【正文】 PAddV c???? （ 5） 速度＝推動(dòng)力 ∕阻力 2022/10/24 由 R＝ rL可知 ， 比阻 r是單位厚度濾餅的阻力 ， 數(shù)值上等于粘度為 1m/s的平均流速通過(guò)厚度為 1m的濾餅層時(shí) ， 所產(chǎn)生的壓強(qiáng)降 。 過(guò)濾介質(zhì)的阻力 過(guò)濾介質(zhì)的阻力也與其厚度及本身的致密程度有關(guān) ， 通常把過(guò)濾介質(zhì)的阻力視為常數(shù) 。 也稱為過(guò)濾設(shè)備的 表壓強(qiáng) 。 )()(mmmcRRpRRppAddV???????????(6) 2022/10/24 設(shè)想以一層厚度為 Le的濾餅來(lái)代替濾布 ， me RrL ?故 （ 6） 式可寫(xiě)為 ）（ 7 )()(ee LLrPrLrLPAddV?????????式中： Le—— 過(guò)濾介質(zhì)的當(dāng)量濾餅厚度 ， 或稱為虛擬濾餅厚度 ， m 在一定的操作條件下 ， 以一定介質(zhì)過(guò)濾一定懸浮液時(shí) ， Le為定值 ， 但同一介質(zhì)在不同的過(guò)濾操作中 ， Le值不同 。 同理 ： AvVLe e?Ve—— 過(guò)濾介質(zhì)的當(dāng)量濾液體積 ， 或稱虛擬濾液體積 ， m3 在一定的操作條件下 ， 以一定介質(zhì)過(guò)濾一定的懸浮液時(shí) ，Ve為定值 ， 但同一介質(zhì)在不同的過(guò)濾操作中 ， Ve值不同 。 ?? s—— 濾餅的壓縮性指數(shù) ， 無(wú)因次 。 2022/10/24 對(duì)于可壓縮濾餅 ， 過(guò)濾速率 )(12esVVrPAddV???? ????——過(guò)濾基本方程式 適用于可壓縮濾餅及不可壓縮濾餅 。 2022/10/24 恒壓過(guò)濾： 在恒定壓強(qiáng)差下進(jìn)行的過(guò)濾操作。但推動(dòng)力ΔP恒定， 過(guò)濾速率逐漸變小 。 ?? rk ??1令 k—— 表征過(guò)濾物料特性的常數(shù) ， （ m4/） 。 在壓強(qiáng)差恒為 104Pa的條件下過(guò)濾 ,假設(shè)濾布阻力可以忽略 ,試求： 1） 每 m2過(guò)濾面積上獲得 。 ee Kq ??2求得 e?2022/10/24 2022/10/24 壓縮性指數(shù) s的測(cè)定 由 spkk ??? 12兩端取對(duì)數(shù) ， 得 )2lg ()lg ()1(lg kpsk ????vrk 39。 由此可得到濾餅的壓縮性指數(shù)s及物料特性常數(shù) k。 濾板和濾框 多做成正方形 ，角上均開(kāi)有小孔，組合后即 構(gòu)成供濾漿和洗滌水流通的孔道。 五、過(guò)濾設(shè)備 2022/10/24 濾板的作用 ：支持濾布和提供濾液流出的通道 。 三鈕板 一鈕板 2022/10/24 2022/10/24 2022/10/24 2） 板框壓濾機(jī)的操作 板框壓濾機(jī)為 間歇操作 ， 每個(gè)操作循環(huán)由裝合 、 過(guò)濾 、洗滌 、 卸餅 、 清理 5個(gè)階段組成 。 顆粒 被濾布截留而沉積在濾布上 ， 待濾餅充滿全框后 ，停止過(guò)濾 。 洗滌水 在壓差的推動(dòng)力下先穿過(guò)一層濾布及整個(gè)框厚的濾餅 ， 然后再穿過(guò)一層濾布 ， 最后沿濾板 （ 一鈕板 ） 板面溝道至濾液出口排出 。 板框壓濾機(jī)的 優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ， 制造容易 ， 設(shè)備緊湊 ， 過(guò)濾面積大而占地小 ， 操作壓強(qiáng)高 ， 濾餅含水少 ， 對(duì)各種物料的適應(yīng)能力強(qiáng) 。 2022/10/24 2022/10/24 加壓葉濾機(jī) 葉濾機(jī) 是由許多不同寬度的長(zhǎng)方形濾葉裝合而成 。 