化工原理过滤课件.ppt
3.6.6过滤机及其生产能力 以压力差为推动力：板框式压滤机（间歇操作）；叶滤机（间歇操作）；回转真空过滤机（连续操作）。以离心力为推动力：离心过滤机。,(1)板框式压滤机 结构和工作原理 滤框、滤板 洗涤板，非洗涤板。,排列方式：板、框交替，个数可调。,操作周期：组装过滤洗涤卸渣整理。,操作方式：间歇操作,过滤过程：,洗涤过程：,优点：操作灵活，过滤面积大，可承受较大压力；缺点：劳动强度大，操作不连续，生产效率低。,板框过滤机的生产能力 生产能力：一个周期内，单位时间可获得滤液量。,洗涤时间w的计算：洗涤条件：洗涤压差=过滤最终压差；洗涤时，滤饼厚度不变；洗涤液粘度与滤液相近。,洗涤方法：横穿洗涤法,速率间关系：,最终过滤速率：,最佳过滤周期 最佳：安排操作周期，使生产能力最大。,时，过滤机生产能力最大,叶滤机的生产能力,(2)叶滤机 结构和工作原理 主要部件：机壳，滤叶 操作方式：间歇操作 操作周期：过滤 洗涤 卸渣 洗涤方式：置换法,最佳操作周期,(3)回转真空过滤机 结构和工作原理 主要部件：水平转筒、分配头；操作方式：恒压、连续操作；操作周期(旋转一周)：过滤 吸干洗涤 吹松 卸渣。,回转真空过滤机操作简图,回转真空过滤机的分配头,转动盘,固定盘,1、2与滤液储槽相同的槽；3与洗液相通的槽；4、5通压缩空气的孔,设：转筒过滤面积A，一生产周期得滤液量V，转筒浸没分率，转数 n（rps）,生产能力 Vh,生产周期：,过滤时间：,过滤基本方程式：,n：0.1-3 rpm，过高，滤饼薄，不易卸料；：过滤面积为转筒总面积的30%-40%为宜。(4)其它过滤设备(自学）,3.6.7 离心过滤(1)工作原理 过滤推动力：离心力；离心机分类：常速、高速、超速离心机。(2)离心过滤计算,作用在薄圆筒形液体上的离心力为：,由此产生的径向压力差为：,则积分基本方程式有：,(3)离心过滤机型式及操作（自学）,若滤饼厚度相对转鼓半径可忽略不计，则过滤面积可视为常数，令,忽略介质阻力,离心过滤的基本方程式为：,例题：一板框压滤机，在一定压力下过滤某种悬浮液。当滤渣完全充满滤框时滤液量15m3，过滤时间1.5hr，随后在相同压力下，用10%滤液量的清水(物性可视为与滤液相同)洗涤，每次拆装时间18min，且已知这一操作中Ve=2.0m3求：1、该机生产能力；,2、如果该机的每一滤框厚度减半，长宽不变，框数加倍，仍用相同滤布，洗涤用水量不变，但拆装时间增加为25min，试求：滤渣完全充满滤框时，生产能力变为若干。,3.7.1 床层的流态化过程 三个阶段：固定床、流化床、颗粒输送。,3.7 固体流态化及气力输送,(1)固定床阶段,颗粒静止（流体空床流速小，颗粒受曳力小）；床层高度、空隙率，均保持不变；阻力服从欧根方程(）。,(2)流化床(沸腾床)阶段 空床流速，颗粒受曳力，把颗粒托起；,临界流化状态(起始流化状态）：最小流化速度,空床流速一定时，有一个稳定的床层上界面。(3)颗粒（气力或液力）输送 当u=ut时，颗粒被带走。带出速度：颗粒被吹出的临界速度。,3.7.2 流化床类似液体的特性,流化床类似液体的性质,（1）密度比床层密度小的物体能浮在床层的上面；（2）床层倾斜，床层表面仍能保持水平；（3）床层中任意两截面间的压差可用静力学关系式 表示（p=gL）；（4）有流动性，颗粒能像液体一样从器壁小孔流出；（5）连通两个高度不同的床层时，床层能自动调整平衡。,3.7.3 流体通过流化床的阻力 固定床阶段，阻力服从欧根方程，如图中a段；流化床阶段，床层压降基本恒定，如图中cd 段；,即：流化床层阻力=单位面积床层中颗粒的总重力，因此流化床阶段，床层压降基本恒定。,流化床阶段，近似认为颗粒处于动态平衡。,3.7.4 流化床的流化类型与不正常现象,（1）流化类型 散式流化：颗粒均匀地分散在流动的流体中，有一稳定的 上界面。如：大多数液-固流化。聚式流化：床层中存在两个不同的相 乳化相（固体浓度大、分布均匀的连续相），气泡相（夹带少量固体颗粒以气泡形式通过床 层的不连续相）。如：气-固流态化,判断依据：弗鲁特准数,（2）腾涌,现象：气泡长大将床层分成相互分开的气泡和颗粒层 颗粒层象活塞一样被气泡向上推动，到达床层上界面，气泡崩裂，颗粒分散下落。原因：气-固流化床中床层高度与直径的比值过大或气速过高。后果：床层阻力大幅度波动，器壁被颗粒磨损加剧，设备振动，甚至将床中构件冲坏。,（3）沟流现象,现象：气体通过床层时形成短路，床层内密度分布不均匀，气、固接触不良，部分床层变成死床。原因：与颗粒的特性、堆积情况、床层直径及气体分布板有关。发生沟流现象时，床层阻力较正常值低。,3.7.5 流化床的操作(1)临界流化速度 临界流化状态：可按固定床计算,说明：公式误差较大，一般应以实验数据为准。,(2)带出速度 ut 颗粒被流体带走时，,注意：计算不均匀颗粒床层的带出速度 用最小颗粒直径，保证操作可靠性。,(3)流化床操作范围,浓相区（床层）高度：床层上界面以下的床层高度。,3.7.6 流化床的高度与直径(1)流化床的高度 高度=浓相区高度+稀相区高度,稀相区高度（分离高度）：浓相区上界面到稀相区颗粒浓度 恒定处的距离。,分离高度取决于颗粒的粒度分布、颗粒的密度和气体的密度、粘度及结构尺寸和气速。目前，尚无可靠的计算公式。气速愈大，分离高度愈大。,(2)流化床的直径,确定好流化床的操作气速后，即可根据气体的处理量确定流化床所需的直径D。,V-气体的处理量，m3/s；u-流化床的实际操作气速，m/s。,3.7.7 气力输送的一般概念 气力输送：利用气体进行颗粒输送的过程。常用介质：空气。,气力输送的优点：系统密闭，可避免物料飞扬，减少物料损失，改善劳动条件；输送管线受地形与设备设置的限制小；输送的同时易于进行物料的干燥、加热、冷却等操作；设备紧凑，易于实现过程的连续化与自动化。气力输送的缺点：动力消耗大、颗粒尺寸受一定限制；在输送过程中颗粒易破碎；管壁受到磨损；不适用于含水量大、有粘附性或高速运动时易产生静电的物料。,3.7.8 气力输送的类型,气力输送类型：稀相输送、密相输送。固气比R：单位质量气体所输送的固体质量。,（1）稀相输送,固气比 R 25以下（通常为0.15)的气力输送，输送距离不长,一般为100m以下。,(2)密相输送,固气比 R 25的气力输送；用高压气体压送物料。,作业:旧书 P233 21 22 24新书 P215 19 20 22,
