【正文】 PAddV c???? （ 5） 速度＝推動力 ∕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的平均流速通過厚度為 1m的濾餅層時 ， 所產(chǎn)生的壓強降 。 過濾介質(zhì)的阻力 過濾介質(zhì)的阻力也與其厚度及本身的致密程度有關 ， 通常把過濾介質(zhì)的阻力視為常數(shù) 。 也稱為過濾設備的 表壓強 。 )()(mmmcRRpRRppAddV???????????(6) 2022/10/24 設想以一層厚度為 Le的濾餅來代替濾布 ， me RrL ?故 （ 6） 式可寫為 ）（ 7 )()(ee LLrPrLrLPAddV?????????式中： Le—— 過濾介質(zhì)的當量濾餅厚度 ， 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)過濾一定懸浮液時 ， Le為定值 ， 但同一介質(zhì)在不同的過濾操作中 ， Le值不同 。 同理 ： AvVLe e?Ve—— 過濾介質(zhì)的當量濾液體積 ， 或稱虛擬濾液體積 ， m3 在一定的操作條件下 ， 以一定介質(zhì)過濾一定的懸浮液時 ，Ve為定值 ， 但同一介質(zhì)在不同的過濾操作中 ， Ve值不同 。 ?? s—— 濾餅的壓縮性指數(shù) ， 無因次 。 2022/10/24 對于可壓縮濾餅 ， 過濾速率 )(12esVVrPAddV???? ????——過濾基本方程式 適用于可壓縮濾餅及不可壓縮濾餅 。 2022/10/24 恒壓過濾： 在恒定壓強差下進行的過濾操作。但推動力ΔP恒定， 過濾速率逐漸變小 。 ?? rk ??1令 k—— 表征過濾物料特性的常數(shù) ， （ m4/） 。 在壓強差恒為 104Pa的條件下過濾 ,假設濾布阻力可以忽略 ,試求： 1） 每 m2過濾面積上獲得 。 ee Kq ??2求得 e?2022/10/24 2022/10/24 壓縮性指數(shù) s的測定 由 spkk ??? 12兩端取對數(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 ，角上均開有小孔，組合后即 構(gòu)成供濾漿和洗滌水流通的孔道。 五、過濾設備 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） 板框壓濾機的操作 板框壓濾機為 間歇操作 ， 每個操作循環(huán)由裝合 、 過濾 、洗滌 、 卸餅 、 清理 5個階段組成 。 顆粒 被濾布截留而沉積在濾布上 ， 待濾餅充滿全框后 ，停止過濾 。 洗滌水 在壓差的推動力下先穿過一層濾布及整個框厚的濾餅 ， 然后再穿過一層濾布 ， 最后沿濾板 （ 一鈕板 ） 板面溝道至濾液出口排出 。 板框壓濾機的 優(yōu)點： 結(jié)構(gòu)簡單 ， 制造容易 ， 設備緊湊 ， 過濾面積大而占地小 ， 操作壓強高 ， 濾餅含水少 ， 對各種物料的適應能力強 。 2022/10/24 2022/10/24 加壓葉濾機 葉濾機 是由許多不同寬度的長方形濾葉裝合而成 。 葉濾機也為 間歇操作 ， 過濾時濾葉安裝在能承受內(nèi)壓的密閉機殼內(nèi) 。 顆粒沉積在濾布上 ， 形成濾餅 ， 當濾餅積到一定厚度 ， 停止過濾 。 葉濾機的優(yōu)點是設備緊湊 ， 密閉操作 ， 勞動條件較好 ， 每次循環(huán)濾布不用裝卸 ， 勞動力較省 。 設備的主體是一個能轉(zhuǎn)動的水平圓筒 ， 圓筒表面有一層金屬網(wǎng) ， 網(wǎng)上覆蓋濾布 ， 筒的下部進入濾漿中 ， 圓筒沿徑向分割成若干扇形格 ， 每個都有單獨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) 。 當扇形格有一區(qū)轉(zhuǎn)入另一區(qū)時 ， 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)向外穿過濾布而將濾餅吹松 ， 隨后由刮刀將濾餅卸除 。 如此連續(xù)運轉(zhuǎn) ， 整個轉(zhuǎn)筒表面上便構(gòu)成了連續(xù)的過濾操作 。 轉(zhuǎn)速可在一定范圍內(nèi)調(diào)整 ， 通常為 ～ 3r/min。 轉(zhuǎn)筒真空過濾機的優(yōu)點是能連續(xù)自動操作 ， 省人力 ， 生產(chǎn)能力大 ， 適用于處理易含過濾顆粒的濃懸浮液 。 過濾推動力有限 ， 不易過濾高溫的懸浮液 。 洗滌速率 洗滌速率： 單位時間內(nèi)消耗的洗水容積 ， 以 wddV )/( ?表示 。 六、濾餅的洗滌 2022/10/24 葉濾機采用的 置換洗滌法 ， 洗水與過濾終了時的濾液流過的路徑就完全相同 。 而供洗水流通的面積僅為過濾面積的一半 Eewe LLLL )(2)( ??? AAw 21?2022/10/24 當操作壓強差和洗水與濾液粘度相同時 )(39。 ))((39。 七、過濾機生產(chǎn)能力的計算 2022/10/24 由 ?22 2 KAVVV e ??恒壓過濾時 ， 每次過濾所需時間 VKAVVKAe22221 ??? 對于葉濾機 ,令 a為洗滌液量與濾液量的比值 ， 那么洗滌液量為 aV， 洗滌時間為 : VKAaVVKAaVVKAaVeew 2222 22)(2?????Dee VKAaVVKAaVKAVVKAV????????222222222212022/10/24 以 θ對 V求導 ， 令 0?dVd?