化工原理第三章讲稿-修改

1、第三章第三章 非均相物系分离非均相物系分离一、概述一、概述二、颗粒及颗粒床层二、颗粒及颗粒床层三、沉降分离三、沉降分离四、过滤四、过滤五、离心机五、离心机六、固体流态化六、固体流态化2022-2-4 1、了解重力沉降与离心沉降分离的原理及常见设备的基本结构； 2、掌握重力沉降与离心沉降设备的选型计算掌握重力沉降与离心沉降设备的选型计算； 3、了解过滤设备的类型及基本特征； 4、了解过滤速度方程与过滤过程方程的推导与应用； 5、了解通过过滤实验及使用数据的处理获得过滤常数的测试方法； 6、了解过滤机生产能力的概念与计算； 7、了解固体颗粒流态化过程及流化床操作范围； 8、了解流化床主要特性及流化

2、类型； 9、了解气流输送原理、压降计算及气力输送的类型及装置。2022-2-4清水沉降池 在我国广大西部农村，农民不仅喝不上矿泉水、自来水，连大河的水也喝不上。只能喝小河沟里的水和小泥塘的水。水中含有许多泥沙，只好澄清后，才可用作饮用水和生活用水。泥沙在水中的澄清就是沉降。农民家里都有一个水缸，水缸就是一个沉降槽。黄河水由于含有较多的泥沙，在用于灌溉或其他生产过程时必须沉淀。 2022-2-4 一般家庭里，吃中药是传统而有效的治病方法。熬完中药之后，总要将药渣滤去，才可以喝。滤药渣，就是一个过滤操作。这就是我们生活中的沉降和过滤。 滤药渣 2022-2-4混合物 均相混合物 非均相混合物 物系

3、内部各处物料性质均匀而且不存在相界面的混合物。例如：互溶溶液及混合气体 物系内部有隔开两相的界面存在且界面两侧的物料性质截然不同的混合物。例如固体颗粒和气体构成的含尘气体固体颗粒和液体构成的悬浮液 不互溶液体构成的乳浊液 液体颗粒和气体构成的含雾气体2022-2-4非均相物系 分散相 分散物质 处于分散状态的物质 如：分散于流体中的固体颗粒、液滴或气泡 连续相分散相介质 包围着分散相物质且处于连续状态的流体 如：气态非均相物系中的气体 液态非均相物系中的连续液体 分离机械分离 沉降 过滤 不同的物理性质 连续相与分散相发生相对运动的方式 分散相和连续相 2022-2-4第三章第三章 非均相物系

4、分离非均相物系分离一、沉降速度一、沉降速度1、球形颗粒的自由沉降、球形颗粒的自由沉降2、阻力系数、阻力系数3、影响沉降速度的因素、影响沉降速度的因素4、沉降速度的计算、沉降速度的计算5、分级沉降、分级沉降二、降尘室二、降尘室1、降尘室的结构、降尘室的结构2、降尘室的生产能力、降尘室的生产能力第一节第一节 沉降分离沉降分离 一、重力沉降一、重力沉降2022-2-4 一、重力沉降一、重力沉降 沉降 在某种力场中利用分散相和连续相之间的密度差异，使之发生相对运动而实现分离的操作过程。 作用力 重力 惯性离心力 重力 沉降离心沉降 1、沉降速度、沉降速度 1）球形颗粒的自由沉降）球形颗粒的自由沉降设颗

5、粒的密度为s，直径为d，流体的密度为， 2022-2-4重力 gdFsg36浮力 gdFb36而阻力随着颗粒与流体间的相对运动速度而变，可仿照流体流动阻力的计算式写为 ：22uAFd24dA对球形颗粒 2422udFdmaFFFdbg2022-2-4adudgdgdss3223362466(a)颗粒开始沉降的瞬间，速度u=0，因此阻力Fd=0，amax 颗粒开始沉降后，u Fd ；u ut 时，a=0 。等速阶段中颗粒相对与流体的运动速度ut 称为沉降速度。当a=0时，u=ut，代入（a）式024662233tsudgdgd 3)(4stdgu沉降速度表达式2022-2-42、阻力系数、阻力系

