化工原理 第三章 沉降与过滤

1、3/11/20221第三章第三章 沉降与过滤沉降与过滤3/11/20222要求：要求：1.掌握重力沉降的原理及设备的工艺计算；2.掌握离心沉降的原理及设备的性能；3.理解过滤操作的基本原理、基本方程式；4.掌握恒压过滤基本方程式及应用；5.掌握过滤常数的测定；6.掌握过滤设备的工作原理及计算。3/11/20223重点：重点：1.重力沉降及其设备2.恒压过滤基本方程式及应用；3.过滤常数的测定；4.板框过滤机的工作原理及计算。3/11/20224非均相物系分离：非均相物系分离：沉降沉降（重力沉降、离心沉降）（重力沉降、离心沉降）过滤过滤分散物质（分散相）：处于分散状态的物质分散物质（分散相）：处

2、于分散状态的物质分散介质（连续相）：处于连续状态的物质分散介质（连续相）：处于连续状态的物质第一节第一节 概述概述3/11/20225本章考察流固两相物系中本章考察流固两相物系中固体颗粒与流体之间的相对运动固体颗粒与流体之间的相对运动流体相对颗粒的流动流体绕过颗粒的流动颗粒在流体中的流动流体通过颗粒床层的流动过滤重力沉降离心沉降机械分离3/11/20226非均相物系分离的目的非均相物系分离的目的 v1回收有用物质回收有用物质v如从气流干燥器排出尾气中回收带出的固体颗如从气流干燥器排出尾气中回收带出的固体颗粒作为产品，或者从某些排泥中回收带走的液粒作为产品，或者从某些排泥中回收带走的液体等。体等

3、。v2净化物料净化物料v如除去浑液中的固相杂质而使其成为清液，或如除去浑液中的固相杂质而使其成为清液，或者使压缩后气体中的油滴分离而净化气体等者使压缩后气体中的油滴分离而净化气体等v3环境保护的需要环境保护的需要v象烟道气的排放、废液的排放都要求其含固量象烟道气的排放、废液的排放都要求其含固量达到一定标准，以防止对大气、河海等环境污达到一定标准，以防止对大气、河海等环境污染。染。 3/11/20227沉降分离沉降分离p沉降操作：在某种力场中利用连续相和分散相之间的密度差异密度差异，使之发生相对运动，从而实现分离的操作过程。p根据外力场的不同，沉降分为重力沉降和离心沉降。p根据沉降过程的影响，分

4、为：自由沉降（发生在稀疏颗粒的流体中）和干扰沉降（多发生在液态非均相物系中）。p衡量沉降进行的快慢程度通常用沉降速度来表示。3/11/20228第二节重力沉降第二节重力沉降1.1.沉降速度沉降速度1 1）球形颗粒的自由沉降）球形颗粒的自由沉降24662233udFdFdFdbsg3/11/20229maFFFdbgmaudgds246223颗粒的沉降过程分为两个阶段：u加速阶段：当颗粒开始沉降的瞬间 u=0, Fd=0, a=amax u，Fd，au等速阶段：u=ut时，Fd=Fg-Fb，a=0 34stgdu运动时的阻力系数。：颗粒与流体发生相对自由沉降速度3/11/202210v2 阻力系

5、数阻力系数v用前式计算沉降速度时，需先确定阻力系数用前式计算沉降速度时，需先确定阻力系数值。值。通过因次分析，通过因次分析，是颗粒形状、颗粒与流体相对运是颗粒形状、颗粒与流体相对运动雷诺数动雷诺数Ret=dut/的函数，由实验测得的综合结的函数，由实验测得的综合结果在下图中示出。果在下图中示出。v对于球形颗粒的曲线，从图可看出，按对于球形颗粒的曲线，从图可看出，按Ret值大致值大致分为三个区，各区内曲线所对应的分为三个区，各区内曲线所对应的可分别用相应可分别用相应的数学关系式表示。的数学关系式表示。 1.滞流区滞流区(斯托克斯定律区斯托克斯定律区) 10-4Ret2tRe242.过渡区过渡区(

