【正文】 ation）： 懸浮液放在大型容器里，其中的固體顆粒在重力下沉降，得到澄清液與稠漿的操作。 ?增稠器（ thickener）： 從較稠的原液中盡可能把液體分離出來(lái)而得到稠漿的設(shè)備。 為了促進(jìn)細(xì)小顆粒絮凝成較大顆粒以增大沉降速度，可往溶膠中加入少量電解質(zhì)。 ?常用絮凝劑 明礬、三氧化鋁、綠礬（硫酸亞鐵）、三氯化鐵等。 2. 絮凝劑 2)30/(2 ?? nmRmRF c ?? 如果以 R為轉(zhuǎn)鼓半徑，則 K值可作為衡量離心機(jī)分離能力的尺度。 離心分離因素 （ separation factor） K： 離心力與重力比。 （一） 離心沉降速度 236 ??? RdFppc ?離心力236 ??? RdFpb ?浮力2422rpdudF ??? ??阻力024)(62222 ???? rpppudrd ???????顆粒在離心力場(chǎng)中沉降時(shí)，在徑向沉降方向上受力分析。 2218)( ???? Rdu ppr??離心沉降速度：顆粒在徑向上相對(duì)于流體的速度，就是這個(gè)位置上的離心沉降速度 。 ?其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便； ?分離效率高； ?可用于高溫含塵氣體的分離； 特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)： ?外圓筒； ?內(nèi)圓筒； ?錐形筒。入口氣速約為 15～20m/s。顆粒的離心力較大，被甩向外層，氣流在內(nèi)層。 ?在圓錐部分，旋轉(zhuǎn)半徑縮小而切向速度增大，氣流與顆粒作下螺旋運(yùn)動(dòng)。 外圓筒 內(nèi)圓筒 錐形筒 切向入口 關(guān)風(fēng)器 (防止空氣進(jìn)入 ) 含塵氣體 固相 凈化氣體 外螺旋 內(nèi)螺旋 工作過(guò)程 ui—— 進(jìn)口氣流的流速， m/s B—— 入口寬度 (沉降距離 )， m N —— 氣流旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)。 ippc uNBd)(3 ??????臨界粒徑：能夠 100％除去的最小粒徑。 設(shè)計(jì)計(jì)算 標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)分離器的尺寸 4/8/,2,22/,4/,2/2211DDDSDHDHDDDBDh???????H1 H2 S B D D1 h ui 氣體通過(guò)旋風(fēng)分離器的壓力損失，可用進(jìn)口氣體動(dòng)壓的某一倍數(shù)表示為： 2/2iup ????212130HHDDBh???式中的阻力系數(shù)用下式計(jì)算： 壓力損失 ?圓筒直徑一般為 200～ 800mm， 有系列尺寸。 ?壓力損失約為 1～ 2kPa。 主要技術(shù)參數(shù) 例：溫度為 20℃ ，壓力為 ， 流量為 空氣，用標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)分離器除塵。選擇合適的旋風(fēng)分離器，使之能 100%的分離出 ?m以上的粉塵。 解： 20℃ ， ： ?=， ?= 105Pa?s 確定進(jìn)口氣速： ui=20m/s (1520m/s) 計(jì)算 D和 b： 流量 V=Sui=Bhu B=D/5,h=3D/5 =(D/5) (3D/5) 20 D= 取 D=1100 mm 旋風(fēng)分離器的選用 此時(shí) 550,160,220,1 2 0 0,1 1 0 0 121 ?????? DhBHDHsmu hBVi /)5/()5/( ??? ?? 求 dpc muN Bdippc ????? )(3 5 ???? ????? ?k P aup i ?????? ??2121??? HHD DBh?求 ?p 求 D， 使 dpc= ?m muNBd Bippc ????? )(3 5 ???? ??? ?? ?B=， D=5B ， h=3D/5=3B=， 取 ui=17m/s 175 2 7 ???xx=， 取 x=2 D=5B=， 取 D=800mm 校核 )/20~15(/)5/()5/( 2/ smsmu hBVi ??? ??所以，所選分離器適用。