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15 3-2 过滤分离原理及设备.pptx

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本课件讲解流体通过固体颗粒床层的流动、过滤操作原理、过滤基本方程式与恒压恒速过滤计算及过滤设备。内容按3.2.3 过滤基本方程式、2.4 恒压过滤等小节展开,配合图示、公式推导与例题说明相关参数的确定方法。

过滤基本方程式:列出第三章、非均相混合物分离及固体流态化、3.2过滤分离原理及设备、3.2.1流体通过固体颗粒床层的流动、3.2.2过滤操作的原理等内容要点
滤液通过饼层的流动:(1)非定态过程(2)滞流流动——可用康采尼公式描述(3-59)
过滤基本方程式:过滤速率与过滤速度过滤速度过滤速率单位时间通过单位过滤面积的滤液体积,单位m/s。
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第1页:过滤基本方程式

本页为「过滤基本方程式」小节导览页,列出本节包含的内容要点。

  • 第三章、非均相混合物分离及固体流态化
  • 3.2过滤分离原理及设备
  • 3.2.1流体通过固体颗粒床层的流动
  • 3.2.2过滤操作的原理
  • 3.2.3过滤基本方程式

第2页:滤液通过饼层的流动

  • 一、滤液通过饼层的流动
  • (1)非定态过程
  • (2)滞流流动——可用康采尼公式描述(3-59)

第3页:过滤基本方程式

二、过滤速率与过滤速度过滤速度过滤速率单位时间通过单位过滤面积的滤液体积,单位m/s。单位时间获得的滤液体积,单位为m3/s。(3-59a)(3-59b)

第4页:过滤基本方程式

三、滤饼的阻力滤饼的比阻反映了颗粒形状、尺寸及床层的空隙率对滤液流动的影响,为单位厚度床层的阻力,单位1/m2。(3-60)

第5页:滤饼的阻力

滤饼的阻力用滤饼比阻表示,反映单位厚度滤饼对过滤的阻碍作用,其单位由定义式确定。

第6页:过滤基本方程式

四、过滤介质的阻力(3-62)仿照式3-61 可以写出滤液穿过过滤介质层的速度关系式:过滤介质阻力, 1/m。

第7页:假设过滤介质对滤液流动

假设过滤介质对滤液流动的阻力相当于厚度为Le的滤饼层的阻力,即把过滤介质与滤饼联合起来考虑当量滤饼厚度虚拟滤饼厚度

第8页:一定操作条件下

一定操作条件下,以一定介质过滤一定悬浮液时,Le为定值;但同一介质在过滤不同悬浮液的操作中,Le值不同。五

第9页:过滤基本方程式

则上式变为任一瞬间的滤饼厚度与当时已经获得的滤液体积之间的关系为:滤饼体积与相应的滤液体积之比,m3/m3五

第10页:过滤基本方程式

同理有过滤介质的当量滤液体积,虚拟滤液体积所以(3-69)五

第11页:过滤基本方程式

令则有(3-69a)五、过滤基本方程式单位过滤面积所得滤液体积单位过滤面积所得当量滤液体积

第12页:可压缩滤饼

对可压缩滤饼,比阻在过滤过程中不再是常数,它是两侧压力差的函数。(3-70)滤饼的压缩性指数,量纲为一。一般情况下,s=0~1。对于不可压缩滤饼,s=0。几种典型物料的压缩性指数值,列于表3-2 中。五

第13页:最后可得过滤基本方程式

或最后可得过滤基本方程式(3-71)(3-71a)五

第14页:一定的悬浮液

对于一定的悬浮液,k可视为常数。令:过滤基本方程式(3-73)(3-73a)(3-72)五

第15页:恒压过滤

本页为「恒压过滤」小节导览页,列出本节包含的内容要点。

  • 第三章、非均相混合物分离及固体流态化
  • 3.2过滤分离原理及设备
  • 3.2.1流体通过固体颗粒床层的流动
  • 3.2.2过滤操作的原理
  • 3.2.3过滤基本方程式3 .
  • 2.4恒压过滤

第16页:恒定压力差下进行的过滤操作

在恒定压力差下进行的过滤操作称为恒压过滤。恒压过滤时,滤饼不断变厚使得阻力逐渐增加,但推动力恒定,因而过滤速率逐渐变小。K是由物料特性及过滤压力差所决定的,恒压过滤时其为常数,称为过滤常数,其单位为m2/s。令

第17页:时过滤基本方程式变为

时过滤基本方程式变为:积分,得到(3-76)(3-76a)恒压过滤方程式或

第18页:过滤介质阻力可以忽略时

当过滤介质阻力可以忽略时,恒压过滤方程式

第19页:恒压过滤

过滤常数介质常数由实验测定

第20页:恒速过滤与先恒速后恒压的过滤

本页为「恒速过滤与先恒速后恒压的过滤」小节导览页,列出本节包含的内容要点。

  • 第三章、非均相混合物分离及固体流态化
  • 3.2过滤分离原理及设备
  • 3.2.1流体通过固体颗粒床层的流动
  • 3.2.2过滤操作的原理
  • 3.2.3过滤基本方程式3 .
  • 2.4恒压过滤
  • 3.2.5恒速过滤与先恒速后恒压的过滤

