文档介绍：黑龙江科技学院备课笔记
第11次课授课时间:2004年4月6日
章节及主要内容:
第三章第三节过滤机部分
主要内容:过滤的概念、原理及过滤类型和过滤的基本方程、应用。
重点内容:过滤的原理及过滤基本方程的应用。
难点内容:过滤的基本方程。
参考资料:《重力选矿》、《分离技术》、《选煤厂设计手册》。
教学手段:面授。
扩展内容:
教学后记:
二过滤机
过滤在工业上指通过一种介质使固体分开而实现固液分离的过程,均称为过滤。
工业上常用的过滤介质:织物介质、粒状介质、多孔介质陶瓷介质。在选煤厂多用织物介质。选煤厂真空过滤设备可分两类:圆盘式真空过滤设备和圆筒式真空过滤设备。主要用于过滤浮选精煤,也可用于过滤煤泥或浮选尾煤。
(一)过滤原理
过滤是将悬浮在液体或气体中的固体颗粒分离出来的种工艺。其基本原理:在压力差的作用下,悬浮液中的液体(或气体)透过可渗性介质(过滤介质),固体颗粒为介质所截留,从而实现液体和固体的分离。
1)实现过滤具备的两个条件:
①具有实现分离过程所必需的设备;
②过滤介质两侧要保持一定的压力差(推动力)。
2)常用的过滤方法可分为重力过滤、真空过滤、加压过滤和离心过滤几种。
重力压力差由料浆液柱高度形成;真空过滤的推动力为真空源。
3)过滤具有特点:从本质上看,过滤是多相流体通过多孔介质的流动过程。
①流体通过多孔介质的流动属于极慢流动,即渗流流动。有两个影响因素,一是宏观的流体力学因素,二是微观物理化学因素。
②悬浮液中的固体粒五是连续不断地沉积在介质内部孔隙中或介质表面上的,因而在过滤过程中过滤阻力不断增加。
4)过滤的分类:分为两大类,分别为:滤饼过滤和深层过滤,滤饼过滤应用表面过滤机,深层过滤时,固体粒子被截留于介质内部的孔隙中。
5)滤饼过滤和深层过滤:
①滤饼过滤通常浓度较高的悬浮液,其体积浓度常高于1%。如果在料浆中添加絮凝剂,一些低浓度的悬浮液也可采用滤饼过滤。
②深层过滤多从很稀的悬浮液中分离出微细固体颗粒,故通常用于液体的净化。在效率相近的情况下,深层过滤器的起始压力一般比表面过滤机高,且随着所收集的颗粒增多其压力降会逐渐增高。
6)过滤的目的:在于回收有价值的固相,或为获得有价值的液相;或两者兼而收之或两者均作为废物丢弃。
1、不可压缩滤饼的过滤过程
(1)不可压缩滤饼的过滤过程
不可压缩滤饼:过滤时,流过滤饼的液体通过表面的运量传给固体颗粒的一个曳应力,该力通过点接触的颗粒向前传递并沿流动方向逐渐积累。若滤饼结构在此累积的曳应力的作用下颗粒不相互错动,滤饼的孔隙度不产生变化,则称这种滤饼为不可压缩滤饼。
工业上可压缩滤饼的原因:①料浆中实际上很少存在的单个颗粒,而常存在着程度不同的聚团,聚团界面承受不了液体的曳应力而使滤饼变形;②-10μm颗粒表面几乎均有盐膜,盐膜在流体作用下会产生变形;③固体颗粒在凝聚剂或絮凝剂作用下形成的凝聚体或絮团仅具很小的抗剪切性能,在液体作用下极易产生形变。
(2)过滤的基本方程
①达西提出的过滤方程:
Q=dV/dt=KA△P/(μL)
或μ=dV/Adt=K△P/(μL)
式中:Q——滤液的流量,
A——过滤面积,
t——过滤时间,s;
V——时间t