6、艾伦定律区艾伦定律区) 2Ret500e01R3.湍流区湍流区(牛顿定律区牛顿定律区) 500Ret210544. 03/11/202211v将将、Ret计算式代入沉降速度基本方程式中，得各计算式代入沉降速度基本方程式中，得各区域内沉降速度公式：区域内沉降速度公式：层流区：层流区：2()18pptdgu Stokes(斯托克斯斯托克斯)式式过渡区：过渡区：1/3224()255ptpgud 湍流区：湍流区：3.03()pptdgu 3/11/202212试差计算法：试差计算法：假设沉降处于某一区域；假设沉降处于某一区域；计算计算ut；计算计算Re，校验区域；，校验区域；若符合，则正确，否则重新

7、假设区域。若符合，则正确，否则重新假设区域。3/11/202213（四）影响沉降速度的其它因素（四）影响沉降速度的其它因素1.干扰沉降干扰沉降自由干扰uu2. 颗粒形状颗粒形状Ade2 非球形颗粒的表面积非球形颗粒的表面积面积面积与颗粒体积相等的球表与颗粒体积相等的球表球形度球形度 越小，阻力越大，越小，阻力越大，Re相同时沉降速度越小。相同时沉降速度越小。3. 壁效应壁效应 使沉降速度下降。使沉降速度下降。3/11/202214二、二、 重力沉降设备重力沉降设备（一）降尘室（一）降尘室操作原理：含尘气体进入降尘室后，因流动截面积的扩大而使颗粒与气体间产生相对运动，颗粒向室底作沉降运动。只要在

8、气流通过降尘室的时间内颗粒能够降至室底，尘粒便可从气流中分离出来。 3/11/202215含尘气体净化气体含尘气体净化气体uut尘粒既可用于分离气固非均相物系，也可用于分离液固非均相物系；既可用于将混合物系中的颗粒与流体分开，也可用来使不同大小或密度不同的颗粒分开。3/11/2022161. 沉降分离条件沉降分离条件停留时间：停留时间：uL 沉降时间：沉降时间：ttHu 分离条件：分离条件：t ttLHLuuuuH即即或或W3/11/2022172. 生产能力产能力qV降尘室所处理含尘气体的体积流量降尘室所处理含尘气体的体积流量VVqqWHuuWHVtqLWu结论结论：降尘室的生产能力只与沉降

9、面积降尘室的生产能力只与沉降面积WL及颗粒及颗粒 沉降速度沉降速度ut有关，而与高度有关，而与高度H无关。无关。3/11/202218(2）多层降尘室降尘室内设置 n 层水平隔板降尘室结构简单，流动阻力小，分离效率低，适用与分离粒度大于50m的颗粒。(1)VtqnWLu3/11/2022193. 临界颗粒直径临界颗粒直径临界颗粒直径临界颗粒直径dpC降尘室降尘室理论上理论上能能100%除去的除去的 最小颗粒直径。最小颗粒直径。2()18pcptdgu 1818()()Vpctppqdugg WLVtqHuuLWL层流层流3/11/202220说明说明v沉降速度沉降速度ut应按需要分离下来的最小

10、颗粒计算；应按需要分离下来的最小颗粒计算；v气流速度气流速度u不应太高，以免干扰颗粒的沉降或把不应太高，以免干扰颗粒的沉降或把已经沉降下来的颗粒重新卷起。为此，应保证已经沉降下来的颗粒重新卷起。为此，应保证气体流动的雷诺准数处于滞流范围之内；气体流动的雷诺准数处于滞流范围之内；v降尘室结构简单，流动阻力小，但体积庞大，降尘室结构简单，流动阻力小，但体积庞大，分离效率低，通常仅适用于分离直径大于分离效率低，通常仅适用于分离直径大于50m的颗粒，用于过程的预除尘。的颗粒，用于过程的预除尘。v多层降尘室虽能分离细小的颗粒，并节省地面，多层降尘室虽能分离细小的颗粒，并节省地面，但出灰麻烦。但出灰麻烦。

11、 3/11/202221例3-2（P 96 ）3/11/202222第三节第三节 离心沉降离心沉降 v离心沉降：依靠惯性离心力的作用而进行的沉降过程称为。v对于两相密度差较小，颗粒粒度较细的非均相物系，用重力沉降很难进行分离甚至完全不能分离时，改用离心沉降则可大大提高沉降速度，且可缩小设备尺寸。v离心沉降原理：利用沉降设备使流体和颗粒一起作旋转运动，在离心力的作用下，由于颗粒密度大于流体密度，将使颗粒沿径向与流体产生相对运动，从而实现分离。在高速旋转的过程中，颗粒受到的离心力比重力大得多，且可根据需要进行调整，因而其分离效果好于重力沉降。 3/11/202223 一、离心沉降速度一、离心沉降速

