第3章機械分離與固體流態(tài)化4

1、化工原理化工原理2 0 0 92 0 0 91濾餅洗滌濾餅洗滌三、濾餅洗三、濾餅洗滌滌洗滌目的：洗滌目的：回收滯留在顆?？p隙間的濾液；回收滯留在顆粒縫隙間的濾液；凈化構(gòu)成濾餅的顆粒。凈化構(gòu)成濾餅的顆粒。特點：特點：洗滌時阻力不變，洗滌速度為常數(shù)洗滌時阻力不變，洗滌速度為常數(shù)wdVAd洗滌推動力洗滌阻力與濾餅厚度、濾餅性質(zhì)、洗滌液粘度、介質(zhì)阻力有關(guān)洗滌速度：洗滌速度：1. 洗滌速度與過濾終了速度間的關(guān)系洗滌速度與過濾終了速度間的關(guān)系 若推動力相同，則：若推動力相同，則：化工原理化工原理2 0 0 92 0 0 92ewwweedVLLAddVLLAd2eedVKAAdVV其中：其中：wwwVdV

2、d2. 洗滌時間洗滌時間w 洗滌液量洗滌液量濾餅洗滌濾餅洗滌epurLL化工原理化工原理2 0 0 92 0 0 93過濾設(shè)備及過濾計算過濾設(shè)備及過濾計算過濾過濾設(shè)備設(shè)備 四、過濾設(shè)備及過濾計算四、過濾設(shè)備及過濾計算1. 板框壓濾機板框壓濾機結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：化工原理化工原理2 0 0 92 0 0 94濾框、濾板濾框、濾板 非非洗洗板板洗洗板板10 60塊不等，過濾面積約為塊不等，過濾面積約為2 80m2 過濾設(shè)備及過濾計算過濾設(shè)備及過濾計算化工原理化工原理2 0 0 92 0 0 95代號代號例：例：BMS20/635-25B：板框壓濾機板框壓濾機 M：明流明流S：手動壓緊：手動壓緊20：過濾面

3、積，：過濾面積，635：框內(nèi)邊長，：框內(nèi)邊長，mm25：框厚，：框厚，mm過濾設(shè)備及過濾計算過濾設(shè)備及過濾計算化工原理化工原理2 0 0 92 0 0 96洗洗板板板框壓濾機板框壓濾機框框非非洗洗板板洗洗板板濾液流出濾液流出懸懸浮浮液液入入口口洗滌液流出洗滌液流出洗洗滌滌液液入入口口屬間歇式屬間歇式特點：特點：Lw+Le =2(L+Le)Aw=1/2A過濾過濾L洗滌洗滌L過濾設(shè)備及過濾計算過濾設(shè)備及過濾計算組合順序：組合順序：1-2-3-2-1-2 A=框?qū)捒驅(qū)捒蜷L框長框數(shù)框數(shù)2 Vc=框?qū)捒驅(qū)捒蜷L框長框厚框厚框數(shù)框數(shù)若題中給出實際過濾面積若題中給出實際過濾面積和過濾容積，則以實際值和過濾容積

4、，則以實際值為準。為準。橫穿洗滌：橫穿洗滌：化工原理化工原理2 0 0 92 0 0 97過濾設(shè)備及過濾計算過濾設(shè)備及過濾計算操作周期：操作周期： 輔輔助助時時間間洗洗滌滌時時間間過過濾濾時時間間操操作作周周期期 cwR222eVVVKA其中：其中：wwwVdVd一個操作循環(huán)：一個操作循環(huán)：過濾、過濾、 洗滌、洗滌、卸渣、卸渣、 整理重裝整理重裝化工原理化工原理2 0 0 92 0 0 98cwRVVQ生產(chǎn)能力：生產(chǎn)能力： 單位時間內(nèi)獲得的濾液量或濾餅單位時間內(nèi)獲得的濾液量或濾餅量量 。過濾設(shè)備及過濾計算過濾設(shè)備及過濾計算在一個操作周期中在一個操作周期中 R一般固定一般固定 ，V ， 但上升幅

5、度但上升幅度 ， Q可能可能 存在一最大生產(chǎn)能力存在一最大生產(chǎn)能力ewwweedVLLAddVLLAd由由化工原理化工原理2 0 0 92 0 0 99ewwewweLLAdVdVdLLA d過濾設(shè)備及過濾計算過濾設(shè)備及過濾計算若若w22ewweewLLAdVdVdLLAd則則14edVd2142eKAVVwwwVdVd28weVVVKA化工原理化工原理2 0 0 92 0 0 910wVbV228eb VVVKA過濾設(shè)備及過濾計算過濾設(shè)備及過濾計算2222182eeRVQbVVVVVVKAKA0dQdV22228RVbVKAKA22VKA228WbVKA若介質(zhì)阻力忽略不計，則若介質(zhì)阻力忽略不

