化工原理_14过滤分离原理及设备.pptx

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二、连续过滤机的生产能力
当滤布阻力可以忽略时， Ve=0，则上式简化为：
Q 60n KA2 60ψ 465A Knψ n
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第三章、非均相混合物 分离及固体流态化
3.2 离心机 3.3.1 一般概念
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一般概念
离心机 离心机是利用惯性离心力分离非均相混合物
的机械。它既可用于沉降操作，也可用于过滤操 作。
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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 （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
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滤饼的洗涤
板框压滤机采用的是横穿洗涤法，
L Le W 2 L Le E
AW
1 2
A
因此
dV 1 dV
KA2
(
d
)W
(
4 d
)E
8(V
Ve )
4
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：
W
W
(
W
)( p pW
)
5
18
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”。
散式流化 19
二、两种不同流化形式
一个操作周期就是转筒旋转一周所用时间：
T 60
n
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：
θ ψT 60ψ n
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：
Q 60nV 60 [ 60KA2ψn Ve2n2 ) Ven]
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 3.2.9 过滤机的生产能力
聚式流化
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
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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
T w D
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
Q
3600V T
θ3θ6W00VθD
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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。
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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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 ut / u mf 91.7
对大颗粒
ut / u mf 8.62
流化床实际操作速度与临界流化速度的比值称 为流化数。
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、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
图3-31 不同流速时床层的变化
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一般概念
离心机的分类
分离方式
过滤式 沉降式 分离式
间歇式 操作方式
连续式 立式
转鼓轴线的方向 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
Kc 3103 3103 Kc 5104 Kc 5104
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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）
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
(
dV
d
)W
W
VW
(
dV
d
)W
2
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
dV
dV
KA2
(
d
)W
(
d
)E
2(V
Ve )
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
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1．临界流化速度umf
实验测定： 实验装置如右图
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三、流化床的操作范围
可得到如图3-34的曲线
临界流 化速度
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三、流化床的操作范围
经验关联式计算：
对于小颗粒
umf
dp2(s )g 1650
对于大颗粒
u 2mf
dp(s )g 24.5
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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，
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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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
图3-33 理想情况下Δp-u关系曲线
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一、流化床的压降
2. 实际流化床
图3-34 气体流化床实际Δp-u关系曲线
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二、流化床的不正常现象
1.腾涌现象
图3-35 腾涌发生后Δp-u关系曲线
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二、流化床的不正常现象
2. 沟流现象
图3-36 沟流发生后Δp-u关系曲线
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三、流化床的操作范围
流化床的操作范围应在临界流化速度和带 出速度之间。