化工原理天大柴誠敬29-30學時

1、1第三章、非均相混合物分離及固體流態(tài)化3.2 過濾分離原理及設(shè)備3.2.1 流體通過固體顆粒床層的流動3.2.2 過濾操作的原理3.2.3 過濾基本方程式3.2.4 恒壓過濾3.2.5 恒速過濾與先恒速后恒壓的過濾3.2.6 過濾常數(shù)的測定3.2.7 過濾設(shè)備3.2.8 濾餅的洗滌2濾餅的洗滌 洗滌濾餅的目的是回收滯留在顆粒縫隙間的濾液，或凈化構(gòu)成濾餅的顆粒。 ()WdVd()WWWVdVd單位時間內(nèi)消耗的洗水容積洗滌速率洗滌時間32()()2()WEedVdVKAddVV 對于連續(xù)式過濾機及葉濾機等所采用的是置換洗滌法洗滌速率大致等于過濾終了時的過濾速率，即濾餅的洗滌4板框壓濾機采用的是橫穿

2、洗滌法，21()()48()WEedVdVKAddVVW2eeELLLL12WAA因此濾餅的洗滌5 若洗水黏度、洗水表壓與濾液黏度、過濾壓力差有明顯差異時，依照過濾基本方程式，洗滌時間應(yīng)做如下修正： ()()WWWWpp濾餅的洗滌6第三章、非均相混合物分離及固體流態(tài)化3.2 過濾分離原理及設(shè)備3.2.1 流體通過固體顆粒床層的流動3.2.2 過濾操作的原理3.2.3 過濾基本方程式3.2.4 恒壓過濾3.2.5 恒速過濾與先恒速后恒壓的過濾3.2.6 過濾常數(shù)的測定3.2.7 過濾設(shè)備3.2.8 濾餅的洗滌3.2.9 過濾機的生產(chǎn)能力7一、間歇過濾機的生產(chǎn)能力則生產(chǎn)能力的計算式為3600360

3、0WDVVQT 一個操作周期的總時間為 wDT卸渣、清理、裝合等輔助操作時間過濾時間洗滌時間8二、連續(xù)過濾機的生產(chǎn)能力 連續(xù)過濾機（以轉(zhuǎn)筒真空過濾機為例）的特點是過濾、洗滌、卸餅等等操作在轉(zhuǎn)筒表面的不同區(qū)域內(nèi)同時進行。任何一塊表面在轉(zhuǎn)筒回轉(zhuǎn)一周過程中都只有部分時間進行過濾操作。 一個操作周期就是轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)一周所用時間： 60Tn轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速9 在一個過濾周期內(nèi)，轉(zhuǎn)筒表面上任何一塊過濾面積所經(jīng)歷的過濾時間均為： 60Tn浸沒度代入恒壓過濾方程，得每小時所得濾液體積，即生產(chǎn)能力為： 2226060 60)eeQnVKAn V nV n二、連續(xù)過濾機的生產(chǎn)能力10當濾布阻力可以忽略時， Ve=0，則上式簡

4、化為： 26060465Qn KAA Knn二、連續(xù)過濾機的生產(chǎn)能力11第三章、非均相混合物分離及固體流態(tài)化3.2 離心機3.3.1 一般概念12一般概念 離心機是利用慣性離心力分離非均相混合物的機械。它既可用于沉降操作，也可用于過濾操作。 離心機13過濾式沉降式分離式 分離方式離心機的分類間歇式連續(xù)式 操作方式立式臥式 轉(zhuǎn)鼓軸線的方向一般概念14分離因數(shù) 常速離心機 高速離心機 超速離心機33 10cK 343 105 10cK 45 10cK 一般概念15第三章、非均相混合物分離及固體流態(tài)化3.3 離心機3.3.1 一般概念3.3.2 離心機的結(jié)構(gòu)與操作簡介（自學）三足式離心機動畫1816

5、第三章、非均相混合物分離及固體流態(tài)化3.4 固體流態(tài)化3.4.1 流態(tài)化的基本概念17一、流態(tài)化現(xiàn)象 當流體由下向上通過固體顆粒床層時，隨流速的增加，會出現(xiàn)以下幾種情況 固定床階段流化床階段稀相輸送床階段氣速增加 動畫1918圖3-31 不同流速時床層的變化一、流態(tài)化現(xiàn)象19二、兩種不同流化形式散式流化 散式流化亦稱均勻流化。其特點是固體顆粒均勻地分散在流化介質(zhì)中。隨流速增大，顆粒間的距離均勻增大，床層逐漸膨脹而沒有氣泡產(chǎn)生，并保持穩(wěn)定的上界面。通常，兩相密度差小的系統(tǒng)趨向于散式流化。大多數(shù)液固流化呈現(xiàn)“散式流化”。 散式流化20聚式流化 床層內(nèi)分為兩相，一相是空隙小而固體濃度大的氣固均勻混合