， 得 22221KAaKAV D??? 21 22222 VKAaVKAD??? —— 生產(chǎn)能力最大的條件 如果過濾介質(zhì)阻力可以忽略不計 ， 可得 ?? )21( aD ??時 ， 生產(chǎn)能力最大 。 如不進行洗滌 ， 則 ?? ?D時 ， 生產(chǎn)能力最大 。 例： 用一臺 BMS/63525板框壓濾機過濾一種含固體顆粒為25kg/m3 的懸浮液 ， 在過濾機入口處濾漿的表壓為 105Pa,已測得在此壓力下 K= 104， qe=，所用濾布與實驗時的相同 ， 料漿溫度為 25℃ ， 每次過濾到濾餅充滿濾框為止 ， 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 裝合等輔助操作時間為 15min。 求此板框壓濾機的生產(chǎn)能力 ， 并討論此板框壓濾機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 濾框全部充滿時的濾液體積為 mV ???過濾終了時單位面積濾量為 23 /6 9 mmAVq ???代入 ?Kqqqe ?? 22?42 ????? qqs2835??過濾終了時濾液的速率 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 ， 輔助操作時間應為 s4308? 這就是說實際所用過濾時間太長 ， 對這種懸浮液 ， 為提高生產(chǎn)能力 。 連續(xù)過濾機的生產(chǎn)能力 浸沒度 :轉(zhuǎn)筒表面浸入濾漿中的分數(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)一周所用時間： nT60?整個轉(zhuǎn)筒表面上任何一小塊過濾面積所經(jīng)歷的過濾時間為： nT /60 ??? ?? 從生產(chǎn)能力的角度來看 ,一臺總過濾面積為 A， 浸沒角度為 φ， 轉(zhuǎn)速為 n r/min的連續(xù)式轉(zhuǎn)筒真空過濾機 ， 與一臺同樣條件下操作的過濾面積為 A， 操作周期為 T=60/n， 每次過濾時間 n/60 ?? ? 的間歇式板框壓濾機是等效的 。 2022/10/24 例： 用轉(zhuǎn)筒真空過濾機于 50kPa真空度下過濾密度為1220kg/m3的某種水懸浮液 ， 操作條件下的過濾常數(shù)K= 106m2/s， 過濾介質(zhì)的阻力可忽略不計 。 2) 轉(zhuǎn)筒表面最終濾餅厚度 δ。離心過濾在各種間歇或連續(xù)操作的離心過濾機中進行。 2022/10/24 懸筐式離心機 也稱三足式離心機（ suspendedblasket cenrifuge）是一種常用的人工卸料的間歇式離心機。整個機座和外罩藉三根彈簧懸掛于三足支柱上，以減輕運轉(zhuǎn)時的振動。它與其他型式的離心機相比，具有構(gòu)造簡單，運轉(zhuǎn)周期可靈活掌握等優(yōu)點，一般可用于間歇生產(chǎn)過程中的小批量物料的處理，尤其適用與各種鹽類結(jié)晶的過濾和脫水，晶體較少受到破損。 2022/10/24 2 、刮刀卸料式離心機 懸浮液從加熱管進入連續(xù)運轉(zhuǎn)的臥式轉(zhuǎn)鼓，機內(nèi)設有粑齒以使沉積的濾渣均布于轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁。然后，藉液壓傳動的刮刀逐漸向上移動，將濾餅刮入卸料斗卸出機外，然后清洗轉(zhuǎn)鼓。 2022/10/24 活塞往復式卸料離心機 這種離心機的加料過濾、洗滌、瀝干、卸料等操作同時在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的不同部位進行。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與運動的流體接觸而具有流體某些表觀特性的過程。 特點 : 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 : 當流體空速趨進于某一臨界速度 umf ，顆粒開始松動，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，而是靠流體對其產(chǎn)生的曳力與浮力支托，懸浮的顆粒在向上流過的流體中作隨機運動，或擺動，或自轉(zhuǎn)，并同時發(fā)生固體顆粒沿不同的回路作上下運動，由于這時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。 氣體通過床層時優(yōu)先通過孔穴，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，細顆粒被氣體帶到上方，形成稀相區(qū)。 兩個區(qū)之間有分界面。 (3) 輸送床 當流體空速超過流化床上限空速后，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，固體顆粒會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， 氣固接觸不良，設備易損壞，騰涌的流化壓降高于散式流化壓降。發(fā)生溝