6、数 通过因次分析法得知，值是颗粒与流体相对运动时的雷诺数Ret的函数。 对于球形颗粒的曲线，按Ret值大致分为三个区： a) 滞流区或托斯克斯滞流区或托斯克斯(stokes)定律区（定律区（10 4Ret1） tRe24182gdust斯托克斯公式2022-2-42022-2-46 . 0Re5 .18t6 . 0Re269. 0tgdust艾伦公式 c) 湍流区或牛顿定律区（湍流区或牛顿定律区（Nuton）（）（103Ret 2105） 44. 0gdust74. 1牛顿公式 b) 过渡区或艾伦定律区（过渡区或艾伦定律区（Allen）（）（1Ret103） 2022-2-43、影响沉降速度的

7、因素、影响沉降速度的因素 1）颗粒的体积浓度）颗粒的体积浓度 在前面介绍的各种沉降速度关系式中，当颗粒的体积浓度小于0.2%时，理论计算值的偏差在1%以内，但当颗粒浓度较高时，由于颗粒间相互作用明显，便发生干扰沉降，自由沉降的公式不再适用。2）器壁效应）器壁效应 当器壁尺寸远远大于颗粒尺寸时，（例如在100倍以上）容器效应可忽略，否则需加以考虑。 Dduutt1 . 212022-2-43）颗粒形状的影响）颗粒形状的影响 psSS球形度对于球形颗粒，s=1，颗粒形状与球形的差异愈大，球形度s值愈低。对于非球形颗粒，雷诺准数Ret中的直径要用当量直径de代替 。peVd3636PeVd颗粒的球形

8、度愈小，对应于同一Ret值的阻力系数愈大但s值对的影响在滞流区并不显著，随着Ret的增大，这种影响变大。2022-2-44、沉降速度的计算、沉降速度的计算 1）试差法）试差法 假设沉降属于层流区 方法：182stduut dutReRet Ret1 ut为所求Ret1 艾伦公式求ut判断公式适用为止 2) 摩擦数群法摩擦数群法 34stgdu由得234tsudg2022-2-422222Retudt 23234Regdst32gdks令3234Rekt 因是Ret的已知函数，Ret2必然也是Ret的已知函数，Ret曲线便可转化成 Ret2Ret曲线。 计算ut时，先由已知数据算出Ret2的值，

9、再由Ret2Ret曲线查得Ret值，最后由Ret反算ut 。duttRe2022-2-42022-2-4 计算在一定介质中具有某一沉降速度ut的颗粒的直径，令与Ret-1相乘， 2213)(4Retstug Ret-1Ret关系绘成曲线 ，由Ret-1值查得Ret的值， 再根据沉降速度ut值计算d。ttudRe无因次数群K也可以判别流型 182gdust2318Regdst183K2022-2-4当Ret=1时K=2.62，此值即为斯托克斯区的上限 牛顿定律区的下限K值为69.1 例：例：试计算直径为95m，密度为3000kg/m3的固体颗粒分别在20水中的自由沉降速度。 解：1）在20水中的

10、沉降。用试差法计算先假设颗粒在滞流区内沉降 ，182gdust 附录查得，20时水的密度为998.2kg/m3,=1.00510-3Pa.s2022-2-432610005. 11881. 92 .99830001095tusm/10797. 93核算流型 ttduRe33610005. 12 .99810797. 910959244. 01原假设滞流区正确，求得的沉降速度有效。2022-2-4二、重力沉降设备二、重力沉降设备（一）降尘室（一）降尘室1、降尘室的结构、降尘室的结构 2、降尘室的生产能力、降尘室的生产能力 降尘室的生产能力是指降尘室所处理的含尘气体的体积流量，用Vs表示，m3/s

