环境工程原理课件图文解析一三

第三章沉降与过滤

学习目标了解非均相混合物的特点，沉降、过滤、离心分离的基本概念，在工业生产及环境保护中的应用和发展趋势。掌握沉降分离、过滤分离的基本原理，有关计算及设备选用，能够分析解决实际问题。第一节概述沉降与过滤是分离非均相物系常用的两种操作，尤其在水污染控制与大气污染控制中得到广泛的应用。混合物分类均相混合物---物系内不存在相界面非均相混合物---物系内部存在相界面｛非均相物系类型｛气态非均相物系---含尘、含雾气体等液态非均相物系---乳浊液、悬浮液、泡沫液等一、机械分离原理：非均相物系中分散相和连续相具有不同的物理性质，所以可以采用机械方法使相间相对运动实现分离。

机械分离的操作方式：⑴沉降在外力作用下使颗粒相对于流体（静止或运动）运动而实现分离的过程。⑵过滤流体相对于固体颗粒床层运动而实现固液分离的过程。二、机械分离方法在工业生产中的应用气态非均相物系---采用重力沉降、和离心沉降。液态非均相物系---可采用重力沉降、离心沉降、过滤操作。机械分离方法在工业生产中的应用：⑴收集分散物质⑵净化分散介质⑶环境保护第二节重力沉降及设备

沉降操作是靠重力的作用，利用分离物质与分散介质的密度差异，使之发生相对运动而分离的过程。一、重力沉降速度1.球形颗粒的自由沉降⑴沉降颗粒的受力情况与分析

∵∴自由沉降：颗粒浓度低，分散好，沉降过程中互不碰撞、互不影响。颗粒下沉沉降颗粒的受力情况

重力:

浮力：阻力：∴

⑵颗粒沉降过程分析沉降过程可分为两个阶段:第一阶段为加速运动，第二阶段为匀速运动。⑶沉降速度的通式2.阻力系数

Ret=

Ut=

Ut——颗粒的自由沉降速度，m/s

μ——流体的粘度，Pa.sζ-R曲et关系典曲线（1）滞役流区迫（St削ok脉es区）10－4<Re<1（2）过司渡区驱（Al根le脖n区）1<僵R识e危<103（3）湍峡流区湾（Ne互wt负on区）103<蓬Re炉<凑21岗05ζ=ζ=ζ=0甚.4疯4球形弦颗粒菜在相毁应各鹅区的惠沉降跨速度复公式:滞流述区：过渡落区：湍流辛区：Ut=Ut=Ut=0葱.2般7Ut=0帖.2近7Ut=1看.7理4Ut=1稍.7慈43.沉降容速度漂的计洗算⑴试差界法步骤或：①假设昌沉降创流型比，选林用相茫应的层沉降微速度总计算努公式识计算U蛇t；②用求盯出的Ut计算Ret值。检验Ret值是衔否在爹原假摆设的佳流型烘区内娱，如化果与伏原假艇设一学致，玩则计毙算的U恩t有效霉。⑵用无来因次雹数群K值判测断流母型根据设无因据次数吴群K值判赶别沉扫降区起，然克后选波用相机应的狠沉降速度所公式温计算U众t。Ret=斯托泪克斯章定律冻区K≤2.论62艾仑培定律就区2.就62肆<K池<6抛9.著1牛顿醒定律伴区K>寄69裤.1K=d二、遇重力坦沉降彩设备1.降尘群室利用湿重力筒沉降俭原理肝从气坊流中胃分离裁出固兽体尘瓜粒的瞎设备酒称为扬降尘羊室。停留勒时间论：沉降伴时间宝：分离贸条件延：降尘酬室生产能何力气体资在降厕尘室景内的咐水平茄通过救速度螺为结论培：对于唐一定蹦尺寸垃的颗薯粒或U自t，理器论上膨降尘店室的扎生产偿能力狱只与虹宽度b和长那度l有关党，而局与降帐尘室昌高度H无关量。多层株降尘汪室：隔板往间距削一般缘瑞为40～10弃0n非m降尘外室内面设置n层水超平隔涨板，生产节能力：2.沉降柄槽沉降峡槽又建称增家浓器逆或澄组清器勾，是鹊利用击重力库沉降胡来提请高悬浮液苗浓度坊并同枪时得姑到澄怖清液冈的设炮备。连续坑沉降图槽3.普通蛇沉淀作池⑴平流节式沉赤淀池设链沟带刮怜泥机斥的平王流沉锻淀池平流沃式沉圾淀池炒的优虫点是婚构造烂简单叼，效潜果良常好，萌工作攻性能属稳定屑，但沫排泥饱较为抗困难窄。⑵竖流胞式沉遵淀池优点：排泥云容易灭，不袭需要逢机械活刮泥古设备君，便敲于管发理。缺点：是单患池容裁量小淘，当接水量蓝较大以时，划池数尝过多磁。⑶辐流瓶式沉垮淀池辐流侧式沉宿淀池傲一般卧采用拖机械长排泥暂，适馒用范茄围广介，既斯可做为初逝次沉障淀池婚，也网可做收二次短沉淀破池。4.平流歇式沉周砂池第三床节净离心横沉降其及设乖备依靠欲惯性原离心逗力的亿作用咱而实戏现的判沉降隙过程非称为送离心会沉降智。一、俱离心梢沉降酸速度Ur=离心令沉降敬同样失存在雁三种水沉降志流型滞流胜沉降异区：Ur=离心诊沉降暮速度懂与重鸟力沉行降速罩度的饿比值滥为=Kc二．与离心射沉降夹设备1.旋风译分离应器⑴旋风歪分离今器的盛结构厚与操津作原饮理标准拨旋风揭分离暮器气体可在旋克风分拐离器未内的伴运动正情况⑵旋风竟分离埋器的轨性能性能甘指标：①临界印粒径是指求理论饰上在奖旋风蚀分离杰器中选能被示完全夜分离纸出来质的最属小颗稍粒直薯径，偶用dc表示。dc=②分离届效率分离蛾效率伞又称抵除尘楚效率卖，可轧直接泻反映度旋风焦分离什器的砖除尘悼能力杂。表示仍方法暮：总愿效率唤或称坏综合靠效率既，用η0表示勿；分效倦率或攀称粒欲级效革率，器用表示良。η0=兆×脉10虽0％ηp与di的对绳应关江系可至用曲列线表筋示，敏称为些粒级伶效率躺曲线。d50是粒初级效染率恰况好为50％的链颗粒款直径节，称催为分旅割直杯径：d50≈历0.鲜27η0＝粒级日效率鬼曲线标准意旋风吴分离笑器的ηp-d/d50曲线③压力喷降原因语：ⅰ.进气靠管和椒排气喇管及开主体酬器壁摇所引慌起的阅摩擦岸阻力ⅱ.局部继阻力ⅲ.气体娃旋转溪运动探所产栗生的逃动能宜损失Δ住d=ζ旋风攻分离喘器的择压降鲁一般层为50助0～20忠00抖Pa⑶旋风纷分离骨器类烤型与鸡选用①C夺LT席/A型采用野倾斜晌螺旋抹面进厉口的旋风白分离绝器。CL争T/工A型②CL惨P型CL站P型是室带有污半螺奋旋线和蚀螺旋垫线的汇旁路议分离纸室的旋登风分锡离器。CL促P/窄B型③扩散牌式它主显要的文特点疮是圆舍筒以下部爱分的甚直径拔逐渐边扩大师，底部有尾一刀快锥体矩形、繁顶部袄有口的反茄射屏甲，下梁沿有河缝隙猫与集灰斗搜相通滋。扩散懂式旋化风分屿离器2.旋液蠢分离煤器利用畏离心欠沉降困原理彼从悬滋浮液极中分紫离固克体颗佳粒的饺设备第四购节过滤过滤宽是在巴外力返作用园下，春使悬曾浮液陷中的浅液体胸通过悟多孔苏介质的孔美道，趟而固旗体颗赔粒被脆截留托在介嚷质上戴，从矛而实情现固舍、液假分离的操痛作。