12、度（一）沉降过程（一）沉降过程切向速度切向速度 u径向速度径向速度 ur合成合成u合合 合合3/11/202224离心力：离心力：2236CppuuFmdrr 径向向外径向向外 浮力：浮力：（向心力）（向心力）236bpuFdr 指向中心指向中心阻力：阻力：242222rprduduAF 指向中心指向中心 受力平衡时，受力平衡时，径向速度径向速度ur为该点的为该点的离心沉降速度离心沉降速度。24()3pptrduur 3/11/202225重力沉降速度重力沉降速度ut离心沉降速度离心沉降速度ur方向方向 向下，大小不变向下，大小不变 径向向外，随径向向外，随r变化变化 层流层流2()18ppt

13、dgu 22()18pprduur （二）离心分离因数（二）离心分离因数3/11/202226同一颗粒在同种介质中的离心沉降速度与重力沉降速度之比为：cTtrKgRuuu2Kc：离心分离因素Kc值一般在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，是离心分离设备性能的一项重要指标。 3/11/202227二、二、 离心沉降设备离心沉降设备（一）旋风分离器（一）旋风分离器1. 结构与工作原理结构与工作原理 KC为为52500，可分离，可分离气体中气体中575 m的颗粒。的颗粒。3/11/202228 2 2 旋风分离器的操作原理旋风分离器的操作原理v构造构造：进气管、上筒

14、体、下锥体和中央升进气管、上筒体、下锥体和中央升气管等气管等 操作原理操作原理：含尘气体由进气管进入旋风含尘气体由进气管进入旋风分离器后，沿圆筒的切线方向，自上而下分离器后，沿圆筒的切线方向，自上而下作圆周运动。作圆周运动。 颗粒在随气流旋转过程中，受到的离心颗粒在随气流旋转过程中，受到的离心力大，故逐渐向筒壁运动，到达筒壁后沿力大，故逐渐向筒壁运动，到达筒壁后沿壁面落下，自锥体排出进入灰斗。壁面落下，自锥体排出进入灰斗。净化后的气流在中心轴附近范围内由下净化后的气流在中心轴附近范围内由下而上做旋转运动，最后经顶部排气管排出。而上做旋转运动，最后经顶部排气管排出。通常，将下行的螺旋形气流称为外

15、旋流，通常，将下行的螺旋形气流称为外旋流，上行的螺旋形气流称为内旋流。内、外旋上行的螺旋形气流称为内旋流。内、外旋流的旋转方向相同。流的旋转方向相同。3/11/202229双螺旋旋风分离 1.外螺旋起主要除尘作用，以离心力将颗粒抛向器壁。 2.内螺旋具有较大旋转角速度，可将细小颗粒抛向器壁，同样是分离的积极部分。 D大，粗短，处理能力大D小，细长，分离效率高 B 净净化化气气体体 含含尘尘 气气体体 A D 尘尘粒粒 3/11/202230v主要结构参数为筒体直径主要结构参数为筒体直径D，其它，其它尺寸以尺寸以D为标准，如图示。为标准，如图示。v特点特点：结构简单，造价低廉，：结构简单，造价低

16、廉，无运动部件，操作范围广，可用多无运动部件，操作范围广，可用多种材料制造，是化工、轻工、冶金种材料制造，是化工、轻工、冶金等部门常用的分离和除尘设备。等部门常用的分离和除尘设备。v说明说明旋风分离器一般用来除去旋风分离器一般用来除去气流中粒径气流中粒径5m以上的尘粒，对颗以上的尘粒，对颗粒含量高于粒含量高于200g/m3的气体，由于颗的气体，由于颗粒的聚集作用，它甚至能除去粒的聚集作用，它甚至能除去3 m以下的颗粒。以下的颗粒。v对直径在对直径在200 m以上的颗粒最好先以上的颗粒最好先用重力沉降法除去，以减小对器壁用重力沉降法除去，以减小对器壁的磨损；的磨损；v对于直径对于直径5m以下的颗