11、。降尘室内的颗粒运动 以速度u随气体流动 以速度ut作沉降运动2022-2-42022-2-4颗粒在降尘室的停留时间 ul颗粒沉降到室底所需的时间 ttuHt为了满足除尘要求 tuHul降尘室使颗粒沉降的条件降尘室使颗粒沉降的条件HbVusssVlHbHbVltsuHVlHbtsbluV 降尘室的生产能力降尘室的生产能力 降尘室的生产能力只与降尘室的沉降面积bl和颗粒的沉降速度ut有关，而与降尘室的高度无关。 2022-2-4 例：例：拟采用降尘室除去常压炉气中的球形尘粒。降尘室的宽和长分别为2m和6m,气体处理量为1标m3/s，炉气温度为427，相应的密度=0.5kg/m3，粘度=3.410

12、-5Pa.s，固体密度S=400kg/m3操作条件下，规定气体速度不大于0.5m/s，试求：1降尘室的总高度H，m；2理论上能完全分离下来的最小颗粒尺寸；3. 粒径为40m的颗粒的回收百分率；4. 欲使粒径为10m的颗粒完全分离下来，需在降降尘室内设置几层水平隔板？2022-2-4解：解：1）降尘室的总高度HsmtVVS/564. 2273427273127327330buVHS5 . 02564. 2m564. 22）理论上能完全出去的最小颗粒尺寸 blVustsm/214. 062564. 2用试差法由ut求dmin。假设沉降在斯托克斯区 2022-2-4gudst18min807. 95

13、 . 04000214. 0104 . 3185m51078. 5核算沉降流型 1182. 01014. 35 . 0214. 01078. 5Re55ttdu原假设正确 3、粒径为40m的颗粒的回收百分率粒径为40m的颗粒定在滞流区 ，其沉降速度 smgdust/103. 0104 . 318807. 95 . 0400010401852622022-2-4气体通过降沉室的时间为： suHt12214. 0564. 2直径为40m的颗粒在12s内的沉降高度为： muHt234. 112103. 0 假设颗粒在降尘室入口处的炉气中是均匀分布的，则颗粒在降尘室内的沉降高度与降尘室高度之比约等于该

14、尺寸颗粒被分离下来的百分率。直径为40m的颗粒被回收的百分率为： %13.48%100564. 2234. 1HH2022-2-44、水平隔板层数 由规定需要完全除去的最小粒径求沉降速度， 再由生产能力和底面积求得多层降尘室的水平隔板层数。 粒径为10m的颗粒的沉降必在滞流区， smgdust/1041. 6104 . 318807. 95 . 0400010118362521tSbluVn1104 . 662564. 233 .32取33层 板间距为 1nHhm0754. 0133564. 22022-2-4沉降除尘室动画 2022-2-4第三章第三章 非均相物系分离非均相物系分离一、离心沉

15、降速度一、离心沉降速度二、旋风分离器操作原理二、旋风分离器操作原理三、旋风分离器的性能三、旋风分离器的性能四、旋风分离器的结构型四、旋风分离器的结构型式与选用式与选用第二节第二节 离心沉降离心沉降2022-2-4离心沉降：离心沉降： 依靠惯性离心力的作用而实现的沉降过程 适于分离两相密度差较小，颗粒粒度较细的非均相物系。 惯性离心力场与重力场的区别 重力场离心力场力场强度重力加速度gut2/R 方向指向地心 沿旋转半径从中心指向外周 Fg=mg RumFtC2作用力 2022-2-4一、离心沉降速度一、离心沉降速度1、离心沉降速度、离心沉降速度ur惯性离心力=Rudts236向心力=Rudt2

16、36阻力= 2422rud三力达到平衡，则：Rudts236Rudt23602422rud2022-2-4 平衡时颗粒在径向上相对于流体的运动速度ur便是此位置上的离心沉降速度。Rudutsr3422、离心沉降速度与重力沉降速度的比较、离心沉降速度与重力沉降速度的比较 表达式：重力沉降速度公式中的重力加速度改为离心加速度数值：重力沉降速度基本上为定值 离心沉降速度为绝对速度在径向上的分量，随颗粒在 离心力场中的位置而变。 2022-2-4阻力系数 ：层流时eR24Rudutsr2218 同一颗粒在同一种介质中的离心沉降速度与重力沉降速度的比值为 ：cTtrKgRuuu2 比值Kc就是粒子所在位

