2019年第三章、沉降与过滤.ppt

第三章、沉降与过滤第一节、概述一、非均相物系的分离1、非均相物系2、分散物质（分散相）3、分散介质（连续相）4、分散的目的：回收物质、净化物质、环保的需要。5、常用分离方法：重力沉降、离心沉降、过滤。二、颗粒与流体相对运动所受阻力1、相对运动速度不同，流体对颗粒阻力不一样。2、阻力计算22uAFdξ：无因次阻力系数第三章、沉降与过滤计算式3-33-43-5第三章、沉降与过滤第二节、重力沉降一、沉降速度1、球形颗粒的自由沉降单个颗粒或颗粒群分散较好而不相互影响（不接触、碰撞）的沉降。2、沉降速度的计算颗粒受重力（3-6）、浮力（3-7）、阻力（3-8）作用第三章、沉降与过滤第一阶段：加速运动。加速运动时速度不断增加，阻力不断增大，du/dτ不断降低，当du/dτ=0时，进入第二阶段。第二阶段：匀速阶段。颗粒的运动速度ut称沉降速度或终端速度。沉降速度：3)(4pptgdu第三章、沉降与过滤对球形颗粒：层流区：Re2斯托克斯定律过渡区：2Re5003-13紊流区：500Re2*1053-1418/)(2pptgdu3、影响沉降速度的其他因素颗粒形状壁效应干扰沉降第三章、沉降与过滤ν4、降尘室类型：水平流动型；上升流动型沉降原理颗粒分离条件：停留时间沉降时间L/uH/ut第三章、沉降与过滤临界粒径dpc：重力沉降室能100%除去的最小粒径。临界沉降速度：临界粒径颗粒的沉降速度utc第三章、沉降与过滤沉降速度小（斯托克斯区）：临界粒径3-17应用举例：例3-2wLVgdsppc)(18第三章、沉降与过滤第三章、沉降与过滤5、悬浮液的沉聚增稠器絮凝剂第三章、沉降与过滤第三节、离心沉降一、离心分离因素颗粒所受离心力与重力之比Kc，表示离心力大小指标。90022rNmgmrwKc——3-19第三章、沉降与过滤二、离心沉降速度1、定义：颗粒在径向上相对流体的运动速度。2、计算公式3、处于斯托克斯区时：23)(4rdddrpp3-203-20cttppKugrurdddr2218)(——3-21第三章、沉降与过滤三、旋风分离器1、构造与操作原理2、临界粒径3-253、压力损失3-263-274、应用举例：例3-3第三章、沉降与过滤第三章、沉降与过滤四、旋液分离器1、构造与操作原理2、作用：使液体增稠；颗粒分级第三章、沉降与过滤五、沉降式离心机1、管式离心机工作原理沉降时间停留时间悬浮液处理量第三章、沉降与过滤第三章、沉降与过滤对应dp粒径悬浮液处理量：对应dpc（临界粒经）粒径悬浮液处理量：2、碟式离心机3、螺旋式离心机第三章、沉降与过滤第四节、过滤一、悬浮液的过滤1、基本概念过滤滤浆或料浆：悬浮液过虑介质滤饼（滤渣）滤液2、两种过滤方式深层过滤：含义：悬浮液中颗粒少，含量少，用较厚粒状床层做过滤介质。特点：静电及分子力作用附着在孔道壁上；床层上没有滤饼形成。第三章、沉降与过滤滤饼过滤：含义、液体通过过滤介质而颗粒沉积在过滤介质表面上、有滤饼形成。特点：颗粒“架桥现象”；悬浮液中颗粒含量多。第三章、沉降与过滤3、过滤介质织物介质：棉、麻、丝堆积的粒状介质：砂、木炭、砾石多孔性介质：陶瓷、塑料4、助滤剂作用：增加过滤空隙。种类：硅藻土、珍珠岩、石棉、炭粉。用法：a、先配置悬浮液；b、直接加入助滤剂第三章、沉降与过滤5、固体量、滤液量与滤渣量的关系参数表项目质量密度固体1ρp湿滤渣cρc湿滤渣含液量c-1ρ第三章、沉降与过滤体积关系w的计算kg（干渣）/m3（滤液）w：单位体积滤液相对应的固体质量，（kg/m3滤液）X：单位质量悬浮液所含固体质量，（kg干渣/kg滤液）CX：单位质量悬浮液中的湿滤渣质量1-CX：单位质量悬浮液所得到的滤液质量11CCpc/)1(CXXw应用举例：例3-5第三章、沉降与过滤二、过滤速率基本方程式1、过滤速率：单位时间滤过的滤液体积。M3/s2、过滤速度：单位过滤面积的过滤速率。M/s3、速率方程过滤速度=过滤推动力/过滤阻力过滤推动力：ΔP=ΔPc+ΔPm过滤阻力：滤饼阻力+过滤介质阻力第三章、沉降与过滤第三章、沉降与过滤层流过滤：由哈根—泊素叶方程得3-35过滤速度与两侧压差ΔPc成正比，与滤饼厚度、粘度成反比。过滤推动力：ΔP=ΔPc+ΔPm过滤阻力：滤饼阻力+过滤介质阻力=Rc+Rm=rμv(V+Ve)/A速率方程：3-38AvrPAddVVcc/AVVrPAddVe/)()(2eVVrPAddV第三章、沉降与过滤三、恒压过滤（举例）1、恒压过滤时v与τ的关系2、恒压过滤方程ΔP为常数，一定的悬浮液和过滤介质μ、r、v、ve均为常数。第三章、沉降与过滤V2+2vve=kA2τQ2+2qqe=kτ恒压过滤方程第三章、沉降与过滤3、常数测定改写：与q具有线性关系，可实验测得，作图求k、qeeqkqkq21q四、过滤设备1、板框压滤机第三章、沉降与过滤第三章、沉降与过滤第三章、沉降与过滤2、转筒真空过滤机生产能力：过滤机单位时间获得的滤液量Q。浸液率φ=转筒浸液面积/转筒总面积=浸液角度/3600有效过滤时间：Q的计算NkAQN/)(2eeqNkqANQ若忽略qe第三章、沉降与过滤