第一章 流体通过颗粒层的流动3

1、过滤原理及设备过滤原理及设备过滤原理过滤原理最简单的过滤操作：布氏漏斗最简单的过滤操作：布氏漏斗深层过滤深层过滤:复习复习常用过滤设备叶滤机板框压滤机回转真空过滤机过滤过程计算过滤过程计算物料衡算物料衡算悬浮液含固量表示方法悬浮液含固量表示方法:质量分数质量分数w，kg固体固体/kg悬浮液悬浮液体积分数体积分数，m3固体固体/ m3悬浮液悬浮液固体固体清液清液 取取1kg悬浮液悬浮液取取1 m3悬浮液悬浮液滤层厚滤层厚L-V关系关系过滤速率过滤速率过滤特点过滤特点: 滤饼中流体流动很慢滤饼中流体流动很慢 非定态非定态 压差一定时，压差一定时，u串联过程：速率相同串联过程：速率相同过滤基本方程过

2、滤基本方程 或或过滤基本方程的应用过滤基本方程的应用 恒速过滤恒速过滤流量一定，流量一定，若起始若起始=0，q=0, 则则q=u 恒压过滤恒压过滤3. 先变压后恒压先变压后恒压从从 起开始恒压操作起开始恒压操作4.过滤常数的测定过滤常数的测定用同一悬浮液在小型设备中进行的用同一悬浮液在小型设备中进行的以恒压操作为例：以恒压操作为例：5. 洗涤速率洗涤速率叶滤机的洗涤速率叶滤机的洗涤速率板框式压滤机的洗涤速率板框式压滤机的洗涤速率例例4 某叶滤机恒压过滤操作，过滤介质阻力可忽略某叶滤机恒压过滤操作，过滤介质阻力可忽略，过滤终了，过滤终了V=0.5m3，=1h，滤液粘度是水的四倍，滤液粘度是水的四

3、倍。现用水洗涤，。现用水洗涤，Vw=0.05m3，则，则w=？解：解：min3605 . 005. 02412 wwwwVV 1.5.4 过滤过程的计算过滤过程的计算1.变量分析变量分析设计型设计型 已知：已知： 求：求：操作型操作型 已知：已知： 求：求：例例5 一板框压滤机在恒压下进行过滤，水悬浮液含一板框压滤机在恒压下进行过滤，水悬浮液含固量固量0.1kg固体固体/kg悬浮液，滤饼空隙率悬浮液，滤饼空隙率=0.4，p=5000kg/m3，qe=0，若过滤，若过滤10分钟，则得滤液分钟，则得滤液1.2m3，试问：，试问：(1)当当=1h，V=？(2)过滤过滤1小时后的滤饼体积；小时后的滤饼

4、体积；(3)过滤过滤1小时后，用小时后，用0.1V的水洗涤，的水洗涤，w=？(操作压操作压强不变强不变)解：(1)(2)(3)32 . 1min,10, 4 . 0, 1 . 0mVw 22KAV min/144.0102.16222mVKA VVVVw 饼饼饼饼饼饼）（）（pp-1-13m11. 0 饼饼Vmin48601 . 088 VVPPwwww例例6 拟用一板框过滤机在拟用一板框过滤机在0.3MPa压差下恒压过滤某压差下恒压过滤某悬浮液。已知悬浮液。已知K=710-5m2/s，qe=0.015m3/m2，现，现要求每一操作周期得到要求每一操作周期得到10m3滤液，过滤时间为滤液，过滤

5、时间为0.5h，滤饼不可压缩，悬浮液，滤饼不可压缩，悬浮液=0.015(m3固体固体/m3悬浮悬浮液液)，滤饼空隙率，滤饼空隙率=0.5，试问，试问:(1)需要多大过滤面积；需要多大过滤面积；(2)如操作压差提高到如操作压差提高到0.8MPa，恒压操作。现有一台，恒压操作。现有一台板框过滤机，每一个框的尺寸为板框过滤机，每一个框的尺寸为0.6350.6350.025m，若要求每个过滤周期得到，若要求每个过滤周期得到的滤液量仍为的滤液量仍为10m3，过滤时间不得超过，过滤时间不得超过0.5h，则至，则至少需要多少个边框？少需要多少个边框？解：(1)(2)23252/34. 0015. 0015.

6、 01800107mmqqKqee 24 .2934. 010mqVA smKPPK/1087. 11073 . 08 . 0,245 不不可可压压缩缩滤滤饼饼23242/565. 0015. 0015. 018001087. 1mmqqKqee 27 .17565. 010mqVA 个个22635. 0217222 aAn这样可行么？这样可行么？）（）饼饼饼饼 -1(VVV 3309. 0015. 05 . 01015. 0101mVV 饼饼个个饼饼31635. 0025. 0309. 0ba22 Vn2.生产能力的优化生产能力的优化间歇过滤机恒压操作间歇过滤机恒压操作1.6 加快过滤的途径加快过滤的途径过滤技术的改进：过滤技术的改进：（1）物料的适应性）物料的适应性（2）加快过滤速率）加快过滤速率1.6.1 改变滤饼结构改变滤饼结构 结构特征：空隙率，压缩性结构特征：空隙率，压缩性办法：办法：用助滤剂（刚性、多孔性、尺度均匀）用助滤剂（刚性、多孔性、尺度均匀）预敷和掺滤预敷和掺滤1.6.2 改变悬浮液中颗粒聚集状态改变悬浮液中颗粒聚集状态目的：小颗粒目的：小颗粒聚成大颗粒聚成大颗粒办法：办法：加聚合电解质、无机电解质加聚合电解质、无机电