葉濾機(jī)也為 間歇操作 ， 過(guò)濾時(shí)濾葉安裝在能承受內(nèi)壓的密閉機(jī)殼內(nèi) 。 顆粒沉積在濾布上 ， 形成濾餅 ， 當(dāng)濾餅積到一定厚度 ， 停止過(guò)濾 。 葉濾機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備緊湊 ， 密閉操作 ， 勞動(dòng)條件較好 ， 每次循環(huán)濾布不用裝卸 ， 勞動(dòng)力較省 。 設(shè)備的主體是一個(gè)能轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓筒 ， 圓筒表面有一層金屬網(wǎng) ， 網(wǎng)上覆蓋濾布 ， 筒的下部進(jìn)入濾漿中 ， 圓筒沿徑向分割成若干扇形格 ， 每個(gè)都有單獨(dú)的孔道通至分配頭上 。 如圖 。 圖上扇形格 1至 7所處的位置稱為過(guò)濾區(qū) 。扇形格 8至 10所處的位置稱為吸干區(qū) 。 扇形格 1 13所處的位置稱為洗滌區(qū) 。 當(dāng)扇形格有一區(qū)轉(zhuǎn)入另一區(qū)時(shí) ， 因有不工作區(qū)的存在 ，使操作區(qū)不致相互串通 。 扇形格 1 17與固定盤(pán)凹槽 h相通 ， 在與壓縮空氣管道相連 ， 壓縮空氣從內(nèi)向外穿過(guò)濾布而將濾餅吹松 ， 隨后由刮刀將濾餅卸除 。 如此連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn) ， 整個(gè)轉(zhuǎn)筒表面上便構(gòu)成了連續(xù)的過(guò)濾操作 。 轉(zhuǎn)速可在一定范圍內(nèi)調(diào)整 ， 通常為 ～ 3r/min。 轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是能連續(xù)自動(dòng)操作 ， 省人力 ， 生產(chǎn)能力大 ， 適用于處理易含過(guò)濾顆粒的濃懸浮液 。 過(guò)濾推動(dòng)力有限 ， 不易過(guò)濾高溫的懸浮液 。 洗滌速率 洗滌速率： 單位時(shí)間內(nèi)消耗的洗水容積 ， 以 wddV )/( ?表示 。 六、濾餅的洗滌 2022/10/24 葉濾機(jī)采用的 置換洗滌法 ， 洗水與過(guò)濾終了時(shí)的濾液流過(guò)的路徑就完全相同 。 而供洗水流通的面積僅為過(guò)濾面積的一半 Eewe LLLL )(2)( ??? AAw 21?2022/10/24 當(dāng)操作壓強(qiáng)差和洗水與濾液粘度相同時(shí) )(39。 ))((39。 七、過(guò)濾機(jī)生產(chǎn)能力的計(jì)算 2022/10/24 由 ?22 2 KAVVV e ??恒壓過(guò)濾時(shí) ， 每次過(guò)濾所需時(shí)間 VKAVVKAe22221 ??? 對(duì)于葉濾機(jī) ,令 a為洗滌液量與濾液量的比值 ， 那么洗滌液量為 aV， 洗滌時(shí)間為 : VKAaVVKAaVVKAaVeew 2222 22)(2?????Dee VKAaVVKAaVKAVVKAV????????222222222212022/10/24 以 θ對(duì) V求導(dǎo) ， 令 0?dVd?， 得 22221KAaKAV D??? 21 22222 VKAaVKAD??? —— 生產(chǎn)能力最大的條件 如果過(guò)濾介質(zhì)阻力可以忽略不計(jì) ， 可得 ?? )21( aD ??時(shí) ， 生產(chǎn)能力最大 。 如不進(jìn)行洗滌 ， 則 ?? ?D時(shí) ， 生產(chǎn)能力最大 。 例： 用一臺(tái) BMS/63525板框壓濾機(jī)過(guò)濾一種含固體顆粒為25kg/m3 的懸浮液 ， 在過(guò)濾機(jī)入口處濾漿的表壓為 105Pa,已測(cè)得在此壓力下 K= 104， qe=，所用濾布與實(shí)驗(yàn)時(shí)的相同 ， 料漿溫度為 25℃ ， 每次過(guò)濾到濾餅充滿濾框?yàn)橹?