非均相混合物的分离

8
三、沉降分离设备 1、重力沉降设备 降尘室、连续沉降槽 2、离心分离设备 旋风分离器、旋液分离器、离心沉降机
9
第二节 过滤
一、概述 （一）滤饼过滤与深层过滤 滤饼过滤 悬浮液中的颗粒沉积在过滤介质表面形成滤饼 层，滤液穿过滤饼层中的空隙流动叫做滤饼过滤。 深层过滤 固体颗粒不形成滤饼，而是沉积在过滤介质内 部叫做深层过滤。 通常将原悬浮液称为滤浆，滤浆中的固体颗粒称为滤渣， 过滤时积聚在过滤介质上的滤渣层称为滤饼，通过过滤 介质的液体称为滤液。
对于一定的悬浮液，若μ、r′及v可视为常数，令
k
1
r v
式中：k —— 表征过滤物料特性的常数，m4/（Ns）。
过滤基本方程可写成：
dV
A2 p1s
d rv(V Ve )
(V+Ve )dV=kA2Δp1-sd
16
三、过滤设备
➢按操作方式分类：间歇过滤机、连续过滤机 ➢按操作压强差分类：压滤、吸滤和离心过滤 ➢ 工业上使用的典型过滤设备：
液固系统（如液体中的固体颗粒）； 气液系统（如气体中的液滴）； 液液系统（如乳浊液中的微滴）等。
2
非均相物系分离的依据是连续相与分散相具有 不同的物理性质（如密度），故可用机械方法进行 分离。利用密度差进行分离时，必须使分散相与连 续相产生相对运动，因此，分离非均相物系的单元 操作遵循流体力学的基本规律，按两相运动方式的 不同分为沉降和过滤。 非均相物系的分离主要用于： 1、回收有用物质，如颗粒状催化剂的回收； 2、净化气体，如除尘、废液、废气中有害物质的清 除等。
14
二、恒压过滤 （一）过滤的基本方程
dV
A p f
Adt rv(V Ve )
（二）恒压过滤方程
V2+2VeV=KA2t q2+2qeq=Kt （三）过滤常数K、Ve、qe的测定 根据恒压过滤方程，测两个时间t1、t2的滤液体 积V1、 V2，联立方程组即可估算其值。
15
恒压过滤方程式的推导
3
第一节 沉降
沉降操作是使悬浮在流体中的固体颗粒，在重力或离 心力的作用下，沿着受力方向发生运动而沉积，从而 与流体分离的过程。 重力沉降：利用悬浮固体颗粒本身的重力完成分离的 操作。 离心沉降：利用悬浮的固体颗粒的离心力作用而获得 分离的操作。
4
一、 重力沉降
（一 ）球形颗粒的自由沉降
自由沉降速率：
✓非洗涤板：洗水通道与两侧表面的凹槽不相通。
18
➢滤框：
✓滤浆通道：滤框右上角的圆孔 ✓洗水通道：滤框左上角的圆孔
为了避免这两种板和框的安装次序有错，在铸造时常在板 与框的外侧面分别铸有一个、两个或三个小钮。非洗涤板为一 钮板，框带两个钮板，框带两个钮，洗涤板为三钮板。
19
20
板框压滤机的特点：
适于粒度中 等，粘度不 太大的物料
Q 60nV 60 KA2(60n en2) Ven
Q 3600V 3600V T W D
离心过滤 机
转鼓(滤网、 滤布)、机 架
过滤、洗涤、➢离心过滤，推动力最大；
卸渣等
➢滤液湿度小。
应用广泛， 适应性强。 仪设备成本 高，过滤面 积小。
(q+qe )2=K(+e)
滤浆槽。
工作过程
22
g槽
h槽
12 11 10
13 14 15 16
9
17
8
18
7
1
6
2
543
转筒及分配头的结构
定盘 f 槽
动盘
18格分成6个工作区
➢1区(1~7格)：过滤区； ➢2区(8~10格)：滤液吸干区； ➢3区(12~13格)：洗涤区； ➢4区(14格)：洗后吸干区； ➢5区(16格)：吹松卸渣区； ➢6区(17格)：滤布再生区。
➢结构简单，价格低廉，占地面积小，过滤面积大。 ➢可根据需要增减滤板的数量，调节过滤能力。 ➢对物料的适应能力较强，由于操作压力较高（3~10kg/cm2 ）， 对颗粒细小而液体粘度较大的滤浆，也能适用。 ➢间歇操作，生产能力低，卸渣清洗和组装阶段需用人力操作， 劳动强度大，所以它只适用于小规模生产。 ➢近年出现了各种自动操作的板框压滤机，使劳动强度得到减 轻。
（四）过滤基本参数 处理量、生产能力、生产率、过滤面积、悬浮液
固相浓度、滤饼含液量、滤饼与滤液的体积比、过 滤速率、过滤速度 （五）滤饼的可压缩性 不可压缩滤饼：由刚性颗粒形成的滤饼，在过滤过 程中颗粒形状和颗粒间的空隙率保持不变。 可压缩滤饼：由非刚性颗粒形成的滤饼，在压强差 作用下会变形。 （六）滤饼的洗涤 目的：回收滤液或得到较纯净的固体颗粒
✓板框压滤机（间歇操作） ✓转筒真空过滤机（连续操作） ✓过滤式离心机
17
1 板框压滤机
➢结构：滤板、滤框、夹紧机构、机架等组成。
➢滤板：凹凸不平的表面，凸部用来支撑滤布，凹槽是滤
液的流道。滤板右上角的圆孔，是滤浆通道；左上角的圆 孔，是洗水通道。
✓洗涤板：左上角的洗水通道与两侧表面的凹槽相通，
