文档介绍：第四章非均相混合物的分离
重力沉降及设备
分离介质气-固降尘室分散相
液-固沉降槽连续相
降尘室:
假设:①气流滞流流动(平推流)
②沉降高度H,ut以dmin计
处理量(一定)
与H无关:H↘,一定 u↗↘,↘
2、可采用多层,适当降低H, 但 a、保证滞流 b、方便清理
3、一般情况下
a、气体流速1~3m/s,Re(流动)=1400-1700
b、H=40mm-100mm,(除尘)
c、除尘颗粒75μm以上。
悬浮液沉降槽:
目的:取清液;取沉渣(增稠器)
1、沉降过程分析:
A 清液区、 B 等浓度区(均匀悬浮)、 C 变浓度区、D 压紧区
AB界面在一定时间内等速下降、干扰沉降、颗粒大小不超过6:1 、相同速度。
相对于器壁:uo表观沉降速度(不同于ut)
其后:uo=f(c)。
AD界面下降缓慢:压紧过程。
连续沉降槽计算
清液上浮溢流→ A,h,
固体进入底流→
求A:
假设:固相全部由底流排出;
溢流清液无固体。
W:固体质量流量kg/h X:某截面悬浮液固液比 XC:底流悬浮液固液比
以固体为分析对象:
固相实际流速=u+uo, u:悬浮液体向下运动(底流带走部分液体)
底流中固相体积流量:W/ρS
底流总体积流量:
∴
各截面固体流道:
以液体为对象
若以浓度C,kg(固)/m3(悬浮液)表示
若以料浆体积流量Q,固相体积分率进料,出料
由于uo=f(c),A需在整个浓度范围求算,求出Amax
一般方法: 简单模型 5m以下×
小试求uo=f(c), 后×安全系数 30m以上×
求h:压紧时间比沉降时间大得多,实验测定,压紧区高度h:
附加75%安全量,其它高度取1~2m。
离心沉降及设备
旋风分离器:(Cyclone)
基本原理:
主体:上部圆形筒下部锥形筒
含尘气体由上部切线进入,螺旋向下,
尘沉落于壁面下落,气体沿中芯螺旋上升。
旋转方向相同 5μm以上尘粒,
(不用于粘性,含湿高,腐蚀介质)
具体过程十分复杂:
①速度:切向、径向、轴向
②压力:器壁最高(略低于进口)、向中心降低、气芯可降到负压
结构尺寸及处理量:
①入口:高H,宽B
②处理量:V = uiBH ui-15~20 m/s
③标准式:h=D/2 B=D/4 D1=D/2 H1=2D H2=2D S=D/8 D2=D/4
临界粒径dC dC:能被完全分离的最小粒径。
假设:①在Cyclone内切线速度恒定uT = ui
②颗粒穿过一定厚度气流:B
③颗粒与气流相对运动为层流
④忽略r空
设气体在Cyclone内转N圈
dC随B(D)↗而↗,→大型分离效果差,并联
☆假设①、②并不合理,但处理简单。
分离效率
粒级效率ηi,
对于dPi≥dC,ηi=100% 但计算dC时考虑沉降距离为B,对于dPi < dC颗粒,若沉降距离小于B(B’< B),亦可以分离:
由可得距壁面B’(<B)
颗粒dPi ( < dC) 可以分离。
假设:进入待分离气流中大小颗粒均匀分布,即与筒壁距离小于B’的各种直径颗粒所占分率均为B’/B。对于dPi
实测值:
1:入口
2:出口
2)分割粒径d50,(cut diameter) 对应的粒径d50
可以绘制图
,对于标准式,N=5
3)总效率
或所占质量分率
5、压降:
主要包括进、出口,磨擦、局部阻力
动能损失
zC :不同型号实验求取
对于标准式
,几何相似,不随D变化
6、选型和计算:
处理量V
设计原则: 高效率分离效率η
低阻力压降
例如: ; ;但出现涡流影响,压降↑
注意效率与阻力的权衡
例如:长径比大,出入口截面小→效率高,阻力大
设计计算步骤:
已知 V m3/s 由Δpf →ui(假设)
C入(kg/m3) 由ui → dc (d50 ) → D(ηi分布)
dpi分布
ηo总效率 Vi = uiBH
Δpf 要求压降 V/Vi=n, n为小数时,再推回至适当的整数
η旋风组>η同等处理量大直径分离器,
<η单个小直径设备(气量分配,排灰口增多)
:
离心沉降(悬浮液)
离心分离(乳浊液)
离心过滤(过滤,转鼓)
分离因数常 Kc<3000
高 KC=3000-50000
超高 KC>50000
1、离心沉降: 料液由底部送入,上部溢出清液
鼓内流动自下而上(