17、置上的惯性离心力场强度与重力场强度之比称为离心分离因数。 例如；当旋转半径R=0.4m，切向速度ur=20m/s时，求分离因数。1022gRuKTc2022-2-4二、旋风分离器的操作原理二、旋风分离器的操作原理2022-2-4旋风分离器动画 2022-2-4三、三、旋风分离器的性能旋风分离器的性能 旋风分离器性能的主要操作参数为气体处理量，气体处理量，分离效率和气体通过旋风分离器的压强降。分离效率和气体通过旋风分离器的压强降。1、气体处理量、气体处理量 旋风分离器的处理量由入口的气速决定，入口气体流量是旋风分离器最主要的操作参数。一般入口气速ui在1525m/s。旋风分离器的处理量 hBuV

18、i2022-2-42、临界粒径 判断旋风分离器分离效率高低的重要依据是临界粒径。临界粒径临界粒径 ： 理论上在旋风分离器中能完全分离下来的最小颗粒直径。1） 临界粒径的计算式临界粒径的计算式 a) 进入旋风分离器的气流严格按照螺旋形路线作等速运动，且切线速度恒定，等于进口气速ut=ui； b) 颗粒沉降过程中所穿过的气流厚度为进气口宽度BRuduTsr2218表示c) 颗粒在滞流情况下做自由沉降，径向速度可用 2022-2-40.695m，则在规定的气量下不能达到规定的分离效率。倘若直径D0.654m，则在规定的气量下，压降将超出允许的范围。 2022-2-4第三章第三章 非均相物系分离非均相

19、物系分离一、过滤操作的基本概念一、过滤操作的基本概念二、过滤基本方程式二、过滤基本方程式三、恒压过滤三、恒压过滤四、过滤常数的测定四、过滤常数的测定五、过滤设备五、过滤设备六、滤饼的洗涤六、滤饼的洗涤七、过滤机的生产能力七、过滤机的生产能力第三节第三节 过滤过滤2022-2-4一、过滤操作的基本概念一、过滤操作的基本概念1、过滤的概念、过滤的概念过滤过滤 利用能让液体通过而截留固体颗粒的多孔介质（过滤介质），使悬浮液中固液得到分离的单元操作。 过滤操作中所处理的悬浮液 滤浆 通过多孔介质的液体 滤液 被截留住的固体物质 滤渣（滤饼） 实现过滤操作的外力有重力、压力、离心力， 化工中应用最多的是

20、压力过滤。2022-2-4 2、过滤方式、过滤方式过滤 深床过滤 滤饼过滤 固体颗粒的沉积发生在较厚的粒状过滤介质床层内部，悬浮液中的颗粒直径小于床层孔道直径，当颗粒随流体在床层的曲折孔边穿过时，便粘附在过滤介质上。 适用于悬浮液中颗粒甚小且含量甚微（固相体积分率在0.1%以下）的场合 固体颗粒成饼层状沉积于过滤介质表面，形成滤饼 适用于处理固相含量稍高（固相体积分率在1%以上）的悬浮液。 2022-2-4 3、过滤介质、过滤介质 过滤介质是滤饼的支承物，应具有下列条件： a) 多孔性，孔道适当的小，对流体的阻力小，又能截住要分离的颗粒。 b) 物理化学性质稳定，耐热，耐化学腐蚀。 c)足够的

21、机械强度，使用寿命长 d) 价格便宜工业常用的过滤介质主要有 a) 织物介质：又称滤布，包括有棉、毛、丝等天然纤维，玻璃丝和各种合成纤维制成的织物，以及金属丝织成的网能截留的粒径的范围较宽，从几十m到1m。2022-2-4优点：织物介质薄，阻力小，清洗与更新方便，价格比较便宜，是工业上应用最广泛的过滤介质。b)多孔固体介质：如素烧陶瓷，烧结金属塑料细粉粘成的多孔塑料，棉花饼等 这类介质较厚，孔道细，阻力大，能截留13m的颗粒。c) 堆积介质：由各种固体颗粒（砂、木炭、石棉粉等）或非编织的纤维（玻璃棉等）堆积而成，层较厚。d) 多孔膜：由高分子材料制成，膜很薄（几十m到200m），孔很小，可以分