第21页:恒速过滤

恒速过滤恒速过滤是维持过滤速率恒定的过滤方式。在这种情况下,由于随着过滤的进行,滤饼不断增厚,过滤阻力不断增大,要维持过滤速率不变,必须不断增大过滤的推动力——压力差。常数

第22页:过滤基本方程式

代入过滤基本方程式,得到令:于是对不可压缩滤饼进行恒速过滤时,其操作压力差随过滤时间成直线增高。

第23页:先恒速后恒压过滤装置

先恒速后恒压图3-19 先恒速后恒压过滤装置

第24页:恒压阶段的过滤

恒压阶段的过滤方程转入恒压操作后所经历的过滤时间。转入恒压操作后所得的滤液体积。

第25页:过滤常数的测定

本页为「过滤常数的测定」小节导览页,列出本节包含的内容要点。

  • 第三章、非均相混合物分离及固体流态化
  • 3.2过滤分离原理及设备
  • 3.2.1流体通过固体颗粒床层的流动
  • 3.2.2过滤操作的原理
  • 3.2.3过滤基本方程式3 .
  • 2.4恒压过滤
  • 3.2.5恒速过滤与先恒速后恒压的过滤
  • 3.2.6过滤常数的测定

第26页:过滤常数的测定

一、恒压下的测定过滤常数通常是在相同条件下,用相同物料,在小型实验设备上进行恒压过滤实验而获得。将恒压过滤方程式直线的斜率为,截距为。变换为

第27页:过滤常数的测定

二、压缩性指数s的测定先求出若干过滤压力差下的K值,然后对K-Δp数据加以处理上式两端取对数,得K与Δp的关系在双对数坐标上标绘时应是直线,直线的斜率为(1-s),截距为lg(2k)。

第28页:过滤设备

本页为「过滤设备」小节导览页,列出本节包含的内容要点。

  • 第三章、非均相混合物分离及固体流态化
  • 3.2过滤分离原理及设备
  • 3.2.1流体通过固体颗粒床层的流动
  • 3.2.2过滤操作的原理
  • 3.2.3过滤基本方程式3 .
  • 2.4恒压过滤
  • 3.2.5恒速过滤与先恒速后恒压的过滤
  • 3.2.6过滤常数的测定

第29页:板框压滤机

一、板框压滤机

第30页:板框压滤机

一、板框压滤机

第31页:板框压滤机

一、板框压滤机

第32页:板框压滤机

一、板框压滤机

第33页:加压叶滤机

二、加压叶滤机

第34页:转筒真空过滤机

三、转筒真空过滤机

第35页:练习题目与思考题

练习题目

思考题

  • 从过滤基本方程式分析提高过滤速率的措施。
  • 2.板框压滤机与叶滤机的洗涤方式有什么差别?
  • 3.试分析过滤压力差对过滤常数的影响。

作业题:6、7、81

第36页:滤饼的洗涤

本页为「滤饼的洗涤」小节导览页,列出本节包含的内容要点。

  • 第三章、非均相混合物分离及固体流态化
  • 3.2过滤分离原理及设备
  • 3.2.1流体通过固体颗粒床层的流动
  • 3.2.2过滤操作的原理
  • 3.2.3过滤基本方程式3 .
  • 2.4恒压过滤
  • 3.2.5恒速过滤与先恒速后恒压的过滤
  • 3.2.6过滤常数的测定

第37页:洗涤滤饼的目的

洗涤滤饼的目的是回收滞留在颗粒缝隙间的滤液,或净化构成滤饼的颗粒。单位时间内消耗的洗水容积洗涤速率洗涤时间

第38页:滤饼的洗涤

对于连续式过滤机及叶滤机等所采用的是置换洗涤法洗涤速率大致等于过滤终了时的过滤速率,即

第39页:滤饼的洗涤

板框压滤机采用的是横穿洗涤法,因此

第40页:滤饼的洗涤

若洗水黏度、洗水表压与滤液黏度、过滤压力差有明显差异时,依照过滤基本方程式,洗涤时间应做如下修正

第41页:过滤机的生产能力

本页为「过滤机的生产能力」小节导览页,列出本节包含的内容要点。

  • 第三章、非均相混合物分离及固体流态化
  • 3.2过滤分离原理及设备
  • 3.2.1流体通过固体颗粒床层的流动
  • 3.2.2过滤操作的原理
  • 3.2.3过滤基本方程式3 .
  • 2.4恒压过滤
  • 3.2.5恒速过滤与先恒速后恒压的过滤
  • 3.2.6过滤常数的测定

第42页:间歇过滤

一、间歇过滤机的生产能力则生产能力的计算式为一个操作周期的总时间为卸渣、清理、装合等辅助操作时间过滤时间洗涤时间

第43页:连续过滤

二、连续过滤机的生产能力连续过滤机(以转筒真空过滤机为例)的特点是过滤、洗涤、卸饼等等操作在转筒表面的不同区域内同时进行。任何一块表面在转筒回转一周过程中都只有部分时间进行过滤操作。一个操作周期就是转筒旋转一周所用时间:转筒转速

第44页:一个过滤周期内

在一个过滤周期内,转筒表面上任何一块过滤面积所经历的过滤时间均为:浸没度代入恒压过滤方程,得每小时所得滤液体积,即生产能力为:二、连续

第45页:滤布阻力可以忽略时

当滤布阻力可以忽略时,Ve=0,则上式简化为:二、连续

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