6、計，則 (A)令令代入式代入式(A)得：得：8Rwb化工原理化工原理2 0 0 92 0 0 911過濾設(shè)備及過濾計算過濾設(shè)備及過濾計算-最佳操作周期最佳操作周期 max2RVQ（ = w，介質(zhì)阻力忽略不計），介質(zhì)阻力忽略不計） 2cRopt故故若若 w =a ，介質(zhì)阻力不可忽略，介質(zhì)阻力不可忽略22 14eRwab VVKA2281VabKA222eVVVKA228eab VVVKA22 14eab VVKA化工原理化工原理2 0 0 92 0 0 9122. 葉濾機葉濾機過濾設(shè)備及過濾計算過濾設(shè)備及過濾計算化工原理化工原理2 0 0 92 0 0 913屬間歇式屬間歇式濾葉濾葉結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：

7、一個操作循環(huán)：一個操作循環(huán)：過濾、洗滌、卸渣、整理重裝過濾、洗滌、卸渣、整理重裝 特點：特點：置換洗滌置換洗滌 過濾過濾L洗滌洗滌LLw=LAw=A過濾設(shè)備及過濾計算過濾設(shè)備及過濾計算操作周期：操作周期： cwR化工原理化工原理2 0 0 92 0 0 914生產(chǎn)能力：生產(chǎn)能力： cwRVVQ222eVVVKAwwwVdVd由由ewwweedVLLAddVLLAdLw=LAw=Awa過濾設(shè)備及過濾計算過濾設(shè)備及過濾計算wVbV222ewab VVVKA化工原理化工原理2 0 0 92 0 0 915得得：令令0 dVdQ若介質(zhì)阻力忽略不計，則若介質(zhì)阻力忽略不計，則 2Rwab最佳操作周期最佳操

8、作周期max2RVQ 2cRopt過濾設(shè)備及過濾計算過濾設(shè)備及過濾計算22 1eRwab VVKA2221VabKA化工原理化工原理2 0 0 92 0 0 9163. 轉(zhuǎn)筒真空過濾機轉(zhuǎn)筒真空過濾機轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)筒-筒的側(cè)壁上覆蓋有金屬網(wǎng)，筒的側(cè)壁上覆蓋有金屬網(wǎng)，構(gòu)造：構(gòu)造：長、徑之比約為長、徑之比約為1/2 2，濾布濾布-蒙在筒外壁上。蒙在筒外壁上。分配頭分配頭-轉(zhuǎn)動盤、固定盤轉(zhuǎn)動盤、固定盤 一個操作循環(huán)：一個操作循環(huán)：過濾、過濾、 洗滌、洗滌、吹松、吹松、刮渣刮渣 回轉(zhuǎn)真空過濾機上的轉(zhuǎn)筒過過濾濾區(qū)區(qū)洗洗滌滌區(qū)區(qū)吹吹干干區(qū)區(qū)卸卸渣渣區(qū)區(qū)過濾設(shè)備及過濾計算過濾設(shè)備及過濾計算化工原理化工原理2 0 0

9、92 0 0 917特點：特點：屬連續(xù)式屬連續(xù)式置換洗滌置換洗滌 Lw=LAw=A1cn操作周期：操作周期： 旋轉(zhuǎn)一周所經(jīng)歷的時間旋轉(zhuǎn)一周所經(jīng)歷的時間cVQnV生產(chǎn)能力：生產(chǎn)能力： 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速過濾設(shè)備及過濾計算過濾設(shè)備及過濾計算222eVVVKA其中：其中：22eeVKAVV化工原理化工原理2 0 0 92 0 0 918 回轉(zhuǎn)真空過濾機上的轉(zhuǎn)筒過濾區(qū)過濾區(qū)洗滌區(qū)洗滌區(qū)吹干區(qū)吹干區(qū)卸渣區(qū)卸渣區(qū)c 設(shè)轉(zhuǎn)筒浸入面積占全部轉(zhuǎn)筒面設(shè)轉(zhuǎn)筒浸入面積占全部轉(zhuǎn)筒面積的分率為積的分率為浸沒分數(shù)浸沒分數(shù) ，則則n 若介質(zhì)阻力忽略不計，則若介質(zhì)阻力忽略不計，則 過濾設(shè)備及過濾計算過濾設(shè)備及過濾計算 A=DL 其中：其

10、中：QnV222eeKAnn VnVQAK n化工原理化工原理2 0 0 92 0 0 919 Qn, 可見：可見：但這類方法受到一定的限制但這類方法受到一定的限制 P112合適的合適的n、需經(jīng)實驗決定。需經(jīng)實驗決定。 過濾設(shè)備及過濾計算過濾設(shè)備及過濾計算例例1：板框壓濾機在：板框壓濾機在1.5at（表）下恒壓過濾某種懸浮液（表）下恒壓過濾某種懸浮液1.6小時后得濾液小時后得濾液25m3，qe不計，不計，如表壓加倍，濾餅壓如表壓加倍，濾餅壓縮指數(shù)為縮指數(shù)為0.3，則過濾，則過濾1.6小時后得多少濾液？小時后得多少濾液？設(shè)其它設(shè)其它情況不變，將過濾時間縮短一半，可得多少濾液？情況不變，將過濾時間

