沉降分离设备

1、2021-12-24化学化工学院 迪丽努尔15 5颗粒的沉降和流态化颗粒的沉降和流态化5 51 1 概概 述述5 52 2 颗粒的沉降运动颗粒的沉降运动5 53 3 沉降分离设备沉降分离设备 例题例题2021-12-24化学化工学院 迪丽努尔25 53 3 沉降分离设备沉降分离设备 5.3.1 5.3.1 重力沉降设备重力沉降设备 5.3.2 5.3.2 离心沉降设备离心沉降设备2021-12-24化学化工学院 迪丽努尔35 53 3 重力沉降设备重力沉降设备 一、降尘室一、降尘室 二、其他沉降设备二、其他沉降设备2021-12-24化学化工学院 迪丽努尔4一、降尘室一、降尘室 藉重力沉降以除

2、去气流中的尘粒，此类设备称为藉重力沉降以除去气流中的尘粒，此类设备称为降尘室。降尘室。5 53 3 重力沉降设备重力沉降设备H HB BU U气气u ut tu u2021-12-24化学化工学院 迪丽努尔5H HB B颗粒沉降的条件颗粒沉降的条件: : r r t t设设: :进入降尘室含尘气体的流量为进入降尘室含尘气体的流量为q qV V（m m3 3/s/s） 颗粒在降尘室的停留时间颗粒在降尘室的停留时间 r r = LB H / q = LB H / qV V 同一粒径颗粒能沉降所需要的最大同一粒径颗粒能沉降所需要的最大 时间时间 t t = H / u = H / ut tLB H

3、/ qLB H / qV V H / u H / ut tLBqtVu 或或 L/u H / uL/u H / ut t即：即：q qV V A u A ut t 一、降尘室一、降尘室2021-12-24化学化工学院 迪丽努尔6结论结论: :2. 2. u ut t =q=qV V / A / A的颗粒能完全沉降的颗粒能完全沉降对于斯托克斯定律区对于斯托克斯定律区LBqtVu 18)(2ppgdtuLBqtVu LBqgVpd )(18min式中式中d dminmin降尘室能降尘室能100100除下的最小颗粒直径除下的最小颗粒直径 ( (临界粒径临界粒径) ) 。1 1、 对一定物系，降尘室的

4、处理能力只取决于对一定物系，降尘室的处理能力只取决于降尘室的底面积，而与高度无关。降尘室的底面积，而与高度无关。 一、降尘室一、降尘室q qV V A u A ut t 2021-12-24化学化工学院 迪丽努尔73 3 降尘室分隔成降尘室分隔成n n层层nqVVqnddminmin既：既： q qV V 不变不变, d, dminmin减小减小若：若：d dminmin不变不变, , 每一层处理量每一层处理量q qV V , n , n层共处理层共处理q qV V = n q = n qV V 一、降尘室一、降尘室q qV V A u A ut t LBqgVpd )(18min2021-1

5、2-24化学化工学院 迪丽努尔8 增稠器通常是一个带锥形底的圆池，悬浮液连续加增稠器通常是一个带锥形底的圆池，悬浮液连续加入，液体向上流动，清液由四周溢出。固体颗粒在入，液体向上流动，清液由四周溢出。固体颗粒在器内逐渐沉降至底部，器底设有缓慢旋转的齿耙，器内逐渐沉降至底部，器底设有缓慢旋转的齿耙，将沉渣慢慢移至中心，从底部出口管连续排出。将沉渣慢慢移至中心，从底部出口管连续排出。 增稠器有澄清液体和增稠悬浮液的双重功能。为增稠器有澄清液体和增稠悬浮液的双重功能。为获得增稠至一定程度的悬浮液，固体颗粒在器内必获得增稠至一定程度的悬浮液，固体颗粒在器内必须有足够的停留时间。它一般用于大流量、低浓度

6、须有足够的停留时间。它一般用于大流量、低浓度悬浮液的处理，常见的污水处理就是一例。悬浮液的处理，常见的污水处理就是一例。二、增稠器二、增稠器2021-12-24化学化工学院 迪丽努尔9三、沉降槽三、沉降槽 间歇式增稠器。间歇式增稠器。四、分级器四、分级器 利用重力沉降将悬浮液中不同粒度的颗粒进行粗略利用重力沉降将悬浮液中不同粒度的颗粒进行粗略的分级，或将两种不同密度的物质进行分类。的分级，或将两种不同密度的物质进行分类。2021-12-24化学化工学院 迪丽努尔105 53 32 2 离心沉降设备离心沉降设备 一、离心沉降速度一、离心沉降速度 二、旋风分离器二、旋风分离器 三、旋风分离器的主要