使洗水流进凹槽；
11
（三）过滤推动力
过滤推动力是指滤饼和过滤介质两侧的压力差。此压 力差可以是重力或人为压差。增加过滤推动力的方法 有：
1、增加悬浮液本身的液柱压力，一般不超过50KN/m2， 称为重力过滤。
2、增加悬浮液液面的压力，一般可达500KN/m2称为 加压过滤。
3、在过滤介质下面抽真空，通常不超过真空度 86.6KN/m2，称为真空过滤。
第三章 非均相混合物的分离
学习要点： 重力沉降与离心沉降的基本公式； 过滤机理和过滤基本参数； 恒压过滤方程及过滤常数的测定
1
均相物系：指物系内部各处均匀且无相界面，包括 溶液、气体混合物等。 非均相物系：指物系内部有隔不同相的界面且界面 两侧的物料性质有差异。 包括： 气固系统（如空气中的尘埃）；
层流区 ut=
gd
2 p
(
斯p 托克)斯公式
18
过渡区 ut=
0.153
gd
1p.6艾0(.4伦p0.6公 )式1/1.4
湍流区 ut= 1.74 d p (牛 p顿 公)式g 计算ut需用试差法，即先假设流动类型（层流、过渡流、湍 流）后选用相应的ut计算式算出ut，用ut计算Re，再检验假设 的流型是否正确。
ut
4d p ( p ) 3
（二）阻力系数 介质阻力系数=f(Rt),如图3-2
5
（三）沉降速度的计算
对一定的颗粒与介质而言，重力与浮力值不变，而阻力则随 下降速度增加而增大。沉降开始阶段，颗粒作加速运动，经 过一段时间后，当重力等于浮力与阻力之和时，加速度为零， 颗粒即作等速沉降运动，此时颗粒的沉降速度称为沉降速度 或终端速度。
p
f2 3R
(R3
r3)
25
10
（二）过滤介质 过滤介质的作用是支承滤饼，故除有孔隙外，还应具有足 够的机械强度及尽可能小的阻力。 工业上常用的过滤介质有： 织物介质：天然纤维、化学纤维、玻璃丝、金属丝织成的 滤网。
多孔性固体介质：多孔性陶瓷板，多孔性塑料板，多孔 性金属陶瓷板等，此类介质能截留小至1-3m的固体颗粒。 堆积介质：细沙、石、炭屑等堆积的颗粒床层及非编织 纤维玻璃棉等的堆积层。一般用于处理含固体微粒少的悬 浮液，如水的净化。
➢自动连续操作；
➢适用于处理量大，固体颗粒含量较多的滤浆；
➢真空下操作，其过滤推动力较低(最高只有1atm)，对于滤 饼阻力较大的物料适应能力较差。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ24
几种过滤设备的比较
设备名称 主要结构 工作过程
特点、
适用性 生产能力计算
板框压滤 机
➢加压过滤，推动力较大
➢结构简单，造价低；
滤板、滤框、 装合、过滤、➢过滤面积大，能耗少；
夹紧机构、 洗涤、卸渣、➢读为间歇操作，推动力
机架
整理
较大；
➢洗涤时间长，生产效率 低。
洗涤速率
终了过滤速率 4
应用范围广。
对原料的适
应性强
Q 3600V 3600V
T
W D
转鼓真空 过滤机
转筒(滤网、 滤布)、分 配头、滤浆 槽
➢真空过滤，推动力较小；
➢连续化生产，自动化程 过滤、洗涤、度高，推动力小，滤饼湿 吹干、卸渣 度大，设备投资高
21
2 转筒真空过滤机（rotary-drum vacuum filter）
结构：
转筒，扇形格(18格)； ➢滤室； ➢分配头；
✓动盘(18个孔，分别与扇形 格的18个通道相连)； ✓定盘(三个凹槽：滤液真空 凹槽、洗水真空凹槽、压缩 空气凹槽，分别将动盘的18
个孔道分成三个通道)；
金属网； 滤布；
过滤区(1~2区)，f 槽; 洗涤区(3~4区)，g槽 ; 干燥卸渣区(5~6区)，2h3 槽;
工作过程
转筒旋转时，藉分配头的作用，能使转筒旋转一周的过程 中，每个小过滤室可依次进行过滤、洗涤、吸干、吹松卸渣等 项操作。 整个转筒圆周在任何瞬间都划分为:
➢过滤区; ➢洗涤区; ➢干燥卸渣区。
特点：
此外，过滤推动力还可以用离心力来增大，称为离心 过滤。
12
1.什么是传统机械按键设计？
传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动PCBA上的 开关按键来实现功能的一种设计方式。
传统机械按键结构层图：
按
PCBA
键
开关 键
传统机械按键设计要点： 1.合理的选择按键的类型， 尽量选择平头类的按键，以 防按键下陷。 2.开关按键和塑胶按键设计 间隙建议留0.05~0.1mm， 以防按键死键。 3.要考虑成型工艺，合理计 算累积公差，以防按键手感 不良。
6
（四）实际重力沉降速度 自由沉降：固体颗粒在沉降过程中不因流体中其他颗 粒的存在而受到干扰的沉降。 干扰沉降：固体颗粒在沉降过程中，因颗粒之间的相 互影响，而使颗粒不能正常沉降。