， 然后用清水洗滌濾餅 ， 洗水溫度及表壓與濾漿相同 ， 體積為濾液體積的 8%， 每次卸渣 ， 清理 ， 2022/10/24 裝合等輔助操作時(shí)間為 15min。 求此板框壓濾機(jī)的生產(chǎn)能力 ， 并討論此板框壓濾機(jī)是否在最佳操作狀態(tài)下操作 。 11 00 02 93 01 93 0 ??? xxx=518kg 2022/10/24 1m3濾餅中固相顆粒質(zhì)量為 1930518=1412 kg 設(shè)每 1m3濾液中含水 ykg 12930251000 ??y y= kg 生成 1m3濾餅所需的濾漿質(zhì)量為 kg5 7 4 1 225 9 11 4 1 2 ???生成 1m3濾餅的濾液的質(zhì)量為： （ 574121930） =55482kg 濾液體積為 : 100055482 m?2022/10/24 濾框全部充滿時(shí)的濾液體積為 mV ???過(guò)濾終了時(shí)單位面積濾量為 23 /6 9 mmAVq ???代入 ?Kqqqe ?? 22?42 ????? qqs2835??過(guò)濾終了時(shí)濾液的速率 6 6 6 )(2 ?? ??qeq qqKddq?sm / 2 8 12 44??????2022/10/24 洗滌液體積 mVV W ????)(41??ddVV WW ?Eddq )/(1???? ???s1746?生產(chǎn)能力 9 0 01 7 4 62 8 3 63 6 0 ????Qhm / 3?2022/10/24 )( 42?????? 2222281 VKAaVKAD ???根據(jù)獲得最大生產(chǎn)能力的要求 ， 輔助操作時(shí)間應(yīng)為 s4308? 這就是說(shuō)實(shí)際所用過(guò)濾時(shí)間太長(zhǎng) ， 對(duì)這種懸浮液 ， 為提高生產(chǎn)能力 。 連續(xù)過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力 浸沒(méi)度 :轉(zhuǎn)筒表面浸入濾漿中的分?jǐn)?shù) ， 以 φ表示 。 2022/10/24 若轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速為 n r/min,轉(zhuǎn)筒回轉(zhuǎn)一周所用時(shí)間： nT60?整個(gè)轉(zhuǎn)筒表面上任何一小塊過(guò)濾面積所經(jīng)歷的過(guò)濾時(shí)間為： nT /60 ??? ?? 從生產(chǎn)能力的角度來(lái)看 ,一臺(tái)總過(guò)濾面積為 A， 浸沒(méi)角度為 φ， 轉(zhuǎn)速為 n r/min的連續(xù)式轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī) ， 與一臺(tái)同樣條件下操作的過(guò)濾面積為 A， 操作周期為 T=60/n， 每次過(guò)濾時(shí)間 n/60 ?? ? 的間歇式板框壓濾機(jī)是等效的 。 2022/10/24 例： 用轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)于 50kPa真空度下過(guò)濾密度為1220kg/m3的某種水懸浮液 ， 操作條件下的過(guò)濾常數(shù)K= 106m2/s， 過(guò)濾介質(zhì)的阻力可忽略不計(jì) 。 2) 轉(zhuǎn)筒表面最終濾餅厚度 δ。離心過(guò)濾在各種間歇或連續(xù)操作的離心過(guò)濾機(jī)中進(jìn)行。 2022/10/24 懸筐式離心機(jī) 也稱三足式離心機(jī)（ suspendedblasket cenrifuge）是一種常用的人工卸料的間歇式離心機(jī)。整個(gè)機(jī)座和外罩藉三根彈簧懸掛于三足支柱上，以減輕運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)。