17、粒，除尘效以下的颗粒，除尘效率很低，需采用袋滤器或湿法捕集。率很低，需采用袋滤器或湿法捕集。 3/11/2022312. 临界颗粒直径临界颗粒直径uib假设：假设： 切向速度切向速度ut=进口速度进口速度ui 颗粒沉降的最大距离颗粒沉降的最大距离b 层流层流rm平均旋转半径平均旋转半径3/11/202232假设：（1）气流严格按螺旋形路线作等速运动，其切向速度等于进口气速即uT=ui；（2）颗粒向器壁沉降时，必须穿过厚度等于进气宽度B的气流层，方能达到器壁而被分离；（3）颗粒的流动类型为层流。3/11/202233n旋转圈数旋转圈数沉降时间：沉降时间：2218()mrrppibrbudu 停留

18、时间：停留时间：2mir nu 沉降分离条件：沉降分离条件： r沉降速度：沉降速度：22()18ppirmduur 3/11/202234临界颗粒直径：临界颗粒直径：3()pcipbdnu 讨论：讨论：（1）b dpc D 旋风分离器越大，分离效果越不好旋风分离器越大，分离效果越不好所以生产能力较大时，一般采用多个小旋风分所以生产能力较大时，一般采用多个小旋风分离器并联。离器并联。（2）ui dc 分离效果好分离效果好流动阻力大流动阻力大smui/2512 3/11/2022353. 气体通过旋风分离器的压力降气体通过旋风分离器的压力降22iup 一般一般 p= 0.32 kPa 进、排气与筒

19、壁之间的摩擦损失；进、排气与筒壁之间的摩擦损失； 进入时突然扩大的局部阻力；进入时突然扩大的局部阻力； 旋转中动能损失旋转中动能损失造成气体压力降：造成气体压力降：由于由于:3/11/202236 临界直径随分离器尺寸的增大而增大，所以，分离效率随分离器尺寸的增大而减小。 当气体处理量很大时，常将若干个小的旋风分离器并联使用，以维持较高的分离效率。ui，dC，说明提高进口气速可提高分离效率，但进口阻力增加，同时湍流状况增大，易带起灰尘，所以一般不采用此法。一般情况：Ne=0.53.0； 标准型：Ne=5.03/11/202237v总结总结v影响旋风分离器性能的因素中，物系条件及操作影响旋风分离

20、器性能的因素中，物系条件及操作条件是主要的。条件是主要的。v颗粒密度大、粒径大、进口气速高及粉尘浓度高，颗粒密度大、粒径大、进口气速高及粉尘浓度高，均有利于分离。均有利于分离。v但气速过高，易使湍流加剧，不利于分离，且增但气速过高，易使湍流加剧，不利于分离，且增加压强降，故进口气速在加压强降，故进口气速在1025m/s范围内为宜。范围内为宜。v粒径大，对器壁的磨损较严重，使旋风分离器的粒径大，对器壁的磨损较严重，使旋风分离器的使用寿命减少，故分离粒径在使用寿命减少，故分离粒径在5200m为宜。为宜。3/11/2022384.旋风分离器的结构型式与选用改进措施：改进措施：（1）采用细而长的器身（

21、2）减小涡流的影响：对切向进口方式进行改进改进下灰口，防止将已沉集下来的粉尘重新扬起。3/11/2022393.3.5 旋液分离器旋液分离器v用于分离用于分离悬浮液悬浮液。v悬浮液在旋液分离器中被分为顶部悬浮液在旋液分离器中被分为顶部溢流和底部底流两部分还可用于乳溢流和底部底流两部分还可用于乳浊液的分离。浊液的分离。v与旋风分离器相比，旋液分离器的与旋风分离器相比，旋液分离器的特点特点：(1)形状细长，直径小，圆形状细长，直径小，圆锥部分长，以利于颗粒的分离；锥部分长，以利于颗粒的分离；(2)中心经常有一个处于负压的气柱，中心经常有一个处于负压的气柱，有利于提高分离效果。有利于提高分离效果。3

22、/11/2022403.43.4过过 滤滤.1过滤操作的基本概念过滤操作的基本概念过滤过滤：以某种多孔物质为介质，在外力作用下，使悬浮液中的液体通过介质的孔道，而固体颗粒被截留在介质上，从而实现固、液分离的操作。过滤介质过滤介质：过滤操作用的多孔物质。滤浆（料浆）滤浆（料浆）：所处理的悬浮液。滤液：滤液：通过多孔通道的液体滤饼（滤渣）滤饼（滤渣）：被截留的固体物质。3/11/202241滤饼滤浆过滤介质滤液架桥现象3/11/2022421.过滤方式饼层过滤：固体颗粒呈饼层状沉积于过滤介质表面。适于处理固体含量较高(固体体积分率在1以上)的悬浮液。饼层起过滤作用 颗粒之间在过滤初

