第二章固液分离效率2

1、1第 二 章固 液 分 离 效 率22.1 基本定义和质量平衡方程基本定义和质量平衡方程 2.1.1 总效率总效率 2.1.2 级效率级效率2.2 ET、G(X)和两种产品粒度分布之间的基本关系和两种产品粒度分布之间的基本关系本章主要内容本章主要内容第二章 固液分离效率3第二章 固液分离效率根据级效率定义，根据级效率定义，G（x）可由下式计算）可由下式计算或或即已知进料和粗级产品的粒度分布及总效率，可求得级效率。即已知进料和粗级产品的粒度分布及总效率，可求得级效率。xcMMxG)/()()(TcTccEdFdFEdxdFdxdFMMxG/)(2.1 基本定义和质量平衡方程基本定义和质量平衡方程

2、2.2 ET、G(X)和两种产品粒度分布之间的基本关系和两种产品粒度分布之间的基本关系4第二章 固液分离效率2.2 ET、G(X)和两种产品粒度分布之间的基本关系和两种产品粒度分布之间的基本关系(续续)已知已知dF/dx和和ETdF/dx与粒度与粒度x之间的之间的曲线关系，可求得曲线关系，可求得G(x)。baxG)(15第二章 固液分离效率2.2 ET、G(X)和两种产品粒度分布之间的基本关系和两种产品粒度分布之间的基本关系(续续)根据根据ET、F(x)和和Fc(x)(筛下物筛下物)确定确定G(x)由由得，当得，当G(x)=1时时由最小级效率由最小级效率G(x)=Rf得：得： xdFxFEdx

3、GCT)(FcF1xRf/ETET根据根据ET、F(x)和和Fc(x)(筛下物筛下物)确定确定G(x)TcEdFdF1TfcERdFdF6第二章 固液分离效率2.2 ET、G(X)和两种产品粒度分布之间的基本关系和两种产品粒度分布之间的基本关系(续续)FcF1xRf/ETET根据根据ET、F(x)和和Fc(x)(筛下物筛下物)确定确定G(x)X趋于0时的渐近线X趋于 时的渐近线粒度X7第二章 固液分离效率2.2 ET、G(X)和两种产品粒度分布之间的基本关系和两种产品粒度分布之间的基本关系级效率试验和计算级效率试验和计算实实 验验 根据级效率的定义可知，若用单一粒度的物料作为进料，则根据级效率

4、的定义可知，若用单一粒度的物料作为进料，则级效率就是分离设备的效率。这种单分散粉末是可以制备的，但级效率就是分离设备的效率。这种单分散粉末是可以制备的，但只能少量地制备且很困难。若在分离设备中处理这种物料，则所只能少量地制备且很困难。若在分离设备中处理这种物料，则所得到的总效率只应是级效率曲线上与该粒度相对应的一个点。得到的总效率只应是级效率曲线上与该粒度相对应的一个点。 可用其它几种粒度不同的单一粒度物料重复上述试验，直到可用其它几种粒度不同的单一粒度物料重复上述试验，直到在级效率曲线上得到足够多的点为止。在级效率曲线上得到足够多的点为止。单粒度逐点法单粒度逐点法费用高，费用高，不适用不适用

5、8第二章 固液分离效率2.2 ET、G(X)和两种产品粒度分布之间的基本关系和两种产品粒度分布之间的基本关系级效率试验和计算级效率试验和计算实实 验验常用方法常用方法 xdFxdFExGxdFxdFExGdFdFExGcfTfTcT) 11(1)(1)1 (1)()(求出求出G(x)通过实验获得通过实验获得F、Ff和和Fc中中的两个值的两个值试验浓度为试验浓度为12%，防止团聚或破碎防止团聚或破碎9例例 题题1、根据、根据F(x)、Fc(x)和和ET求求G(x) 在一定操作条件下，用旋流器对粘土和水的悬浮液进行试验，在一定操作条件下，用旋流器对粘土和水的悬浮液进行试验，试验结果如下表。固相密度

6、试验结果如下表。固相密度s=2640kg/m3；水的密度为；水的密度为l=1000kg/m3；底流与通过量之体积比为；底流与通过量之体积比为Rf=26.4%；总效率为；总效率为ET=54.8%；求级效率与粒度的函数关系。；求级效率与粒度的函数关系。 若若s-l=1000kg/m3，求级效率曲线与粒度间关系。，求级效率曲线与粒度间关系。10例例 题题1、根据、根据F(x)、Fc(x)和和ET求求G(x)由题得：Rf=26.4%；总效率为ET=54.8%；Rf/ET=0.482；G(4)=ETdFc(4)/dF(4),K=dFc(4)/dF(4)=0.777;G(x)=0.777X54.8=42.

