化工原理过滤课件

3.6.6 过滤机及其生产能力

以压力差为推动力：板框式压滤机（间歇操作）；叶滤机（间歇操作）；回转真空过滤机（连续操作）。

以离心力为推动力：离心过滤机。

(1)板框式压滤机①结构和工作原理

滤框、滤板—洗涤板，非洗涤板。料液通道2钮1钮3钮洗涤液通道洗涤板框非洗涤板3.6.6 过滤机及其生产能力(1)板框式压滤机料液通道2排列方式：板、框交替，个数可调。操作周期：组装→过滤→洗涤→卸渣→整理。操作方式：间歇操作滤液滤浆过滤过程：排列方式：板、框交替，个数可调。操作周期洗液废洗液洗涤过程：优点：操作灵活，过滤面积大，可承受较大压力；缺点：劳动强度大，操作不连续，生产效率低。洗液废洗液洗涤过程：优点：操作灵活，过滤面积大，可承受较大压②板框过滤机的生产能力生产能力：一个周期内，单位时间可获得滤液量。洗涤时间τw的计算：

洗涤条件：洗涤压差=过滤最终压差；洗涤时，滤饼厚度不变；洗涤液粘度与滤液相近。②板框过滤机的生产能力洗涤时间τw的计算：洗涤L过滤L滤液穿过滤饼厚度L/2L

流通截面2A(A框面积)A推动力过滤终了Δp洗涤Δp速率洗涤方法：横穿洗涤法

速率间关系：洗涤L过滤L滤液穿过滤饼厚度L/2L流通截面2A(A框面积最终过滤速率：最终过滤速率：③最佳过滤周期最佳：安排操作周期，使生产能力最大。时，过滤机生产能力最大③最佳过滤周期时，过滤机生产能力最大②叶滤机的生产能力(2)叶滤机

①结构和工作原理主要部件：机壳，滤叶

操作方式：间歇操作

操作周期：过滤→洗涤→卸渣

洗涤方式：置换法

42-金属网;2531滤叶的构造1-空框;3-滤布;4-顶盖;5-滤饼②叶滤机的生产能力(2)叶滤机42-金属网;2531滤③最佳操作周期(3)回转真空过滤机①结构和工作原理

主要部件：水平转筒、分配头；

操作方式：恒压、连续操作；

操作周期(旋转一周)：过滤→吸干→洗涤→吹松→卸渣。③最佳操作周期(3)回转真空过滤机1-转筒；2-分配头；3-洗涤水喷嘴4-刮刀；5-悬浮液槽；6-抖搅器卸渣区洗涤脱水区过滤区123456回转真空过滤机操作简图1-转筒；2-分配头；3-洗涤水喷嘴4-刮刀；5-悬浮液槽；12345

回转真空过滤机的分配头转动盘固定盘1、2－与滤液储槽相同的槽；3－与洗液相通的槽；4、5－通压缩空气的孔12345回转真空过滤机的分配头转动盘固定盘1、2－

设：转筒过滤面积A，一生产周期得滤液量V，转筒浸没分率φ，转数n（rps）②生产能力Vh生产周期：过滤时间：过滤基本方程式：卸渣区洗涤脱水区过滤区123456设：转筒过滤面积A，一生产周期得滤液量V，②

n：0.1-3rpm，过高，滤饼薄，不易卸料；φ

：过滤面积为转筒总面积的30%-40%为宜。(4)其它过滤设备(自学）n：0.1-3rpm，过高，滤饼薄，不易卸料；3.6.7离心过滤

(1)工作原理过滤推动力：离心力；离心机分类：常速、高速、超速离心机。

(2)

离心过滤计算作用在薄圆筒形液体上的离心力为：由此产生的径向压力差为：R1h

离心机过滤R33.6.7离心过滤作用在薄圆筒形液体上的离心力为：由则积分基本方程式有：(3)离心过滤机型式及操作（自学）若滤饼厚度相对转鼓半径可忽略不计，则过滤面积可视为常数，令忽略介质阻力,离心过滤的基本方程式为：则积分基本方程式有：(3)离心过滤机型式及操作（自学）若滤

例题：一板框压滤机，在一定压力下过滤某种悬浮液。当滤渣完全充满滤框时滤液量15m3，过滤时间1.5hr，随后在相同压力下，用10%滤液量的清水(物性可视为与滤液相同)洗涤，每次拆装时间18min，且已知这一操作中Ve=2.0m3求：1、该机生产能力；例题：一板框压滤机，在一定压力下过滤某种悬浮液。化工原理过滤课件2、如果该机的每一滤框厚度减半，长宽不变，框数加倍，仍用相同滤布，洗涤用水量不变，但拆装时间增加为25min，试求：滤渣完全充满滤框时，生产能力变为若干。2、如果该机的每一滤框厚度减半，长宽不变，3.7.1床层的流态化过程

