化工单元操作非均相物系的分离ppt课件

1、单元三 非均相混合物的分别 均相混合物1、混合物 非均相混合物:有两种相态 (有明显的相界面,性质不均匀) 气-固物系:含尘气体;2、非均相混合物 液-液物系:乳浊液; 液-固物系:悬浮液; 延续相分散介质、分散相分散物质 3、分别目的1回收有用物质2净化物料3环境维护4、分别方法 沉降机械法 过滤 第一节 沉 降 重力沉降沉降 离心沉降一、重力沉降1、球形颗粒的自在沉降1自在沉降：不受其它颗粒和器壁的影响。2自在沉降速度经过受力分析：根据牛顿第二定律：浮力Fb阻力Fd重力Fg246F6F223b3gudFgdgdds阻力：浮力：重力：aduddss3223624)(6 颗粒的沉降过程分为两个

2、阶段加速阶段：u=0,Fd=0,a=amax u，fd，a等速阶段：u=ut时，Fd=Fg-Fb，a=03g)(d4u2ud4)(d6st2t2s32、阻力系数:实验测得:(1)层流区(10-4Ret2)(2)过渡区(2Ret103)(3)湍流区(103Ret2105)3、沉降速度的计算(1)层流区：斯托克斯公式tPtudff Re182PPtgdu2过渡区3湍流区注：计算时先假设沉降所在区域，后利用公式进展计算，最后再进展判别假设能否成立，如成立计算结果有效；如不成立，那么重新进展假设重新计算，直到判别成立。4 . 116 . 043. 06 . 1153. 0PPtgdugduPPt74.

3、 14、实践重力沉降速度1颗粒外形 当量直径： 球 形 度:2干扰沉降3绝对速度36PeVd PSS二、离心沉降1、离心沉降：利用离心力的作用使固体颗粒迅 速沉降的操作。2、离心加速度3、离心沉降速度受力分析rurat22024)(62223rPTSPudRudRudTSP2r3)(4u注：及沉降速度仍可以按重力沉降方法计算。4、离心分别因数Kc值普通在102105之间，其大小反映了离心沉降设备的效能为重力沉降设备的倍数，是离心分别设备性能的一项重要目的。提高离心分别因数的方法：提高转速、设备直径。5、颗粒运动的绝对速度up;重力沉降速度离心沉降速度gRuuuKTtrC2三、沉降分别设备1、沉

4、降分别设备的目的1根本要求:tr ts停留时间沉降时间2分别性能目的总效率：沉降下来的颗粒的分量与颗粒总分量的比值。粒级分别效率i：在一定粒径颗粒的总量中，被分 离的部分所占的质量百分数。临界直径dpc:粒级效率100%时的颗粒直径。最大消费才干：规定了临界粒径后设备的处置量。二、重力沉降设备 、降尘室 含尘气体的处置量降尘室的处置量与降尘室的高度无关。uLtrututsuHt tuHuLtBLuBHuV2、延续沉降槽廓清器，增稠器，浓缩器1构造2适用于大流量、低浓度的悬浮液的分别。三、离心沉降设备1、旋风分别器 是判别旋风分别器分别效率高低的重要根据。临界粒径： 5-75m的粒子。特点：构造

5、简单， 价钱低廉， 性能稳定；2、旋液分别器 旋风分别器相比，旋液分别器的特点是(1)外形细长，直径小，圆锥部分长，以利于颗粒的分别；(2)中心经常有一个处于负压的气柱，有利于提高分别效果。旋液分别器中颗粒沿壁面高速运动，磨损严重，普通采用耐磨资料制造。 3、沉降离心机1任务原理：利用机械带动液体旋转，分别非 均相混合物的设备。2种类：立式、卧式；间歇式、延续式； 人工卸料式、螺旋卸料式、刮刀卸料式。3管式分别机、螺旋卸料沉降离心机 第二节 过 滤过滤：在推进力的作用下，使液-固或气-固混合物 中的流体经过多孔性介质，固体颗粒被截留， 实现固体与流体分别的操作。一、概述1、滤饼过滤与深层过滤2

