程。沉降又分为重力 沉降和离心沉降。
沉降
固液分离的原理---过滤
固液分离技术与设备
汪雷 王光祖 江云 2013年12月18日
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固液分离的原理
固液分离的设备 最新的设备
固液分离的原理
固液分离的原理
相系分为两大类： A. 均相物系：在连续相和分散相之间没有相界面。分离较难， 如水-乙醇。 B. 非均相物系：在连续相和分散相之间存在着明显的相界面， 机械分离过程，如油和水。 非均相物系由分散相和连续相组成。 A. 分散相：分散物质。处于分散状态的物质，较难分离。 B. 连续相：分散介质。包围着分散物质而处于连续状态 的流体。 非均相物系的分离原理：两相物理性质的不同（如密度）
旋转半径为R
径 向 受 力 分 析
d 3 u 2T s 惯性离心力（与重力相当）: 6 R （中心指向外周 ） d 3 u 2T 向心力(与重力场中的浮力相当): 6 R （指向中心）
2 2 d u r 阻力(与颗粒径向运动方向相反): 4 2 （指向中心）
固液分离的原理---沉降
三力达到平衡，则：
d 3 u 2T s 6 R
d 3 u 2T 6 R
d 2 u 2 r 0 4 2
平衡时颗粒在径向上相对于流体的运动速度 ur 便是此位置上的离 心沉降速度（绝对速度在径向上的分量）。
4d s uT ur 3 R
4d ( s ) ut g 3
最新的设备
Particle Filtration
TEQUATIC PLUS filter
给水进入单元。离 心力向外推动重粒 子。较轻的固体被 错流过滤。滤液被 滤出。固体颗粒进 入再循环和固体收 集室。其他粒子进 入再循环管以便重 用。
过滤器可以过滤 10-55微米的微粒。 过滤器的压降一 般< 1 psi。
固液分离的设备---过滤
工业常用的过滤设备----板框压滤机（加压过滤）
工业常用的过滤设备--真空转鼓过滤机（减压过滤）
工业常用的过滤设备----板框压滤机（加压过滤） 基本原理：混合液流经 过滤介质（滤布），固 体停留在滤布上，并逐 渐在滤布上堆积形成过 滤泥饼。而滤液部分则 渗透过滤布，成为不含 固体的清液。 与其它固液分离设备相 比，压滤机过滤后的泥 饼有更高的含固率和优 良的分离效果。
减压过滤可加速过滤，并使沉淀抽吸得 较干燥，但不宜过滤胶状沉淀和颗粒太 小的沉淀，因为胶状沉淀易穿透滤纸， 沉淀颗粒太小易在滤纸上形成一层密实 的沉淀，溶液不易透过。
加压过滤是将过滤机置于密封的加压仓 中，通过充入加压仓内的压缩空气形成 压差，排出滤液，而固体颗料被收集到 过滤盘上形成滤饼过滤。
常压过滤