三个阶段：固定床、流化床、颗粒输送。3.7固体流态化及气力输送3.7.1床层的流态化过程3.7固体流态化及气力输送(1)固定床阶段

颗粒静止（流体空床流速小，颗粒受曳力小）；床层高度、空隙率，均保持不变；阻力服从欧根方程(）。

(2)流化床(沸腾床)阶段空床流速↑，颗粒受曳力↑，把颗粒托起；

临界流化状态(起始流化状态）：

最小流化速度(1)固定床阶段颗粒静止（流体空床流速小，颗粒受曳力小）

空床流速一定时，有一个稳定的床层上界面。(3)颗粒（气力或液力）输送当u=ut时，颗粒被带走。

带出速度：颗粒被吹出的临界速度。空床流速一定时，有一个稳定的床层上界3.7.2流化床类似液体的特性流化床类似液体的性质3.7.2流化床类似液体的特性流化床类似液体的性质

（1）密度比床层密度小的物体能浮在床层的上面；

（2）床层倾斜，床层表面仍能保持水平；

（3）床层中任意两截面间的压差可用静力学关系式表示（△p=ρgL）；

（4）有流动性，颗粒能像液体一样从器壁小孔流出；（5）连通两个高度不同的床层时，床层能自动调整平衡。

（1）密度比床层密度小的物体能浮在床层的上面；3.7.3流体通过流化床的阻力

固定床阶段，阻力服从欧根方程，如图中a段；流化床阶段，床层压降基本恒定，如图中cd段；12351020304050100水力或气力输送流化床固定床斜率=1umfaa'夹带开始△p,mmH2Oe空气流速ucm/s

流化床阻力损失与流速的关系（空气、沙粒系统）c,dbut3.7.3流体通过流化床的阻力12351020304050

即：流化床层阻力=单位面积床层中颗粒的总重力，

因此流化床阶段，床层压降基本恒定。流化床阶段，近似认为颗粒处于动态平衡。即：流化床层阻力=单位面积床层中颗粒的总重力，流3.7.4

流化床的流化类型与不正常现象（1）流化类型①散式流化：颗粒均匀地分散在流动的流体中，有一稳定的上界面。如：大多数液-固流化。

②聚式流化：床层中存在两个不同的相乳化相（固体浓度大、分布均匀的连续相），气泡相（夹带少量固体颗粒以气泡形式通过床层的不连续相）。如：气-固流态化③判断依据：弗鲁特准数3.7.4流化床的流化类型与不正常现象（1）流化类型③（2）腾涌①现象：气泡长大将床层分成相互分开的气泡和颗粒层颗粒层象活塞一样被气泡向上推动，到达床层上界面，气泡崩裂，颗粒分散下落。②原因：气-固流化床中床层高度与直径的比值过大或气速过高。③后果：床层阻力大幅度波动，器壁被颗粒磨损加剧，设备振动，甚至将床中构件冲坏。（3）沟流现象①现象：气体通过床层时形成短路，床层内密度分布不均匀，气、固接触不良，部分床层变成死床。②原因：与颗粒的特性、堆积情况、床层直径及气体分布板有关。③发生沟流现象时，床层阻力较正常值低。（2）腾涌①现象：气泡长大将床层分成相互分开的气泡和颗粒层3.7.5流化床的操作(1)临界流化速度临界流化状态：可按固定床计算3.7.5流化床的操作说明：公式误差较大，一般应以实验数据为准。说明：公式误差较大，一般应以实验数据为准。(2)带出速度ut

颗粒被流体带走时，注意：计算不均匀颗粒床层的带出速度用最小颗粒直径，保证操作可靠性。(3)流化床操作范围

(2)带出速度ut注意：计算不均匀颗粒床层的带出速度(3①浓相区（床层）高度：床层上界面以下的床层高度。3.7.6流化床的高度与直径

(1)流化床的高度高度=浓相区高度+稀相区高度浓相区稀相区①浓相区（床层）高度：床层上界面以下的床层高度。3.7.6②

稀相区高度（分离高度）：浓相区上界面到稀相区颗粒浓度恒定处的距离。◆分离高度取决于颗粒的粒度分布、颗粒的密度和气体的密度、粘度及结构尺寸和气速。◆目前，尚无可靠的计算公式。◆气速愈大，分离高度愈大。②稀相区高度（分离高度）：浓相区上界面到稀相区颗粒浓度◆(2)流化床的直径

确定好流化床的操作气速后，即可根据气体的处理量确定流化床所需的直径D。V-气体的处理量，m3/s

；

u-流化床的实际操作气速，m/s。3.7.7气力输送的一般概念气力输送：利用气体进行颗粒输送的过程。常用介质：空气。(2)流化床的直径确定好流化床的操作气速后，即可根据气气力输送的优点：①系统密闭，可避免物料飞扬，减少物料损失，改善劳动条件；②输送管线受地形与设备设置的限制小；③输送的同时易于进行物料的干燥、加热、冷却等操作；④设备紧凑，易于实现过程的连续化与自动化。气力输送的缺点：①动力消耗大、颗粒尺寸受一定限制；②在输送过程中颗粒易破碎；③管壁受到磨损；④不适用于含水量大、有粘附性或高速运动时易产生静电的物料。气力输送的优