22、离小到0.05m的颗粒,应用多孔膜的过滤有超滤和微滤。2022-2-44、助滤剂 滤饼不可压缩滤饼: 颗粒有一定的刚性，所形成的滤饼并不因所受的压力差而变形 可压缩滤饼: 颗粒比较软，所形成的滤饼在压差的作用下变形，使滤饼中的流动通道变小，阻力增大。加入助滤剂可减少可压缩滤饼的流动阻力加入方法预涂 将助滤剂混在滤浆中一起过滤 用助滤剂配成悬浮液，在正式过滤前用它进行过滤，在过滤介质上形成一层由助滤剂组成的滤饼。 2022-2-4二、过滤基本方程式二、过滤基本方程式1、滤液通过饼层的流动、滤液通过饼层的流动 空隙率空隙率:单位体积床层中的空隙体积，用表示。 =空隙体积 / 床层体积 m3/m3颗

23、粒比表面积：颗粒比表面积：单位体积颗粒所具有的表面积，用a表示。 a=颗粒表面 / 颗粒体积 de=4水力半径=4管道截面积 / 润湿周边颗粒床层的当量直径可写为：2022-2-4De=4流通截面积流道长度润湿周边长度流道长度De=4流道容积流道表面积 取面积为1m2厚度为1m 的滤饼考虑：床层体积111m3 流道容积1m3 流道表面积（1）a m2所以床层的当量直径为 ：滤液通过饼层的流动的压降 ， )1 (4ade(1)221udlpebfuu 1(2)2022-2-4滤液通过饼床层的流速与压强降的关系为：23)1 (uaLpf 比例常数K与滤饼的空隙率、粒子形状、排列及粒度范围等因素有关

24、。对于颗粒床层的滞流流动，K值可取为5。 )()1 (5223LPauc过滤速度表达式过滤速度表达式2022-2-42、过滤速率与过滤速度、过滤速率与过滤速度过滤速率过滤速度单位时间获得的滤液体积称为过滤速率 定义)()1 (5223LPaAddVuc)()1 (5223LPAaddVc表达式3、滤饼的阻力、滤饼的阻力 令 322)1 (5ar滤饼的比阻，1/m2 rLPAddVc单位时间通过单位过滤面积的滤液体积2022-2-4令 rLR 滤饼阻力RPAddVc速度推动力阻力 由RrL可知，比阻r是单位厚度滤饼的阻力， 数值上等于粘度为1Pa.s的滤液以1m/s的平均流速通过厚度为1m的滤饼

25、层时，所产生的压强降 。 反映了颗粒形状、尺寸及床层空隙率对滤液流动的影响 床层空隙率愈小及颗粒比表面积愈大，则床层愈致密，对流体流动的阻滞作用也愈大。2022-2-44、过滤介质的阻力、过滤介质的阻力 过滤介质的阻力也与其厚度及本身的致密程度有关，通常把过滤介质的阻力视为常数。 滤液穿过过滤介质层的速度关系式 ：mmRPAddV )()(mmmcRRpRRppAddV(6) 式中：P=PC+Pm，代表滤饼与滤布两侧的总压强降，称为过滤压强差。也称为过滤设备的表压强 。 可用滤液通过串联的滤饼与滤布的总压强降来表示过滤推动力，用两层的阻力之和来表示总阻力。2022-2-4设想以一层厚度为Le的