它與其他型式的離心機(jī)相比，具有構(gòu)造簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)周期可靈活掌握等優(yōu)點(diǎn)，一般可用于間歇生產(chǎn)過(guò)程中的小批量物料的處理，尤其適用與各種鹽類結(jié)晶的過(guò)濾和脫水，晶體較少受到破損。 2022/10/24 2 、刮刀卸料式離心機(jī) 懸浮液從加熱管進(jìn)入連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的臥式轉(zhuǎn)鼓，機(jī)內(nèi)設(shè)有粑齒以使沉積的濾渣均布于轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁。然后，藉液壓傳動(dòng)的刮刀逐漸向上移動(dòng)，將濾餅刮入卸料斗卸出機(jī)外，然后清洗轉(zhuǎn)鼓。 2022/10/24 活塞往復(fù)式卸料離心機(jī) 這種離心機(jī)的加料過(guò)濾、洗滌、瀝干、卸料等操作同時(shí)在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的不同部位進(jìn)行。轉(zhuǎn)鼓底部裝有與轉(zhuǎn)鼓一起旋轉(zhuǎn)的推料活塞，其直徑梢小于轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁。 2022/10/24 第五節(jié) 固體流態(tài)化 一、 固體流態(tài)化現(xiàn)象 流態(tài)化 ：一種使固體顆粒層通過(guò)與運(yùn)動(dòng)的流體接觸而具有流體某些表觀特性的過(guò)程。 特點(diǎn) : 若床層橫截面直徑比顆粒直徑大得多，床層各向同性。 2022/10/24 (2) 流化床 定義 : 當(dāng)流體空速趨進(jìn)于某一臨界速度 umf ，顆粒開(kāi)始松動(dòng)，床層略有膨脹，床層高度增子增至 Lmf ，顆粒位置稍作調(diào)整，當(dāng)流速繼續(xù)加大， 固體顆粒呈懸浮狀，顆粒重量不是靠與其接觸的下面顆粒的支撐，而是靠流體對(duì)其產(chǎn)生的曳力與浮力支托，懸浮的顆粒在向上流過(guò)的流體中作隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，或擺動(dòng)，或自轉(zhuǎn)，并同時(shí)發(fā)生固體顆粒沿不同的回路作上下運(yùn)動(dòng)，由于這時(shí)固體顆粒的行為猶如沸騰液體在翻騰，故被稱為流化床或沸騰床。 種類： 1）散式流化 : 若流化床中固體顆粒均勻地分散于流體， 床層中各處空隙率大致相等，床層有穩(wěn)定的上界面，這種流化形式稱為散式流化。 氣體通過(guò)床層時(shí)優(yōu)先通過(guò)孔穴，孔穴不是穩(wěn)定不變的，氣體支撐的孔穴上方的顆粒會(huì)落下，使孔穴位置上升，在上界面破裂。 2022/10/24 ⅲ 稀相區(qū) : 在發(fā)生聚式流化時(shí)，細(xì)顆粒被氣體帶到上方，形成稀相區(qū)。 兩個(gè)區(qū)之間有分界面。 (3) 輸送床 當(dāng)流體空速超過(guò)流化床上限空速后，床層高度不斷升高，床層空隙率趨于 1 ，流體空速與真正速度一致，且大于顆粒的沉降速度，則顆粒不能停留在容器中，逐漸被流體帶出容器，被稱為輸送床。 1）流化床操作時(shí)，固體顆粒會(huì)取得水平的床層上表面，可從側(cè)孔流出，使流化床操作中能連續(xù)加料和出料。 ? ? gAmp sspf ??? ???2022/10/24 ②聚式流化： 由于氣穴的形成與破裂，流化床層的壓降會(huì)有起伏，還可能發(fā)生兩種不正常的操作狀況，即騰涌與溝流。發(fā)生騰涌時(shí)， 氣固接觸不良，設(shè)備易損壞，騰涌的流化壓降高于散式流化壓降。發(fā)生溝