23、期会有颗粒之间在过滤初期会有架桥现象架桥现象发生。发生。深床过滤：固体颗粒的沉积发生在较厚的粒状过滤介质床层内部。适于处理颗粒小、含量少(固体体积分率在0.1以下)的悬浮液。过滤介质起过滤作用3/11/2022432.过滤介质足够的机械强度、尽可能小的流动阻力，耐腐蚀性、耐热性。1）织物介质2）堆积介质3）多孔固体介质3/11/2022443.滤饼的压缩性和助滤剂不可压缩滤饼：当滤饼厚度增加或压强差增大时，颗粒的形状和颗粒间的空隙不发生明显变化单位厚度床层的流体阻力恒定。可压缩滤饼：单位厚度床层的流体阻力随压强差加高而增大。3/11/202245加入助滤剂可减少可压缩滤饼的流动阻力。加入助滤剂

24、可减少可压缩滤饼的流动阻力。加入方法加入方法预涂预涂 将助滤剂混在滤浆中一起过滤。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行过滤，在过滤介质上形成一层由助滤剂组成的滤饼。成的滤饼。 助滤剂：(1)应是能形成多孔饼层的刚性颗粒(2)具有化学稳定性和不溶于液相中(3)过滤操作的压强差范围内，具有不可压缩性3/11/202246（一）滤液通过饼层的流动3.4.2 过滤基本方程流动特点：流道细小，弯曲复杂，流速低。结 论：流体呈滞流流动。要解决问题： p u关系处理方法：数学模型法3/11/2022

25、47床层的简化物理模型 u u L l de 滤液在滤饼层中流动的简化模型 将颗粒床层中不规则的通道简化成长度为 l 的一组平行细管。要求：1.细管的总体积等于孔容积； 2.细管的总内表面积等于孔道总表面积； 3.细管截面积等于孔道截面积。3/11/2022481.滤液通过饼层的流动Lpauc22315反映了流体通过整个床层截面时的流速与床层内部结构、厚度、床层上下游的压差及流体的粘度有关。3/11/2022492.过滤速率和过滤速度LpaAddVuc22315LpAaddVc22315过滤速度过滤速率3/11/202250RprLpLpaAddVuccc22315r：滤饼的比阻 R：滤饼的阻

26、力3.滤饼的阻力对不可压缩滤饼，、a为常数。rLRar32215物理意义：比阻在数值上等于粘度为1Pas的滤液以1m/s的平均速度通过厚度为1m的滤饼层时所产生的压强降。所以，比阻反映了颗粒形状、尺寸及床层空隙率对滤液流动的影响。，a：床层越致密，对流体流动的阻滞作用越大3/11/202251v例例 直径为直径为0.1mm的球形颗粒状物质悬浮于水中，用的球形颗粒状物质悬浮于水中，用过滤方法予以分离。过滤时形成不可压缩滤饼，其空过滤方法予以分离。过滤时形成不可压缩滤饼，其空隙率为隙率为60。试求滤饼的比阻。试求滤饼的比阻r；又知此悬浮液中固；又知此悬浮液中固相所占的体积分率为相所占的体积分率为1

27、0。求每平方米过滤面积上获。求每平方米过滤面积上获得得0.5m3滤液时的滤饼阻力滤液时的滤饼阻力R。v解解(1)600.62102112243223324332/110333. 1105 . 7)6 . 01 ()106(56 . 0)1 (51/106101 . 0666mrmarmmddda颗粒体积颗粒表面积3/11/202252v以以1m2过滤面积为基准：过滤面积为基准：v滤液体积滤液体积0.5 m3v滤饼体积滤饼体积1L m3v滤饼中水的体积空隙体积滤饼中水的体积空隙体积1L0.6 m3v滤浆体积滤液体积滤饼体积滤浆体积滤液体积滤饼体积0.51L m3v0.51L0.6(0.51L)(