26、滤饼来代替滤布， meRrL 故（6）式可写为 ）（7 )()(eeLLrPrLrLPAddV式中：Le过滤介质的当量滤饼厚度，或称为虚拟滤饼厚度，m 在一定的操作条件下，以一定介质过滤一定悬浮液时，Le为定值，但同一介质在不同的过滤操作中，Le值不同。2022-2-45、过滤基本方程式、过滤基本方程式 滤饼厚度L与当时已经获得的滤液体积V之间的关系为： VLAAVL滤饼体积与相应的滤液体积之比，无因次，m3/m3 。同理 ：AvVLeeVe过滤介质的当量滤液体积，或称虚拟滤液体积，m3 在一定的操作条件下，以一定介质过滤一定的悬浮液时，Ve为定值，但同一介质在不同的过滤操作中，Ve值不同。2

27、022-2-4（7）式就可以写成 )(AVVrvPAddVe)(2eVVrvPAddV过滤速率的一般关系式 可压缩滤饼的情况比较复杂，它的比阻是两侧压强差的函数， sPrr)( s滤饼的压缩性指数，无因次。s=01,对于不可压缩滤饼，s=0。2022-2-4 对于可压缩滤饼，过滤速率 )(12esVVrPAddV过滤基本方程式过滤基本方程式适用于可压缩滤饼及不可压缩滤饼。 对于不可压缩滤饼，s=0。2022-2-4三、三、恒压过滤恒压过滤 恒压过滤：恒压过滤：在恒定压强差下进行的过滤操作。 恒压过滤时，滤饼不断变厚致使阻力逐渐增加。但推动力P恒定，过滤速率逐渐变小。 对于一定的悬浮液，,r及均

28、可视为常数。 rk1令k表征过滤物料特性的常数，（m4/N.s）。 )(12esVVrPAddV则过滤速率变为：esVVPkAddV122022-2-4虚拟过滤阶段没获得滤液，V0 ：假定获得体积为Ve滤液所需的虚拟过滤时间为e,则积分的边界条件为： 过滤时间 滤液体积 0 e 0Ve e+e VeV+Ve）（可得再令esVVKAddVPkK2,221eVKAddV22有效过滤阶段，Ve、e都是常数,则积分的边界条件为： 过滤时间 滤液体积 e+e VeV+Ve22KAVe2022-2-4222KAVVVe两式相加，得：)()(22eeKAVV恒压过滤方程式恒压过滤方程式 表明：恒压过滤时，滤

29、液体积与过滤时间的关系为抛物线方程 当介质阻力可以忽略时，Ve=0，e=0，过滤方程式则变为 22KAVAVqAVqee及令)()()(2eeeeeVVVeedKAVVdVV2022-2-4eeKq2Kqqqe 22）（）（eeKqq2 恒压过滤方程恒压过滤方程K 过滤常数 由物料特性及过滤压强差所决定 ，m2/s e和qe 介质常数 反映过滤介质阻力大小 ，s及m3/m2 当介质阻力可以忽略时，Kq 2例2022-2-4例：过滤一种固体颗体积分数为0.1的悬浮液,滤饼含水的体积分数为0.5,颗粒不可压缩,经实验测定滤饼比阻为1.31011m-2,水的粘度为1.010-3Pa.s。在压强差恒为

30、9.8104Pa的条件下过滤,假设滤布阻力可以忽略,试求：1）每m2过滤面积上获得1.5m3滤液所需的过滤时间。2）如将此过滤时间延长一倍,可再得滤液多少？解：1）过滤时间33/25. 05 . 0/1 . 0115 . 0/1 . 01mm2022-2-4smrPKs/10625. 0103 . 1100 . 11081. 92223113401滤布阻力可忽略 Kq 2sKq3221065 . 1 s3752)求过滤时间加倍时的滤液量s75037522Kq3312. 2750106m5 . 112. 2qq23/62. 0mm2022-2-4四、恒速过滤与先恒速后恒压过滤常数RuqAVAdd

31、VRRAuVuq或恒速过滤的过滤速度为：维持过滤速度恒定的过滤方式称为恒速过滤常数Reuqqrvpddq)(eRReRRqurburabapqururp,22或对不可压缩滤饼：实际上常采用先恒速后恒压的复合操作方法。2022-2-4五、五、过滤常数的测定过滤常数的测定 1、恒压下、恒压下K、qe、e的测定的测定 实验原理：实验原理： 由恒压过滤方程 )()2eeKqq（微分 Kddqqqe)(2eqKqKq22 对于一定恒压下过滤的悬浮液，测出延续的时间及滤液的累计量q（按单位面积计）的数据，然后算出一系列的与q的对应值2022-2-4qqq000011q11q11q22q1212qq 121