11、縮短一半，可得多少濾液？若若在原表壓下進行過濾在原表壓下進行過濾1.6小時后，用小時后，用3m3的水來洗滌，求的水來洗滌，求所需洗滌時間？所需洗滌時間？ 化工原理化工原理2 0 0 92 0 0 920解：解： crpKs012 1 sKp 過濾設(shè)備及過濾計算過濾設(shè)備及過濾計算22VKA22VK AKVVK 1 spVp=31.86m3 化工原理化工原理2 0 0 92 0 0 92122VKAVVV =17.68m3過濾設(shè)備及過濾計算過濾設(shè)備及過濾計算22edVKAdV2311.95348WedVdVKAmhddV231.5368WWWVhdVKAdV2V37.812mh化工原理化工原理2

12、0 0 92 0 0 922現(xiàn)用轉(zhuǎn)筒真空過濾機進行過濾，料漿濃度、溫度及濾布現(xiàn)用轉(zhuǎn)筒真空過濾機進行過濾，料漿濃度、溫度及濾布均與小試相同，唯過濾壓差為小試時的均與小試相同，唯過濾壓差為小試時的1/4。由試驗知，由試驗知，該物系濾餅壓縮指數(shù)為該物系濾餅壓縮指數(shù)為0.36，回轉(zhuǎn)真空過濾機鼓直徑為，回轉(zhuǎn)真空過濾機鼓直徑為1.75m，長為，長為0.98m，但真正過濾面積為，但真正過濾面積為5m2，浸沒角度為，浸沒角度為120，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速0.2r.p.m。設(shè)濾布阻力可略，試求此過濾機。設(shè)濾布阻力可略，試求此過濾機的濾液生產(chǎn)能力及濾餅厚度？的濾液生產(chǎn)能力及濾餅厚度？2. 欲過濾料漿濃度為欲過濾料漿濃度為8

13、1.08kg固固/m3清液，清液，經(jīng)小試所得濾餅經(jīng)小試所得濾餅空隙率為空隙率為0.485，固相密度，固相密度1820kg/m3，在某恒壓差條件下，在某恒壓差條件下測得過濾常數(shù)測得過濾常數(shù) 過濾設(shè)備及過濾計算過濾設(shè)備及過濾計算化工原理化工原理2 0 0 92 0 0 923解：解：10.20.0033s60nQA K ncVA10.6455218.23 103.39 10/4spKKmsp Q可求181.08cscVVA Kn 過濾設(shè)備及過濾計算過濾設(shè)備及過濾計算化工原理化工原理2 0 0 92 0 0 9243.4 固體流態(tài)化固體流態(tài)化借助流體流動的作用，使借助流體流動的作用，使固體顆粒懸浮在

14、流體中或固體顆粒懸浮在流體中或隨流體一起流動隨流體一起流動的過程。的過程?？蓮娀瘋鳠帷髻|(zhì)和化學反應(yīng)?？蓮娀瘋鳠帷髻|(zhì)和化學反應(yīng)。一、基本概念一、基本概念 (a)固定床 (b)流化床 (c)氣力輸送 流態(tài)化過程的幾個階段化工原理化工原理2 0 0 92 0 0 925固定床階段：固定床階段：流體的真實速度流體的真實速度 u1 顆粒的沉降速度顆粒的沉降速度u0顆粒保持靜止不動顆粒保持靜止不動流化床階段：流化床階段： uu 10u顆粒輸送階段：顆粒輸送階段：10uu顆粒將被流體帶出器外，實現(xiàn)固體顆粒的氣力和液力輸送。顆粒將被流體帶出器外，實現(xiàn)固體顆粒的氣力和液力輸送。二、流化床的二、流化床的兩種狀

15、態(tài)兩種狀態(tài)散式流態(tài)化散式流態(tài)化 聚式流態(tài)化聚式流態(tài)化 床層壓降保持不變，床層壓降保持不變，固體流態(tài)化固體流態(tài)化等于單位床層的重力等于單位床層的重力（主要發(fā)生在液固兩相系統(tǒng)中）（主要發(fā)生在液固兩相系統(tǒng)中）（主要發(fā)生在氣固兩相系統(tǒng)中）（主要發(fā)生在氣固兩相系統(tǒng)中）化工原理化工原理2 0 0 92 0 0 926聚式流化床的不正常現(xiàn)象：聚式流化床的不正?，F(xiàn)象：(1) 騰涌或節(jié)涌騰涌或節(jié)涌(2) 溝流溝流壓降有大幅度的起伏波動壓降有大幅度的起伏波動壓降降低壓降降低固體流態(tài)化固體流態(tài)化床層高度與直徑比值過大床層高度與直徑比值過大或氣速過高時或氣速過高時顆粒粒度過細、密度大、顆粒粒度過細、密度大、易于粘結(jié)、堆積不勻、床易于粘結(jié)、堆積不勻、床徑大以及氣體初始分布不徑大以及氣體初始分布不均勻等均勻等化工原理化工原理2 0 0 92 0 0 927三、流化床的主要特性三、流化床的主要特性（一）類似液體的特性（一）類似液體的特性 (a) (b) (c) (d) 流化床的類似于液體的特性 pWA 固體流態(tài)化固體流態(tài)化從而可根據(jù)從而可根