28、1-0.1)v L=0.1667 mvR=rL1.33310100.16672.22109 1/m R=rL所以关键在于求解所以关键在于求解L。滤饼厚度可通过滤饼、滤液及滤。滤饼厚度可通过滤饼、滤液及滤浆进行体积衡算得到。浆进行体积衡算得到。因过滤中水的密度没有变化，故：因过滤中水的密度没有变化，故：滤浆体积滤液体积滤饼体积滤浆体积滤液体积滤饼体积滤浆中固体体积滤饼中固体体积滤浆中固体体积滤饼中固体体积滤浆中水的体积滤饼中水的体积滤液体积滤浆中水的体积滤饼中水的体积滤液体积3/11/2022534.过滤介质的阻力mmRpAddVuemrLRRm：过滤介质阻力；Le:过滤介质的当量滤饼厚度。3/

29、11/202254mmcRpRpAddVummcRRppeLLrpeLLrpAddVp又称过滤的表压强。又称过滤的表压强。3/11/2022555.过滤基本方程式VLA：获得1m3滤液所形成的滤饼的体积，即滤饼体积与相应滤液体积之比。AVLAVLeeVe：过滤介质的当量滤液体积。3/11/202256AVVrpLLrpAddVueeeVVrpAddV23/11/202257对可压缩滤饼，其比阻是两侧压强差的函数，常用下列经验公式来表示：sprrr：单位压强差下滤饼的比阻；s：滤饼的压缩指数，其值为：01，对不可压缩滤饼其值为0。3/11/202258esVVrpAddV12过滤基本方程式S=0

30、1，P169表3-53/11/2022593.4.3 恒压过滤恒压过滤恒压特点恒压特点：ddVLconstP，方程：料浆一定时方程：料浆一定时）料料浆浆特特性性(1kfvr)()(dde2s1e2s1VVAPkvrVVAPV3/11/202260dpkAdVVVse12 eeesVeedpkAVVdVV0120 eeeeesVVVeedpkAVVdVV12Ve2=KA2eV2+2VeV=KA2(V+Ve)2=KA2(+ e) _恒压过滤方程式3/11/202261V+eVVe0e0V+VeV+Ve+eeb3/11/202262KqqqKqeee222AVqAVqee令eeKqq2时间。：过滤介

31、质的当量过滤e：过滤常数。、eeqK恒压过滤方程式介质阻力不计时如何？介质阻力不计时如何？KqKAV2223/11/202263总结：恒压过滤方程式以绝对滤液量为基准以绝对滤液量为基准以相对滤液量为基准以相对滤液量为基准(V+Ve)2=KA2(e) V2+2VeV =KA2 Ve2 =KA2e(q+qe)2=K(e) q2+2qeq =K qe=Ke过滤介过滤介质阻力质阻力忽略忽略V2=KA2q2=K3/11/2022641.恒速特点恒速特点 constPLVdd，2s12keAPVVV方程方程2.先恒速后恒压先恒速后恒压：时间时间：R0恒速恒速恒压恒压VRV滤液滤液： 0恒速恒速恒压恒压过滤

32、速率为常数，过滤速率为常数，K不为常数不为常数3.4.4恒速过滤与先恒速后恒压的过滤3/11/2022652eR2RRKAV2VKAVVV)(2)(2R2Re2R2kAVVVVV)(2222RRkAVV 表明恒压阶段过滤时间与滤液体积比(-R)/(V-VR)与总滤液体积V成正比。3/11/20226.5过滤常数的测定过滤常数的测定1.恒压下的K、qe、e 的测定eeKqq2Kddqqqe2eqKqKdqd223/11/202267eeKq2eqKqKq22eqKq、 e3/11/2022682.压缩性指数s的测定spkK12pskKln)1 ()2ln(lnskpK、3/11

33、/2022693.4.6 3.4.6 过滤设备过滤设备操作方式压滤机吸滤机离心过滤机间歇过滤机连续过滤机压强差3/11/2022701.1.板框过滤机板框过滤机 v板框过滤机为最板框过滤机为最普遍使用的一种普遍使用的一种过滤机，它由许过滤机，它由许多块滤板与滤框多块滤板与滤框交替排列组合而交替排列组合而成，见图。滤板成，见图。滤板与滤框靠支耳架与滤框靠支耳架在一对横梁上，在一对横梁上，通过压紧装置将通过压紧装置将其压紧。其压紧。 3/11/2022713/11/202272v滤板和滤框多做成正方形。滤板和滤框的角上均开有小孔。滤板和滤框多做成正方形。滤板和滤框的角上均开有小孔。v滤框的两侧覆以