32、2qq 然后在直角坐标纸上从/q为纵坐标，以q为横坐标进行标绘，可得到一斜率为2/K，截距为2qe/K的直线。eeKq2求得e2022-2-42022-2-42、压缩性指数、压缩性指数s的测定的测定 由 spkk12两端取对数，得 )2lg()lg()1 (lgkpskvrk1常数lgk与lg(p)的关系在对数坐标纸上标绘时应是直线,直线的斜率为1-s，截距为lg(2k)。由此可得到滤饼的压缩性指数s及物料特性常数k。 2022-2-4六、六、过滤设备过滤设备 1、板框压滤机、板框压滤机1）板框压滤机的构造）板框压滤机的构造 由许多块带凹凸纹路的滤板与滤框交替排列组装于机而构成。 滤板和滤框多

33、做成正方形 ，角上均开有小孔，组合后即构成供滤浆和洗涤水流通的孔道。滤框的两侧覆以滤布，围成容纳滤浆及滤饼的空间。 2022-2-4 板框过滤机:由多块带凸凹纹路的滤板和滤框交替排列于机架而构成。板和框一般制成方形，其角端均开有圆孔，这样板、框装合，压紧后即构成供滤浆、滤液或洗涤液流动的通道。框的两侧覆以滤布，空框与滤布围成了容纳滤浆和滤饼的空间。 2022-2-42022-2-4滤板的作用：支持滤布和提供滤液流出的通道。 滤板洗涤板：非洗板： 滤框：二钮 滤板与滤框装合时，按钮数以1-2-3-2-1-2的顺序排列。 三钮板 一钮板 2022-2-42022-2-42）板框压滤机的操作）板框压

34、滤机的操作 板框压滤机为间歇操作，每个操作循环由装合、过滤、洗涤、卸饼、清理5个阶段组成。 悬浮液在指定压强下经滤浆通路由滤框角上的孔道并行进入各个滤框， 滤液分别穿过滤框两侧的滤布，沿滤板板面的沟道至滤液出口排出。 颗粒被滤布截留而沉积在滤布上，待滤饼充满全框后，停止过滤。 2022-2-4 洗涤时，先将洗涤板上的滤液出口关闭 ，洗涤水经洗水通路从洗涤半角上的孔道并行进入各个洗涤板的两侧。 洗涤水在压差的推动力下先穿过一层滤布及整个框厚的滤饼，然后再穿过一层滤布，最后沿滤板（一钮板）板面沟道至滤液出口排出。称为横穿洗涤法横穿洗涤法，它的特点是洗涤水穿过的途径正好是过滤终了时滤液穿过途径的二倍

35、。板框压滤机的优点：结构简单，制造容易，设备紧凑，过滤面积大而占地小，操作压强高，滤饼含水少，对各种物料的适应能力强。缺点是间歇手工操作，劳动强度大，生产效率低。2022-2-4板框过滤机动画 2022-2-42、加压叶滤机、加压叶滤机 叶滤机是由许多不同宽度的长方形滤叶装合而成。滤叶由金属丝网制造，内部具有空间，外罩滤布。 叶滤机也为间歇操作，过滤时滤叶安装在能承受内压的密闭机壳内。滤浆用泵送到机壳内，穿过滤布进入丝网构成的中空部分，然后汇集到下部总管而后流出。颗粒沉积在滤布上，形成滤饼，当滤饼积到一定厚度，停止过滤。 洗涤时，洗水的路径与滤液相同，这种洗涤方法称为置换置换洗涤法。洗涤法。