6、、过滤介质：使流体透过而截留固体的可浸透性资料。1砂粒、无烟煤、活性炭、金属网、滤布 深层过滤 饼层过滤2选择过滤介质的根据：分别要求；悬浮液特性；操作条件；过滤设备的类型；3、过滤的推进力 重力、离心力和压强差。加压过滤和真空过滤；恒速过滤与恒压过滤；4、过滤根本参数1处置量2消费才干：单位时间内得到的滤液的体积， m3滤液/h；3消费率G：单位时间、单位面积内过滤出的干 固体质量，kg干固体/(m2.s)；4过滤面积A5悬浮液固相浓度c:单位体积悬浮液中含有的 固体颗粒的总体积。6滤饼含液量:滤饼中所含液体的质量分数。7滤饼与滤液的体积比：m3滤饼/m3滤液；8过滤速率 :单位时间内获得的

7、滤液的体 积， m3滤液/s;9过滤速度 ：单位时间内单位过滤面积上得到的滤液的体积， m3滤液/(m2.s);dtdVAdtdV5、滤饼的可紧缩性 可紧缩滤饼: 助滤剂滤饼 不可紧缩滤饼6、滤饼的洗涤例题：P112。二、恒压过滤1、过滤的根本方程流动模型：液体在圆管内的层滞流流动。 哈根泊谡叶公式：1空隙率：单位体积床层中的空隙体积， m3/m3；2滤液的流速： 232dlupfAA0床层体积空隙体积dtdVAu013滤液经过滤饼的流动可看成是液体以速度u经过长度为L滤饼厚度 、直径为d0的并联管路的流动。4滤液经过过滤介质的流动阻力可折合为以流速u流过厚度为Le当量滤饼厚度的滤饼的阻力。2

8、032duLLpefefLLdpdtAdVdtAdVu32200 其中：滤饼的比阻，m2；由于滤饼厚度随时间变化，那么：过滤根本方程2032dr阻力推动力efefLLrpLLdpAdtdV3220VALAVLAVLeeefVVrpAAdtdV对于可紧缩滤饼：s：滤饼的紧缩性指数，间；对于不可紧缩滤饼，s0r0：单位压强差下滤饼的比阻，m2;、恒压过滤方程sfprr0tfVedtrpAdVVV020令：恒压过滤方程其中：、qe由实验测定。rpKf2tArpVVVfe2222AVq AVqeetKAVVVe222Ktqqqe 22当滤饼阻力远大于过滤介质的阻力时，e、qe可被忽略。、过滤常数、e、

9、qe的测定略例题：115。tKAV22Ktq 2三、过滤设备1、板框压滤机1构造：机头、滤框、滤板、尾板和压紧安装。2任务原理：3消费才干：单位时间得到的滤液量。4排液方式：明流、暗流；DWtttttVVt28KAVVVddVVteWWWW5特点：优点：构造简单，过滤面积大，过滤压力高，操作 灵敏；缺陷：间歇操作，劳动强度大，效率低；6例题略2、转筒真空过滤机1构造：转鼓、分配头；2任务原理：3消费才干： 浸没度：转鼓浸入液面以下面积占整个 转鼓面积的百分率。 过滤时间： 注：n为转鼓每分钟转数nt60 m3/h； 假设过滤介质阻力可忽略，那么：4特点：延续操作，处置量大，本钱高，过滤 速度低 eeqqKtq2eetqqnKnAnAqV2606060nBKnAVt60603、过滤离心机1种类：三足式、卧式刮刀卸料式、离心卸料 式等；2操作过程：过滤、洗涤、甩干、卸料、洗网3操作特点： 操作时间可随意控制，分别1m以上的颗粒，消费才干大，但不易坚持颗粒外形的完好。 第三节 分别设备的选择一、气固分别降尘室：50 m以上；用于含尘气体的预分别；旋风分别器：5 m以上；非粘性、非纤维状固