34、滤布，围成容纳滤浆及滤饼的空间。滤框的两侧覆以滤布，围成容纳滤浆及滤饼的空间。v滤板的作用一方面支撑滤布，另一方面提供滤液流出的通道，滤板的作用一方面支撑滤布，另一方面提供滤液流出的通道，为此板面制成凸凹形状。为此板面制成凸凹形状。v滤板又分为洗涤板和过滤板，其区别在于洗涤板左上角孔与滤板又分为洗涤板和过滤板，其区别在于洗涤板左上角孔与板面两侧相通，洗水可由此进入。板面两侧相通，洗水可由此进入。3/11/2022732)2)操作过程操作过程：装合、过滤、洗涤、卸饼、清洗。3/11/202274装合装合过滤板过滤框洗涤板过滤框过滤板过滤框盲板组装叠合后分别构成滤浆通道、滤液通道和洗涤液通道。组装

35、叠合后分别构成滤浆通道、滤液通道和洗涤液通道。 1 2 3 2 1 2 3/11/2022753/11/202276滤浆由总管入框框内形成滤饼滤液穿过饼和布经每板上旋塞排出(明流)从板流出的滤液汇集于某总管排出(暗流)过滤横穿洗涤洗涤液由总管入板滤布 滤饼 滤布非洗涤板 排出洗涤面=(1/2)过滤面积特点：洗水路径为过滤终了时过滤路径的两倍3/11/202277 洗涤结束后，旋开压紧装置，将板框拉开卸出洗涤结束后，旋开压紧装置，将板框拉开卸出滤饼。对板、框和滤布进行清理后，重新组装进滤饼。对板、框和滤布进行清理后，重新组装进行下一个循环。行下一个循环。间歇过滤机间歇过滤机3/11/202278

36、v滤板和滤框材料：滤板和滤框材料：可用铸铁、碳钢、不锈钢、塑料等。可用铸铁、碳钢、不锈钢、塑料等。v特性：特性：框的厚度为框的厚度为2550mm，框的边长为，框的边长为3201000mm，滤板和滤框的数目可根据需要自行调节，一般为滤板和滤框的数目可根据需要自行调节，一般为1060块，提块，提供过滤面积为供过滤面积为280m2。操作压强一般为。操作压强一般为0.30.5MPa(表压表压)。其型号表示如下：其型号表示如下：vBMS20635-25v其中：其中： B 板框过滤机代号板框过滤机代号vM 明流式明流式(指滤液排出方式，若为指滤液排出方式，若为A表示暗流式表示暗流式)vS 手动压紧手动压紧

37、(若为若为Y，则表示液压压紧，则表示液压压紧)v20 过滤面积，过滤面积，m2(A=2边长边长边长边长框数框数)v635 框内边长，框内边长，mm，(框体积框体积Vc=框数框数边长边长边长边长框厚框厚)v特点：特点：结构简单，制造方便，过滤面积大，适应能力强，自结构简单，制造方便，过滤面积大，适应能力强，自动化程度高，滤饼含水量小，因而得到广泛应用。动化程度高，滤饼含水量小，因而得到广泛应用。 3/11/2022792.2.加压叶滤机加压叶滤机3/11/2022802 2 加压叶滤机加压叶滤机v构造构造：加压叶滤机是由若：加压叶滤机是由若干不同宽度的长方形滤叶组干不同宽度的长方形滤叶组装而成，

38、滤叶由金属多孔板装而成，滤叶由金属多孔板或金属网制成，内部具有空或金属网制成，内部具有空间，外部覆盖滤布，滤叶组间，外部覆盖滤布，滤叶组装完毕后放入密闭圆筒内，装完毕后放入密闭圆筒内，见图。见图。 v过滤过滤：将滤浆用泵送入圆：将滤浆用泵送入圆筒内，滤液穿过滤布进入滤筒内，滤液穿过滤布进入滤叶中心空间，汇集至总管后叶中心空间，汇集至总管后排出；颗粒则沉积在滤布上排出；颗粒则沉积在滤布上形成滤饼，当积到一定厚度形成滤饼，当积到一定厚度时停止进料过滤结束，滤饼时停止进料过滤结束，滤饼厚度为厚度为535mm，视情况，视情况而定。而定。 3/11/202281v洗涤：过滤完毕放尽筒内残存滤浆通入洗水，