36、叶滤机的优点是设备紧凑，密闭操作，劳动条件较好，每次循环滤布不用装卸，劳动力较省。 2022-2-42022-2-43、转筒真空过滤机、转筒真空过滤机转筒真空过滤机是工业上应用最广的一种连续操作的过滤设备。设备的主体是一个能转动的水平圆筒，圆筒表面有一层金属网，网上覆盖滤布，筒的下部进入滤浆中，圆筒沿径向分割成若干扇形格，每个都有单独的孔道通至分配头上。圆筒转动时，凭借分配头的作用使这些孔道依次分别与真空管及压缩空气管相通，因而在回转一周的过程中每个扇形格表面即可顺序进行过滤、洗涤、吸干、吹松、卸饼等项操作 2022-2-42022-2-42022-2-4转筒的过滤面积一般为540m2，浸没部

37、分占总面积的30%40%。转速可在一定范围内调整，通常为0.13r/min。滤饼厚度一般保持在40mm以内，转筒过滤机所得滤饼中的液体含量很少低于10%，常可达30%左右。 转筒真空过滤机的优点是能连续自动操作，省人力，生产能力大，适用于处理易含过滤颗粒的浓悬浮液。 缺点是附属设备较多，投资费用高，过滤面积不大。过滤推动力有限，不易过滤高温的悬浮液。 2022-2-42022-2-4七、七、滤饼的洗涤滤饼的洗涤 滤饼洗涤的目的：为了回收滤饼里存留的滤液，或者净 化构成滤饼颗粒。1、洗涤速率、洗涤速率 洗涤速率： 单位时间内消耗的洗水容积 ，以 wddV)/(表示。 洗涤时间：wwwddVV)(

38、 洗涤速率与过滤终了时的过滤速率有关，这个关系取决于滤液设备上采用的洗涤方式。2022-2-4 叶滤机采用的置换洗涤法，洗水与过滤终了时的滤液流过的路径就完全相同。 当操作压强差和洗水与滤液粘度相同时 )(2)()(2,eEwVVKAddVddV终 板框过滤机采用的是横穿洗涤法，洗水横穿两层滤布及整个厚度的滤饼，流径长度约为过滤终了时滤液流动的两倍。而供洗水流通的面积仅为过滤面积的一半 EeweLLLL)(2)(AAw212022-2-4当操作压强差和洗水与滤液粘度相同时 )( 221)(1eswLLrPAddVEddV)(41)(82eVVKA当洗水粘度、洗水表压与滤液粘度、过滤压强差有明显

39、差异时，所需的过滤时间可进行校正。)(wwwwPP2022-2-4八、八、过滤机生产能力的计算过滤机生产能力的计算过滤机的生产能力过滤机的生产能力 ：单位时间的滤液体积或滤渣体积，m3/s 1、间歇过滤机的计算、间歇过滤机的计算 一个操作周期时间为DWT生产能力为DWVQ3600在间歇过滤机的生产中，总是力求获得最大的生产能力，因此，对于间歇过滤过程来说，合理选择每个循环中的过滤时间，可以得到最大的生产能力。2022-2-4例：用一台有26个框的BMS/635-25板框压滤机过滤每升水含25kg固体颗粒的悬浮液，在过滤机入口处滤浆的表压为3.39105Pa,已测得在此压力下K=1.8610-4

40、，qe=0.0217，2.81所用滤布与实验时的相同，料浆温度为25， 每次过滤到滤饼充满滤框为止，然后用清水洗涤滤饼，洗水温度及表压与滤浆相同，体积为滤液体积的8%，每次卸渣，清理，装合等辅助操作时间为15min。已知固相颗粒密度为2930kg/m3，又测得湿滤饼的密度为1930kg/m3。求此板框压滤机的生产能力，并讨论此板框压滤机是否在最佳操作状态下操作。2022-2-4解： 总过滤面积 2221262635. 0mA滤框总容积 3262. 026025. 0635. 0Vm 已知1m3滤饼的质量为1930kg，其中含水x kg,水的密度按1000kg/m3考虑。 1100029301930 xxx=518kg1m3滤饼中固相颗粒质量为1930-518=1412 kg生成1m3滤饼所需的滤浆质量为 kg578902525100014122022-2-4生成1m3滤饼的