7、6%.ETRf/ET4210204011例例 题题1、根据、根据F(x)、Fc(x)和和ET求求G(x)若s-l=1000kg/m3，可由下式换算 122121xx对于x2=4mm,则与其有相同级效率的粒度为mxx1 . 51000164041221依次求出其它粒度值，即可求出改变s-l时的级效率曲线。12第二章 固液分离效率2.3 底流与通过量的比值相当大时效率定义的修正底流与通过量的比值相当大时效率定义的修正2.3.1 修正效率修正效率 在底流量大且浓度低的情况下，若只考察的是净分离效率，在底流量大且浓度低的情况下，若只考察的是净分离效率，则要对效率进行修正，即则要对效率进行修正，即“修正

8、效率修正效率”。 修正效率的必要性：修正效率的必要性：因为总是有一些液相伴随液相进入底流，因为总是有一些液相伴随液相进入底流，总流被分成两股物料流，其结果总是使效率至少达到某一总流被分成两股物料流，其结果总是使效率至少达到某一“保证保证”值。换言之，分离设备起到一种值。换言之，分离设备起到一种“分流器分流器”作用，而且至少也可作用，而且至少也可按底流与通过量之比按底流与通过量之比Rf的比例使固相分成两部分。的比例使固相分成两部分。Tengbergen和和Rietema提出修正效率，提出修正效率，Kelsall和和Mayer提出公式：提出公式：ffTTRREE113第二章 固液分离效率2.3 底

9、流与通过量的比值相当大时效率定义的修正底流与通过量的比值相当大时效率定义的修正修正效率修正效率Tengbergen和和Rietema提出修正效率，提出修正效率，Kelsall和和Mayer提出公式：提出公式：ffTTRREE1。，R；E；EfTT效率即由死通量引起的最小底流与通过量之体积比总效率修正总效率”“。，EE；oERE：TTTfT达到完全分离也等于时当没有分离等于时当由上式可知11,14第二章 固液分离效率2.3 底流与通过量的比值相当大时效率定义的修正底流与通过量的比值相当大时效率定义的修正修正效率修正效率G(x)的修正的修正ffRRxGxG1)()(。xG；xG修正分割粒度对应的粒

10、度可用作与表示净分离效果%50)()(ET与与G(x)的关系的关系 dFxGET10*修正效率的概念已在旋液分离得到广泛应用。修正效率的概念已在旋液分离得到广泛应用。15第二章 固液分离效率2.3 底流与通过量的比值相当大时效率定义的修正底流与通过量的比值相当大时效率定义的修正修正效率修正效率澄清系数与澄清系数与ETCCC0TE 澄清系数ffuTRRCCCE1或fuTRCCCCCE/000或C、C0、Cu分别为进料、溢流及底流浓度。分别为进料、溢流及底流浓度。16第二章 固液分离效率2.4 串联和多级旁通分离设备系统的应用串联和多级旁通分离设备系统的应用2.4.1 两级串联分离设备两级串联分离

11、设备 将两台或多台分离设备串联使用将两台或多台分离设备串联使用通常是有益的，第一级采用的设备成通常是有益的，第一级采用的设备成本低，往往是象旋液分离器或沉降槽本低，往往是象旋液分离器或沉降槽这类动力分离设备，以除去粗颗粒，这类动力分离设备，以除去粗颗粒，然后在第二级采用过滤机或离心机以然后在第二级采用过滤机或离心机以除去较细级别部分。使整个系统的效除去较细级别部分。使整个系统的效串高于单独使用第二级所产生的效率。串高于单独使用第二级所产生的效率。如图所示。如图所示。17第二章 固液分离效率2.4 串联和多级旁通分离设备系统的应用串联和多级旁通分离设备系统的应用2.4.1 两级串联分离设备两级串

12、联分离设备)()()()()(2121xGxGxGxGxG两级串联级效率：两级串联级效率： 对于级效率为对于级效率为G1(x)相同的相同的n台分离设台分离设备，串联级效率为：备，串联级效率为：nxGxG)(11)(1 这在实施中存在着一条效益递减律，而且这在实施中存在着一条效益递减律，而且若将三台以上级效率曲线相同若将三台以上级效率曲线相同(因此分割粒度因此分割粒度x50相同相同)约分离设备串联使用，则实际上会几约分离设备串联使用，则实际上会几乎无意义，因为再增加一台分离设备仅在乎无意义，因为再增加一台分离设备仅在G1(x)=50处使系统的级效率增加处使系统的级效率增加6左右。左右。18第二章

13、 固液分离效率2.4 串联和多级旁通分离设备系统的应用串联和多级旁通分离设备系统的应用2.4.2 级联的浓缩机与分离器级联的浓缩机与分离器)()()(21xGxGxG两级串联级效率：两级串联级效率：19第二章 固液分离效率2.4 串联和多级旁通分离设备系统的应用串联和多级旁通分离设备系统的应用2.4.3 有溢流返混的浓缩机与分离器串联系统有溢流返混的浓缩机与分离器串联系统)()()(1)()()(21121xGxGxGxGxGxG 如果分离器第如果分离器第2级的效率级的效率不够高，可将其溢流引到浓缩不够高，可将其溢流引到浓缩机的进口处，从而产生溢流返机的进口处，从而产生溢流返混。整个系统的复合

14、效率为：混。整个系统的复合效率为：20第二章 固液分离效率2.4 串联和多级旁通分离设备系统的应用串联和多级旁通分离设备系统的应用2.4.3 有溢流返混的浓缩机与分离器串联系统有溢流返混的浓缩机与分离器串联系统QqGGxGSS111)( 使用如图所示的多级旁通布局会使用如图所示的多级旁通布局会使系统的总效率增高。将部分溢流循环使系统的总效率增高。将部分溢流循环返回并在再一次进入分离器前与新鲜的返回并在再一次进入分离器前与新鲜的进料混合。进料混合。式中，式中，GS为所用分离器的级效率。由于为所用分离器的级效率。由于qQ小于小于1，根据，根据上式可得上式可得G(x)总大于总大于Gs。此系统的分离器与单遁路分离系。此