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第三章分离4 10-4-14.ppt

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第三章分离4 10-4-14.ppt

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文档介绍

文档介绍:第三章分离4_10-4-14
第一页,共63页。
能量消耗比较低(与蒸发,干燥等非机械操作相比)
固相产品
清净的液体
过滤
分级器(重力)
旋液分离器(离心力)
沉降
两种粒级的悬浮液
增浓液和含细质的孔隙;所形成的滤饼在压差的作用下,孔隙变小,阻力增大,使过滤困难。
可压缩滤饼
不可压缩滤饼
形成疏松饼层,使滤液得以畅流。
第十七页,共63页。
对助滤剂的基本要求:
(1) 应是能形成多孔饼层的刚性颗粒,使滤饼有良好的渗透性及较低的流动阻力。
(2) 应具有化学稳定性,不与悬浮液发生化学反应,也不溶于液相中。
(3) 在过滤操作的压强差范围内,应具有不可压缩性,以保持滤饼有较高的空隙率。
珍珠岩助滤剂
第十八页,共63页。
  过滤基本方程式
描述过滤速率(或过滤速度)与
过滤推动力
过滤面积
料浆性质
介质性质
滤饼厚度
等诸因素关系的数学表达式
第十九页,共63页。
1. 滤液通过饼层的流动
饼层中滤液通道细小曲折,而且互相交联,形成不规则的网状结构
随着过滤进行,滤饼厚度不断增加,流动阻力逐渐加大,因而过滤属于非稳态操作
细小而密集的颗粒层提供了很大的液、固接触表面,滤液的流动大都在层流区
1) 特点:
dp
第二十页,共63页。
dp
de
对于颗粒层中不规则的通道,可以简化成由一组当量直径为de的细管,而细管的当量直径可由床层的空隙率和颗粒的比表面积来计算。
2)用数学方程式对滤液流动加以描述,
常将复杂的实际流动过程加以简化:
第二十一页,共63页。
描述滤液流动的数学方程式(康采尼公式):
u:按整个床层截面积计算的滤液平均流速,m/s;
Δpc:流体通过管道时产生的压强降,Pa;
ε:床层空隙率;
a:比表面积,1/m;
L:滤饼层厚度,m;
μ:流体粘度,Pa·s。
第二十二页,共63页。
2、过滤速率和过滤速度
过滤速度:单位时间通过单位过滤面积的滤液体积。
过滤速率:单位时间获得的滤液体积.
过滤速度是单位过滤面积上的过滤速率
二者不要混淆
dV/Adθ
dV/dθ
第二十三页,共63页。
若过滤进程中其它因素维持不变,则由于滤饼厚度不断增加而使过滤速度逐渐变小。
任一瞬间的过滤速度应写成如下形式:
而过滤速率为:
式中  V—滤液量,m3.;
θ—过滤时间,s;
A—过滤面积,m2
第二十四页,共63页。
3、滤饼的阻力
对于不可压缩滤饼,滤饼层中的空隙率 e 可视为常数,颗粒的形状、尺寸也不改变,因而比表面 a 亦为常数
反映了颗粒的特性,其值随物料而不同
第二十五页,共63页。
若以r代表其倒数,
r -滤饼的比阻,1/m2
r =
比阻r是单位厚度滤饼的阻力
在数值上等于粘度为1Pa·s的滤液以lm/s的平均流速通过厚度为lm的滤饼层时所产生的压强降
比阻反映了颗粒形状、尺寸及床层空隙率对滤液流动的影响
床层空隙率ε愈小及颗粒比表面a愈大,则床层愈致密,对流体流动的阻滞作用也愈大
第二十六页,共63页。
则式
可写成
r =
R:滤饼阻力,1/m
R=rL
第二十七页,共63页。
说明:
(1)上式表明:任一瞬时的过滤速度与滤饼两侧的压强差成正比,与滤饼厚度和滤液粘度成反比;
(2)将μR称为过滤过程的阻力,包括滤液的粘度μ和滤饼阻力R,
随着过滤的进行而增大;
m 代表滤液的影响因素,
rL代表滤饼的影响因素
速度=推动力/阻力
第二十八页,共63页。
说明:
(3)比阻r与颗粒的形状、尺寸、均匀度等有关,对不可压缩性滤饼,可认为是常数,其物理意义是:
即单位粘度、单位速度、通过1m厚度的滤饼时产生的压降。
c: cake
第二十九页,共63页。
通常把过滤介质的阻力视为常数,仿照滤液穿过滤饼层的速度方程则可写出滤液穿过过滤介质层的速度关系式:
式中 Δpm—— 过滤介质上、下游两侧的压强差,Pa;
Rm —— 过滤介质阻力,l/m
4. 过滤介质的阻力
m: medium
由于很难划定过滤介质与滤饼之间