大学课件 化工原理 上册 第3章 过滤3.ppt

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1、3过滤（1）基本概念：①工业过滤方式:深层、滤饼过滤②过滤介质要求：具有多孔性，足够的机械强度。③过滤推动力重力、离心力、压力差④滤饼的压缩性⑤助滤剂（2）过滤过程的物料衡算①获得单位体积滤液所形成滤饼体积v②空隙率(3)过滤基本方程式(1)过滤速度与过滤速率过滤速率：过滤速度：（2）过滤基本方程式（3）关于k，r和s①滤饼常数※k与Δp无关②滤饼比阻不可压缩滤饼:可压缩滤饼：a、ε=常数，则r与Δp无关③压缩指数不可压缩滤饼s=0可压缩滤饼s≠0(0.2-0.8)△计算内容设计型、操作型△过滤的操作方式三种方式：恒压过滤：Δp一定，过滤阻力↑，u↓恒

2、速过滤：u一定，则需Δp↑先恒速，后恒压组合操作明确：过滤过程----非稳态过程3.6.4过滤计算（1）恒压过滤(2)恒速过滤特点：速度恒定，V均匀，要求Δp↑。(3)先恒速，后恒压过滤——分段计算（注意边界条件）(4)过滤常数的测定测定数据：实验条件：同种悬浮液，恒定压差、恒定温度①实验测K，qe，τe问题：Δp与过滤常数K的关系不可压缩滤饼：根据定义：可压缩滤饼：不同压差下，测K，做图求s，r0，②实验测定s，r03.6.5滤饼的洗涤目的：回收滤饼中滤液，或除去滤饼中可溶性杂质方法：恒压洗涤，压差为过滤的最终压差特点：洗涤速率恒定（滤饼厚度不变，阻

3、力恒定）3.6.6过滤机及其生产能力过滤机分类：压力差：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）离心力：离心过滤机(1)板框式压滤机①结构和工作原理滤框、滤板---洗涤板，非洗涤板料液通道2钮1钮3钮洗涤液通道洗涤板框非洗涤板排列方式：板、框交替，个数可调。操作方式：间歇操作操作周期：装合→过滤→洗涤→卸渣→整理过滤滤液滤浆洗涤洗液废洗液优点：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。②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▲过滤时间τ的计算洗涤L过滤L滤液穿过滤

4、饼厚度L/2L流通截面2A(A框面积)A推动力过滤终了Δp洗涤Δp速率▲洗涤时间τw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采用方法：横穿洗涤法速率间关系洗涤速率最终过滤速率③最佳过滤周期最佳：安排操作周期，使生产能力最大。dVh/dV=0时，过滤机生产能力最大(2)叶滤机①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②叶滤机的生产能力③最佳操作周期(3)回转真空过滤机①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→洗涤

5、→吸干→吹松→卸渣设：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）生产周期：过滤时间：过滤基本方程式：②生产能力Vhn：0.1-3rpm，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(2)离心过滤的计算忽略介质阻力,离心过滤的基本方程式为:若滤饼厚度相对转鼓半径可忽略不计,过滤面积可视为常数(3)离心过滤机型式及操作(自学)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

6、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；问题：1）如何由固定床达到流化态临界流化状态：最小流化速度2）如何保持流化态空床流速一定时，有一个稳定的床层上界面。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。(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(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

7、截面间的压差可用静力学关系式表示（△p=ρgL,）；(4）有流动性，颗粒能像液体一样从器壁小孔流出(5）联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3.7.5流化床的流化类型与不正常现象(1)散式流化:液-固系统常见，颗粒分散均匀，混合程度高(2)聚式流化:气-固系统常见，分散程度不大(3)腾涌(4)沟流现象3.7.5流化床的操作范围(1)临界流化速度umf临界流化状态：可按固定床计算(2)带出速度ut流化床的带出速度等于颗粒在流体中的沉降速

8、度。计算不均匀颗粒床层的带出速度，用最小颗粒直径。(3)流化床操作范围操作范围较小颗粒较大颗粒