1、第五章 沉降與過濾,2,目的：非均相混合物的分離（提純、回收） 非均相混合物(物系)：物系內(nèi)部有相界面存在，而在相界面兩側(cè)的物料性質(zhì)截然不同的物系。例：含塵氣體、懸浮液、乳濁液、泡沫液,主要內(nèi)容,一 重力沉降 二 離心沉降 三 過濾 四 膜過濾 五 氣體凈化,4,一 重力沉降,運動的顆粒受力：重力、浮力和阻力,（p為顆粒密度）,當：F g - F b - F d =0時：,5,沉降阻力系數(shù),6,沉降速度計算 Re=(dput)/,計算方法試差法 步驟：假設(shè)流型采用對應(yīng)公式計算校核Re及流型,7,重力沉降分離,重力沉降分離臨界粒徑計算方法： h/ut l/u,9,重力沉降槽（增濃器和澄清器）,1

2、0,顆粒在離心力場中徑向沉降方向上受力分析：,三個力達到平衡時：,二 離心沉降,11,離心沉降速度,平衡時，顆粒在徑向上相對于流體的離心沉降速度為：,u r-離心沉降速度 u T-氣體在分離器中流速,離心沉降分離臨界粒徑： R/u r n2R/u,13,旋 液 分 離 器,14,過濾介質(zhì): 過濾采用的多孔物質(zhì) 濾漿: 所處理的懸浮液 濾液: 通過多孔通道的液體 濾餅或濾渣: 被截留的固體物質(zhì) 助濾劑：減小過濾阻力、提高濾餅的剛性和孔隙率的惰性材料。硅藻土、珍珠巖粉,三 過濾,基本概念：以多孔物質(zhì)為介質(zhì)，在外力的作用下，使懸浮液中的液體通過介質(zhì)的孔道，而固體顆粒被截留在介質(zhì)上，從而實現(xiàn)固液分離的

3、單元操作,15,過濾方式,過濾的操作基本方式 濾餅過濾 深層過濾,16,過濾的推動力、阻力和程序,推動力： （1）重力過濾 利用濾漿本身的液柱高度 （2）加壓過濾 在濾漿表面加壓 （3）真空過濾 在過濾介質(zhì)下方抽真空 （4）離心過濾 利用慣性離心力，數(shù)千上萬倍 過濾阻力：介質(zhì)阻力， 濾餅阻力 過濾程序 （1）過濾階段 恒速過濾和恒壓過濾 （2）濾餅洗滌 （3）濾餅擠壓或干燥 （4）濾餅卸除 回收濾餅,17,過濾基本理論,1、過濾速率與過濾速度,2、濾液通過濾餅層的流動 （過濾過程分析）,18,19,過濾基本方程,每獲得1m3濾液所形成的濾餅體積； m3 r單位壓強差下濾餅的比阻，1/m2 s

4、濾餅的壓縮性指數(shù)，無因次 一般情況下， s=01。對于不可壓縮濾 餅，s=0,20,恒壓過濾速率方程,恒壓過濾常數(shù)K: V 2 +2Ve V = KA2t q 2 +2qqe =Kt,注：q=V/A，qe=Ve/A,21,22,四 膜分離（膜過濾）,（一）膜分離原理與膜組件 膜是介于兩相流動相之間的一種凝固態(tài)物質(zhì) 膜具有多孔結(jié)構(gòu)，尺寸 nm m,中空纖維超濾膜組件,超濾液出口,（二）膜分離分類,1. 微濾 孔徑0.60.8m，用于從液相或者氣相中截留微粒、細菌、及其它污染物，例如液體制劑的除菌 2. 超濾 孔徑0.020.03m，用于溶劑小分子與分子量在500以上的溶質(zhì)大分子的分離，例如液體制劑的凈化 3. 納濾 孔徑一般為12nm，截留有機物，透過小分子、無機離子 4. 反滲透 在壓力作用下，特定分子或離子選擇性透過半透膜，孔100nm以下 5. 電滲析 在電場及離子交換膜共同作用下，陰、陽離子選擇性分離,（三） 氣體凈化,1. 機械除塵 (1) 重力除塵重力降塵室（幾十個m）,(2) 離心除塵（幾個m）,(3) 過濾除塵,29,2. 洗滌除塵,潔凈空氣凈化流程,初效過濾器：粗(大)孔無紡布、金屬絲網(wǎng)，10m以上顆粒 中效過濾器：中、細孔無紡布、金屬絲網(wǎng)，110m顆粒 亞高效過濾器：玻璃纖維濾紙， 15m顆