化工原理_14过滤分离原理及设备课件

60 T n
转筒 转速
8
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：
60ψ θ ψT 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 [ 60 KA2ψ n Ve2 n 2 ) Ve n]
三足式离心机动画18
15
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 流化床阶段
速
增
稀相输送床阶段
动画19
17
加
一、流态化现象
图3-31 不同流速时床层的变化
2
3
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
1 AW A 2
因此
dV 1 dV KA ( )W ( ) E d 4 d 8(V Ve )
4
2
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：
31
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
ut / u ut / u
mf
91.7 8.62
实验装置如右图
28
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
29
三、流化床的操作范围
经验关联式计算： 对于小颗粒
umf
u
2 mf
d p ( s ) g 1650
2
对于大颗粒
d p ( s ) g 24.5
30
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。
W p W W ( )( ) pW
5
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
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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”。 散式流化19
二、两种不同流化形式
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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
26
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。 1．临界流化速度umf 实验测定：
9
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：
60 ψ Q 60n KA 465 A Kn ψ n
2
10
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。
6
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 卸渣、清理、 装合等辅助操 作时间
则生产能力的计算式为
3600V 3600V Q T θ θW θ D
7
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。 一个操作周期就是转筒旋转一周所用时间：
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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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
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
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
dV ( )W d
洗涤时间
VW W dV ( )W d
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 KA ( )W ( ) E d d 2(V Ve )
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一般概念
离心机的分类
过滤式 分离方式 沉降式 分离式 转鼓轴线的方向 立式 卧式
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操作方式
间歇式
连续式
一般概念
常速离心机 分离因数 高速离心机
Kc 310
3
3Biblioteka Baidu4
310 Kc 5 10 Kc 5 104
超速离心机
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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）