已知固體密度為 1100kg/m3， 粒徑為 ?m， 氣體密度為 ， 粘度為 105Pa?s， 流量為 .40m3/s， 允許壓強(qiáng)降為 1780Pa。 習(xí)題 ?由于分離器各部分的尺寸都是 D的倍數(shù)，所以只要進(jìn)口氣速u(mài)i相同，不管多大的旋風(fēng)分離器，其壓力損失都相同。 旋風(fēng)分離器的使用 雙聯(lián) 四聯(lián) 用若干個(gè)小旋風(fēng)分離器并來(lái)代替一個(gè)大旋風(fēng)分離器，可以提高分離效率。 2. 工作過(guò)程 ?含塵氣體進(jìn)入袋濾器； ?氣體通過(guò)濾袋，經(jīng)頂部排出； ?灰塵被截留； ?聚集一定厚度灰塵后，壓縮空氣通入，濾袋振動(dòng)，灰塵落下； ?灰塵經(jīng)過(guò)排灰閥排除。 袋濾器 袋式過(guò)濾器動(dòng)畫(huà) 含塵氣體的分離系統(tǒng) 40~50 ?m 5 ?m， dpc50=1~2 ?m ?m達(dá) 90% 灰塵 含塵氣體 凈化氣體 灰塵 灰塵 重力沉降室 旋風(fēng)分離器 袋濾器 離心風(fēng)機(jī) 利用離心力的作用，使懸浮液中固體顆粒增稠或使粒徑不同及密度不同的顆粒進(jìn)行分級(jí)。 4 旋液分離器 (hydraulic cyclone) ?懸浮液從圓筒上部的切向進(jìn)口進(jìn)入器內(nèi)，旋轉(zhuǎn)向下流動(dòng)。 ?澄清的液體或含有較小較輕顆粒的液體，則形成向上的內(nèi)旋流，經(jīng)上部中心管從頂部溢流管排出，稱(chēng)為溢流。 ? 要達(dá)到同樣的臨界粒徑要求，則旋液分離器的直徑要比旋風(fēng)分離器小很多。 ?懸浮液進(jìn)口速度一般為 5～ 15m/s。 ?分離的顆粒直徑約為 10～ 40?m。 以某種多孔物質(zhì)為介質(zhì)，在外力的作用下，使懸浮液中的液體通過(guò)介質(zhì)的孔道，而固體顆粒被截留在介質(zhì)上，從而實(shí)現(xiàn)固液分離的單元操作。 濾餅 (filter cake)： 截留的固體物質(zhì)。 濾液 (filterate)： 通過(guò)多孔通道的液體。多用于含少量細(xì)微顆粒的懸浮液，如白酒等的精濾。 （ 1） 多孔性 ， 液體流過(guò)的阻力?。? （ 2） 有足夠的強(qiáng)度； （ 3） 耐腐蝕性和耐熱性； （ 4） 孔道大小適當(dāng) ， 能發(fā)生架橋現(xiàn)象 。 ? 開(kāi)始后：迅速發(fā)生“架橋現(xiàn)象”，顆粒被攔截，濾液澄清。 （二） 過(guò)濾方式 過(guò)濾的操作基本方式有兩種： 濾餅過(guò)濾 和 深層過(guò)濾 。 餅層過(guò)濾適于處理固體含量較高的懸浮液。 深層過(guò)濾 ?過(guò)濾對(duì)象：懸浮液中的固體顆粒小而少。 ?過(guò)濾原理：顆粒尺寸 ? 介質(zhì)通道尺寸，顆粒通過(guò)細(xì)長(zhǎng)而彎曲的孔道，靠靜電和分子的作用力附著在介質(zhì)孔道上。 2. 深層過(guò)濾 (deep bed filtration)： 深床過(guò)濾 不可壓縮濾餅 ：若顆粒由不易變形的堅(jiān)硬固體組成 ， 則當(dāng)壓強(qiáng)差增大時(shí) ， 濾餅的結(jié)構(gòu)不發(fā)生明顯變化 ， 單位厚度濾餅的流動(dòng)阻力可視作恒定 ， 這類(lèi)濾餅稱(chēng)為不可壓縮濾餅 。濾餅的壓縮性對(duì)壓強(qiáng)差有較大影響。 （三） 濾餅的壓縮性和助濾劑 助濾劑 ：對(duì)于可壓縮濾餅 ， 為了使過(guò)濾順利進(jìn)行 ， 可以將質(zhì)地堅(jiān)硬而能形成疏松濾餅的另一種固體顆粒混入懸浮液或預(yù)涂于過(guò)濾介質(zhì)上 ， 以形成疏松餅層 ， 使得濾液暢流 ， 該種顆粒狀物質(zhì)就稱(chēng)為助濾劑 。 助濾劑的基本要求： 能形成多孔餅層的剛性顆粒，使濾餅有良好的滲透性及較低的流體阻力。 在操作壓強(qiáng)范圍內(nèi)具有不可壓縮性。 ?濾板：凹凸不平的表面，凸部用來(lái)支撐濾布，凹槽是濾液的流道。 ?洗滌板 ： 左上角的洗水通道與兩側(cè)表面的凹槽相通， 使洗水流進(jìn)凹槽； ?非洗滌板： 洗水通道與兩側(cè)表面的凹槽不相通。 板框過(guò)濾機(jī) 為了避免這兩種板和框的安裝次序有錯(cuò)，在鑄造時(shí)常在板與框的外側(cè)面分別鑄有一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)小鈕。 ?濾框： ?濾漿通道： 濾框右上角的圓孔 ?洗水通道： 濾框左上角的圓孔 濾漿 洗水 濾板 濾框 洗板 濾布 板框過(guò)濾機(jī) 板框過(guò)濾機(jī)的操作是間歇式的，每個(gè)操作循環(huán)由裝合、過(guò)濾、洗滌、卸渣、整理五個(gè)階段 。 2)、過(guò)濾： 用泵把濾漿送進(jìn)右上角的濾漿通道，由通道流進(jìn)每個(gè)濾框里。固體顆粒積存在濾框內(nèi)形成濾餅，直到框內(nèi)充滿濾餅為止。然后，洗水橫穿濾布和濾餅，最后由非洗滌板下角的濾液出口排出。 4)、卸渣、整理 打開(kāi)板框，卸出濾餅，洗滌濾布及板、框。 為什么？ ?結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，占地面積小，過(guò)濾面積大。 ?對(duì)物料的適應(yīng)能力較強(qiáng)，由于操作壓力較高（ 3~10kg/cm2 ）， 對(duì)顆粒細(xì)小而液體粘度較大的濾漿，也能適用。 ?近年出現(xiàn)了各種自動(dòng)操作的板框壓濾機(jī)，使勞動(dòng)強(qiáng)度得到減輕。 工作過(guò)程 轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 動(dòng)盤(pán) 定盤(pán) 轉(zhuǎn)筒 金屬網(wǎng) 濾布 濾餅 攪拌器 洗滌噴頭 料漿槽 刮刀 （三）轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī) （ rotarydrum vacuum filter） 1 10 9 8 7 6 5 4 3 2 18 17 16 15 14 13 11 12 動(dòng)盤(pán) 轉(zhuǎn)筒及分配頭的結(jié)構(gòu) 工作過(guò)程 定盤(pán) 18格分成 6個(gè)工作區(qū) ?1區(qū) (1~7格 )：過(guò)濾區(qū)； ?2區(qū) (8~10格 )：濾液吸干區(qū)； ?3區(qū) (12~13格 )：洗滌區(qū)； ?4區(qū) (14格 )：洗后吸干區(qū)； ?5區(qū) (16格 )：吹松卸渣區(qū)； ?6區(qū) (17格 )：濾布再生區(qū)。 ?洗滌區(qū) (3~4區(qū) )， g槽 。 f 槽 h 槽 g 槽 轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)動(dòng)畫(huà) 1 10 9 8 7 6 5 4 3 2 18 17 16 15 14 13 11 12 定盤(pán) 動(dòng)盤(pán) 轉(zhuǎn)筒及分配頭的結(jié)構(gòu) 轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī) ?自動(dòng)連續(xù)操作； ?適用于處理量大，固體顆粒含量較多的濾漿； ?真空下操作，其過(guò)濾推動(dòng)力較低 (最高只有 1atm)， 對(duì)于濾餅阻力較大的物料適應(yīng)能力較差。 整個(gè)轉(zhuǎn)筒圓周在任何瞬間都劃分為 : 特點(diǎn)： 工作過(guò)程 ?過(guò)濾區(qū) 。 ?干燥卸渣區(qū) 。 三、過(guò)濾計(jì)算 1. 濾液通過(guò)餅層的流動(dòng) （一）過(guò)濾基本方程 顆粒床層的特性可用 空隙率 、 當(dāng)量直徑 等物理量來(lái)描述。 式中 ε—— 床層的空隙率， m3/m3。 顆粒體積顆粒表面積?a比表面積 ： 單位體積顆粒所具有的表面積稱(chēng)為比表面積。 在與過(guò)濾介質(zhì)相垂直的方向上 ， 床層空隙中的濾液流速 u1與按整個(gè)床層截面積計(jì)算的濾液平均流速 u之間的關(guān)系為： ?uu ?1)()1(1223LpaKu c??? ???? 上式中的比例常數(shù) K′ 與濾餅的空隙率 、 顆粒形狀 、 排列及粒度范圍諸因素有關(guān) 。 ad e )1( ????Lpdu ce?)(21??)()1(5 223LpaA dtdVu c??? ????)()1(5 223LpAadtdV c??? ???式中 V —— 濾液量， m3；