过滤吉操作蚂示意灶图推动拌力：绢压力隶差，窑离心递力，重力阻产力皆：滤明饼、全过滤号介质阻力一、过滤铁操作庆的基嘱本概舰念1.过滤心介质（1）织上物介宾质（墓又称省滤布佣）这类芒介质挨能截带流颗叶粒的概最小铜直径识为5～65μm。（2）堆狗积介谨质多用荐于深脸床过消滤。（3）多片孔固心体介模质能拦球截1～3μm的微秤细颗做粒。（4）多桑孔膜用于鉴膜过扛滤的扎各种锤有机蚊高分袄子膜割和无抄机材捷料膜茂。2.滤饼蛛的压涨缩性杠及助究滤剂滤饼牵分类：不可幅压缩沿滤饼--葱-空隙逆不随尾压力津变化可压嘱缩滤舞饼--骂-空隙野随压廉力增累加而励减小助滤咏剂--站-可以尿改善欲饼层岗的性棕能，舅质地美坚硬瓜而能桶形成钞疏松饼晕层的限固体乓颗粒升或纤台维状塘物质。助滤件剂的距基本战要求：①应能砍形成企多孔卸饼层谜的刚龙性颗纵粒。②应具奴有化拾学稳梅定性。③具有驶不可焰压缩钻性。二、过滤赚基本龙方程胁式1.滤液机通过忽饼层起的流锅动特寺性①饼层闭形成命不规衬则的杰网状谢结构串；②过滤欺操作时，滤饼慰厚度怖增加闸而流派动阻利力逐夫渐加哭大，准过滤令属于凉不稳道定操从作；③滤液四通过晶饼层废的流炮动属趴于滞达流流借动。2.过滤迷速率通常贷，滤因布与枣滤饼纠的面窜积相比同，泳所以恼两层厚中的触速率峰应相忍等，归则或3.过滤食基本宗方程刚式不可易压缩施滤饼渣的过辰滤基忙本方贪程式可压侄缩滤菠饼的过磁滤基统本方剧程式三、恒压尚过滤过滤楚操作饮是在输恒定给压力剪差下症进行浸的，漠则称逝为恒摘压过使滤。1.恒压谱过滤过方程款式k——眉过滤愧物料饲特性洽的常罩数2.过滤音常数云的测怒定⑴过滤孙常数K、qe、θe的测烧定⑵压缩述性指澡数s的测纤定四、过滤索设备1.快滤经池⑴基本近构造①滤料驾层②垫料饰层③排水备系统普通块快速服滤池押的构掌造⑵普通估快滤棵池的掘过滤揭工艺袭过程过滤蓄工艺顷过程：ⅰ.过滤--距-截留孟污染半物ⅱ.反洗--酬-从滤练料层溉中洗膜去被铅截留仿的污途染物从过派滤开石始到域结束蜜所延跟续的桨时间抱称为独滤池票的工鹿作周胁期，一般樱应大湿于8小时任，最良长可抵达48小时振以上啊。从锐过滤蓬开始毒到反洗结症束称满为一围个过吼滤循错环。2.压力白滤池压力蚀滤池3.转筒饶真空浸过滤挖机转筒斤真空衬过滤德机装狡置示宫意图转筒眉及分稳配头斯的结谋构4.微滤雾机微滤窄机总情图5.袋式抵除尘引器⑴袋式如除尘争器的恨结构匀型式①滤袋蹄形状：圆袋扁袋②气流合进入踪蝶方向：内滤碑式外滤敌式③进气拢方式：下进厚气上进拒气④清灰凭方式机械蹦振动深清灰逆气攀流清喂灰吹灰蒸圈清投灰脉冲改清灰典型勾清灰华机理扮示意喷图机械厦清灰疮式除尘器脉冲灭清灰崖袋式艇除尘恒器⑵袋式使除尘篮器的妖选择①滤布璃的选瞧择纤维机械强度最高使用温度（℃）耐腐蚀特性一般应用酸碱有机溶剂棉织物强80差中好低费用低温粉尘作业毛料中95中差好低费用冶炼炉聚酰胺（尼龙）强100中好好易清灰低温破碎粉尘作业聚脂（涤纶）强135好中好易清灰冶炼炉、化工厂、电弧炉四氟乙烯中260好好好昂贵化工厂玻璃纤维强280中中好耐磨性差冶炼炉、电弧炉、炭黑厂尼龙强230好中好抗湿性差冶炼及电弧炉②过滤竖速度村的确铜定粉尘种类清灰方式振打与逆气流联合脉冲喷吹反吹风炭黑①、氧化硅（白炭黑），铅①、锌的升华物以及起它在气体中由于冷凝和化学反应而形成的气溶胶，化妆粉、去污粉、奶粉、活性炭、由水泥窑排出的水泥①等0.45－0.50.8－2.00.33－0.45铁①及铁合金①的升华物、铸造尘、氧化铝①、由水泥磨排出的水泥①、碳化炉升华物①、石灰①、刚玉、安福粉及其它肥料、塑料、淀粉0.5－0.751.5－2.50.45－0.55滑石粉、煤、喷砂清理尘①、飞灰①、陶瓷生产的粉尘①、炭黑（二次加工）、颜料、高岭土、石灰石①、矿尘①、铝土矿、水泥（来自冷却器）①、搪瓷①0.7－0.82.0－3.00.6－0.9石棉、纤维尘①、石膏、珠光石、橡胶生产中的粉尘①、盐、面粉、研磨工艺中的粉尘①0.3－1.12.5－4.5——烟草、皮革粉、混合饲料、木材加工中的粉尘、粗植物纤维（大麻、黄麻等）0.9－2.02.5－6.6——第五惊节离心掀机一、鼓基础撒知识离心占机--些-利用颠离心毙力以援分离棉非均浇相混还合物筐的设械备。按分萌离的天方式洗分类：（1）过贩滤式康离心茧机（2）沉悦降式究离心娇机（3）分内离式诵离心旨机按分离牺因数痕的大痰小分类：常速近离心兼机杂（Kc<3×103，一院般为60番0～12志00），高速蒸离心朵机（Kc=3×103～5×103），超速叠离心寻机（Kc＞5×104）。二．姓离心壤机的帜类型1.三足贸式离到心机三足区式离温心机2.管式异高速五离心个机管式磁高速袋离心威机3.碟片闪式高蹲速离寄心机