7、性能三、旋风分离器的主要性能 2021-12-24化学化工学院 迪丽努尔11一、离心沉降速度一、离心沉降速度a离心分离因数离心分离因数 18)(2ppgdtu当处于斯托克斯定律区时当处于斯托克斯定律区时以以 r2 代代 g18)(22ppdrrurgugruutr22u = ru = r为流体和颗粒的切向速度为流体和颗粒的切向速度5 53 32 2 离心沉降设备离心沉降设备2021-12-24化学化工学院 迪丽努尔12二、旋风分离器二、旋风分离器旋风分离器的构造简单，没有运动部件，操作不受旋风分离器的构造简单，没有运动部件，操作不受温度、压强的限制。一般可分离气体中温度、压强的限制。一般可分离

8、气体中5 57575m m直直径的粒子径的粒子5 53 32 2 离心沉降设备离心沉降设备2021-12-24化学化工学院 迪丽努尔13旋风分离器的主要性能旋风分离器的主要性能分离效率分离效率气体经过旋风分离器的压降气体经过旋风分离器的压降1 1、旋风分离器的分离效率、旋风分离器的分离效率总效率：总效率：是指被除下的颗粒占气体进口总的颗粒的质是指被除下的颗粒占气体进口总的颗粒的质量分率量分率 即即 0 0 = ( C = ( C进进 C C出出 )/ C)/ C进进 C C进、进、C C出出 旋风分离器进、出口气体颗粒的质量旋风分离器进、出口气体颗粒的质量 浓度浓度g gm m3 35 53

9、32 2 离心沉降设备离心沉降设备三、旋风分离器的主要性能三、旋风分离器的主要性能2021-12-24化学化工学院 迪丽努尔14总效率与粒级效率的关系为总效率与粒级效率的关系为：总效率：总效率： 0 0 = ( C = ( C进进 C C出出 )/ C)/ C进进粒级效率粒级效率 ： i = ( Ci进进 Ci出出 )/ Ci进进0 = ixi式中：式中：x xi i进口气体中粒径为进口气体中粒径为d dpi pi 颗粒的质量分率颗粒的质量分率粒级效率粒级效率 ： i = ( Ci进进 Ci出出 )/ Ci进进Ci进进与、与、Ci出出旋风分离器进、出口气体中粒径旋风分离器进、出口气体中粒径dp

10、i 的颗粒的颗粒 质量浓度，质量浓度，gm35 53 32 2 离心沉降设备离心沉降设备三、旋风分离器的主要性能三、旋风分离器的主要性能2021-12-24化学化工学院 迪丽努尔15l三、旋风分离器的主要性能三、旋风分离器的主要性能 : :2 2、旋风分离器的压降、旋风分离器的压降旋风分离器的压降可表示成气体入口动能的某一倍数旋风分离器的压降可表示成气体入口动能的某一倍数 = = （1/2 1/2 ）uu2 2压降，压降，PaPa；u u 气体在矩形进口管中的流速，气体在矩形进口管中的流速，m ms s； 气体密度，气体密度，ksksm m3 3； 阻力系数。对给定的旋风分离器型式，阻力系数。

11、对给定的旋风分离器型式， 值是一个常数值是一个常数5 53 32 2 离心沉降设备离心沉降设备2021-12-24化学化工学院 迪丽努尔16 缩小旋风分离器的直径、采用较大的进口气缩小旋风分离器的直径、采用较大的进口气速、延长锥体部分的高度，均可降低临界粒径速、延长锥体部分的高度，均可降低临界粒径 d dc c, , 提高分离效率。提高分离效率。l3 3、 临界粒径临界粒径 d dc csiNuBcd9B B进口宽度进口宽度; ; u ui i进口气速进口气速; ; N N气体在筒内旋转的圈数气体在筒内旋转的圈数, N5, N5l三、旋风分离器的主要性能三、旋风分离器的主要性能 : :5 53

12、 32 2 离心沉降设备离心沉降设备2021-12-24化学化工学院 迪丽努尔17例：降尘室空气处理能力计算例：降尘室空气处理能力计算现有一底面积为现有一底面积为2的降尘室，用于处理的降尘室，用于处理20的的常压含尘空气，尘粒密度为常压含尘空气，尘粒密度为1800/现须将直现须将直径径25um以上的颗粒全部除去，试求：以上的颗粒全部除去，试求：（1）该降尘室的含尘气体处理能力）该降尘室的含尘气体处理能力（2）若在该降尘室中均匀设置）若在该降尘室中均匀设置9块水平搁板，块水平搁板， 则含尘气体的处理能力为多少则含尘气体的处理能力为多少2021-12-24化学化工学院 迪丽努尔18解：（解：（1）20常压空气，常压空气，81. 1,/2 . 13mkgsmgdupt/034. 01081. 11881. 9)2 . 11800()1025(18)(5262min设设100% 除去的最小颗粒沉降处于斯托克斯区，除去的最小颗粒沉降处于斯托克斯区，则沉降速度为则沉降速度为验验2056. 01081.