6、物構(gòu)成的連續(xù)相，稱為乳化相；另一相則是夾帶有少量固體顆粒而以氣泡形式通過床層的不連續(xù)相，稱為氣泡相。對于密度差較大的氣固流化系統(tǒng)，一般趨向于形成聚式流化。 聚式流化二、兩種不同流化形式21三、流化床的主要特點具有液體的某些性質(zhì)22系統(tǒng)顆粒混和均勻，溫度、濃度分布均勻強化了顆粒與流體間的傳熱、傳質(zhì) 易于連續(xù)自動操作 顆粒易磨損反混，顆粒在床層內(nèi)的停留時間不均 三、流化床的主要特點23第三章、非均相混合物分離及固體流態(tài)化3.4 固體流態(tài)化3.4.1 流態(tài)化的基本概念3.4.2 流化床的流體力學特性24一、流化床的壓降1. 理想流化床 圖3-33 理想情況下p-u關(guān)系曲線252. 實際流化床 圖3-

7、34 氣體流化床實際p-u關(guān)系曲線一、流化床的壓降26二、流化床的不正?，F(xiàn)象騰涌現(xiàn)象圖3-35 騰涌發(fā)生后p-u關(guān)系曲線272. 溝流現(xiàn)象圖3-36 溝流發(fā)生后p-u關(guān)系曲線二、流化床的不正?，F(xiàn)象28三、流化床的操作范圍 流化床的操作范圍應(yīng)在臨界流化速度和帶出速度之間。 1臨界流化速度umf 實驗測定：實驗裝置如右圖29三、流化床的操作范圍可得到如圖3-34的曲線 臨界流化速度30三、流化床的操作范圍經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式計算：對于小顆粒 對于大顆粒 2()1650psmfdgu2()24.5psmfdgu312帶出速度 當流化床內(nèi)氣速達到顆粒的沉降速度時，大量顆粒會被流體帶出器外，因此，顆粒帶出速度即顆

8、粒的沉降速度。三、流化床的操作范圍323流化床的操作范圍與流化數(shù) 帶出速度與臨界流化速度的比值反映了流化床的可操作范圍。 對均勻細顆粒 /91.7tmfuu對大顆粒 /8.62tmfuu流化床實際操作速度與臨界流化速度的比值稱為流化數(shù)。 三、流化床的操作范圍33第三章、非均相混合物分離及固體流態(tài)化3.4 固體流態(tài)化3.4.1 流態(tài)化的基本概念3.4.2 流化床的流體力學特性3.4.3 流化床的濃相區(qū)高度與分離高度（自學）34第三章、非均相混合物分離及固體流態(tài)化3.4 固體流態(tài)化3.4.1 流態(tài)化的基本概念3.4.2 流化床的流體力學特性3.4.3 流化床的濃相區(qū)高度與分離高度3.4.4 氣力輸

9、送簡介35一、概述 當氣速大于顆粒的帶出速度時，顆粒會被氣流帶出，并隨氣體一起流動，形成稀相輸送床，利用這種方式來輸送固體顆粒的方法稱為氣力輸送（當輸送介質(zhì)為液體時稱為水力輸送）。氣力輸送輸送介質(zhì) 通常是空氣，對易燃易爆粉料，可采用惰性氣體，如氮氣等。36（1）可長距離連續(xù)輸送，自動化操作，生產(chǎn)效率高。（2）設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，占地面積小，使用、維修方便。（3）輸送系統(tǒng)密閉，避免了物料的飛揚、受潮、受污染，改善了勞動條件。（4）可在運輸過程中（或輸送終端同時進行粉碎、分級、加熱、冷卻以及干燥等操作。氣力輸送的優(yōu)點一、概述37混合比R（或固氣比）sGRG單位質(zhì)量氣體所輸送的固體質(zhì)量，即 混合比在

10、25以下（通常R=0.15）的氣力輸送稱為稀相輸送?；旌媳却笥?5的氣力輸送稱為密相輸送。 一、概述38二、稀相輸送（1）吸引式（2）壓送式 1. 稀相輸送的分類 2. 稀相輸送的流動特性 （1）水平管內(nèi)輸送（2）垂直管中的輸送 （3）傾斜管中輸送 39三、密相輸送 密相輸送的特點是低風量高固氣比，物料在管內(nèi)呈流態(tài)化或柱塞狀運動。此類裝置的輸送能力大，輸送距離可長達1001000m，尾部所需的氣固分離設(shè)備簡單。由于物料或多或少呈集團狀低速運動，物料的破碎及管道磨損較輕，但操作較困難。目前密相輸送多用于水泥、塑料粉、純堿、催化劑等粉料物料的輸送。 40圖3-42 脈沖式密相輸送 三、密相輸送41練 習 題 目思考題作業(yè)題: 9、10、111一個完整的過濾操作周期包括哪幾部分？2. 試分析提高回轉(zhuǎn)真空過濾基轉(zhuǎn)速的利弊。3. 理想流化床和實際流化床的差別主要是什么？ 4. 流體與固體顆粒之間的相對運動可分為幾種情況。 42v 重力