39、洗涤洗涤：过滤完毕放尽筒内残存滤浆通入洗水，洗涤方法与过滤完全相同，称为方法与过滤完全相同，称为置换洗涤法置换洗涤法。v洗涤路径与过滤终了路径相同洗涤路径与过滤终了路径相同v洗涤面积与过滤终了面积相同洗涤面积与过滤终了面积相同v洗涤后可用压缩空气反吹滤饼，然后打开圆筒上盖，洗涤后可用压缩空气反吹滤饼，然后打开圆筒上盖，抽出滤叶经旋转卸出滤饼，清洗后重新装入圆筒中抽出滤叶经旋转卸出滤饼，清洗后重新装入圆筒中进行下一循环操作，因此亦为进行下一循环操作，因此亦为间歇过滤机间歇过滤机。v特点：设备紧凑，密闭操作，过滤洗涤效果好。过特点：设备紧凑，密闭操作，过滤洗涤效果好。过滤面积小，滤布损坏更换费时。

40、滤面积小，滤布损坏更换费时。 3/11/2022823 3 转筒真空过滤机转筒真空过滤机( (连续过滤机连续过滤机) )v构造：主体为一转筒，转筒表面有构造：主体为一转筒，转筒表面有一层金属网，网上覆盖滤布，筒的一一层金属网，网上覆盖滤布，筒的一部分浸入滤浆槽中，如图示。沿转筒部分浸入滤浆槽中，如图示。沿转筒的周边用隔板分成若干小过滤室，每的周边用隔板分成若干小过滤室，每室单独与转筒转动盘上的孔相通。转室单独与转筒转动盘上的孔相通。转动盘与安装在支架上的固定盘之间的动盘与安装在支架上的固定盘之间的接触面，用弹簧力紧密配合，保持密接触面，用弹簧力紧密配合，保持密封。固定盘表面上有三个长短不等的封

41、。固定盘表面上有三个长短不等的圆弧凹槽，一端与转动盘的小孔连接，圆弧凹槽，一端与转动盘的小孔连接，另一端分别与滤液排出管另一端分别与滤液排出管(真空真空)、洗、洗水排出管水排出管(真空真空)和压缩空气管相接。和压缩空气管相接。因此转动盘与固定盘的这种配合，使因此转动盘与固定盘的这种配合，使得转筒内的过滤小室分别依次与滤液得转筒内的过滤小室分别依次与滤液排出管、洗液排出管和压缩空气管连排出管、洗液排出管和压缩空气管连通。一般将转动盘与固定盘合称为分通。一般将转动盘与固定盘合称为分配头。配头。 3/11/2022833.3.转筒真空过滤机转筒真空过滤机1-7：过滤8-10：吸干11：不工作12-1

42、3：洗涤14：吸干15：不工作16：吹松17：卸料18：不工作3/11/202284特性：过滤面积一般为540m2，转筒浸没部分占总面积的3040%，转速可调通常在0.13r/min，滤饼厚度在1040mm之间，含水量1030%。特点：v连续自动操作，节省人力，生产能力大，适用处理量大、易过滤悬浮液的分离v附属设备多，投资费用高，过滤面积小，推动力有限，滤浆温度不能过高，洗涤不够充分，对滤浆的适应能力差，不适于难过滤的物系。 3/11/2022853.4.7 3.4.7 滤饼的洗涤滤饼的洗涤v洗涤滤饼的目的：回收残留在滤饼中的滤液，或者净化构成洗涤滤饼的目的：回收残留在滤饼中的滤液，或者净化构

43、成滤饼的颗粒状物料。滤饼的颗粒状物料。v单位时间内消耗的洗水体积称为洗涤速率。洗涤时滤饼厚度单位时间内消耗的洗水体积称为洗涤速率。洗涤时滤饼厚度不变，因而当洗涤推动力恒定时，洗涤速率为常数。不变，因而当洗涤推动力恒定时，洗涤速率为常数。v若每次过滤终了以体积为若每次过滤终了以体积为VW的洗水洗涤的洗水洗涤时，则所需洗涤时间时，则所需洗涤时间W为为：sddVddVVwwww/m)(smV)(3w3w洗涤速率，洗涤时间，洗水用量，式中：3/11/202286eVVKAddV22esVVpkAddV12spkK123/11/202287若洗涤推动力与过滤终了时的压强差相同，洗涤水粘度与滤液粘度相近，则：