機(jī)械分離ppt課件-資料下載頁(yè)

　　

【正文】 )60(6060 22 ??? KnAnKAnQ 4656060 2 ??若忽略濾布阻力，則 θ e=0、 Ve=0， 則上式簡(jiǎn)化為： 注意：提高轉(zhuǎn)速可增加生產(chǎn)能力，但若轉(zhuǎn)速太高，則每周期中過(guò)濾時(shí)間減至很短，濾餅層很薄，難于卸除，也不利于洗滌，而且功率消耗大，反而不經(jīng)濟(jì)。合適的轉(zhuǎn)速需由實(shí)驗(yàn)確定，以得到合適厚度的濾餅，使成本最低。 例：以某板框式壓濾機(jī)在恒壓條件下過(guò)濾含硅藻土的懸浮夜。過(guò)濾機(jī)的濾框尺寸為 810 810 25(mm)， 共有 37個(gè)框。已測(cè)出過(guò)濾常數(shù) K=104m2/s， qe=， ?e=1s。 若已知單位面積上通過(guò)的濾液量為 ， 所用洗水量為濾液量的 1/5。求： 1) 過(guò)濾面積和濾框內(nèi)的總?cè)萘浚? 2) 過(guò)濾所需的時(shí)間； 3) 洗滌時(shí)間； 4) 生產(chǎn)能力 Q(td=15min)。 解： 1) 過(guò)濾面積 S=2LBZ=2 37= 濾框總?cè)莘e Vz=LB?Z= 37= hmsmQ dwqATV /?????? ???? ??? ???2) 過(guò)濾時(shí)間 3) 洗滌時(shí)間 4) 生產(chǎn)能力 (q+qe )2=K(t+te) (+)2=104(t+1) t =255s tw = 8(q+qe)qw/5K =8 (+) (5 104)=348s 求洗滌速率 )(81)(241)(41)(2eeEw qqKVVKAdtdVdtdV ???????二邊微分求 dV/dt， tw=V洗 /u洗 tKAVVV e 22 )2( ??例：用轉(zhuǎn)鼓真空過(guò)濾機(jī)過(guò)濾某種懸浮液，料漿處理量為 20m3/h。已知每得 1m3濾液可得濾餅 ， 要求轉(zhuǎn)筒的浸沒(méi)度為 ，過(guò)濾表面上濾餅厚度不低于 5mm。 現(xiàn)測(cè)得過(guò)濾常數(shù)為 K=8 104m2/s， qe=。 試求過(guò)濾機(jī)的過(guò)濾面積和轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速。 解：以 1min為基準(zhǔn)， v=, ?= nn ??? ?? sKqee 422108 ??????m i n/3 2 )(2060)1(203mvQ ?????濾餅體積 = m3/min m i n )/( 0 1 28 1 28 3 rn AAA ??? ?? ??? ? m i n/)60( 322 mnVnnKAnVQ ee ????? ??將 n及 ? 代入上式，得： S= n = r/min 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) 第四節(jié) 離心分離 一、概論 ?結(jié)構(gòu)： (suspendedbasket centrifuge) 轉(zhuǎn)鼓 濾餅 濾布 濾網(wǎng) 離心過(guò)濾機(jī)工作原理圖 ?轉(zhuǎn)鼓 (上有小孔，亦稱懸框 )； ?濾網(wǎng)； ?濾布； ?機(jī)架。 ?原理： 由于離心力作用，液體產(chǎn)生徑向壓差，通過(guò)濾餅、濾網(wǎng)及濾筐而流出。 離心過(guò)濾機(jī)（ centrifugal filter） 過(guò)濾方程及壓力的計(jì)算 采用恒壓過(guò)濾方程式： (q+qe )2=K(t+te) HRA ?2? )( 3332 rRpRf ?? ??AVq ?S—— 過(guò)濾面積， m2； H—— 轉(zhuǎn)筒高度， m。 R—— 轉(zhuǎn)筒半徑， m； p—— 過(guò)濾推動(dòng)力， Pa。 r —— 任意處濾餅半徑， m。 在離心力作用下液體沿加料斗的錐形面流動(dòng)，均勻地沿圓周分散到濾筐的過(guò)濾段。濾液透過(guò)濾網(wǎng)而形成濾渣層。活塞推渣器與加料斗一齊作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將濾渣間斷地沿著濾筐內(nèi)表面向排渣口排出。排渣器的往復(fù)運(yùn)動(dòng)是先向前推，馬上后退，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間形成一定厚度的濾渣層后，再次向前推，如此重復(fù)進(jìn)行推渣。 分離因數(shù)約為 300～ 700，其生產(chǎn)能力大，適用于分離固體顆粒濃度較濃、粒徑較大（ ~5mm） 的懸浮液，在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。 ?工作原理： ?特點(diǎn)： 2 往復(fù)活塞推渣離心機(jī) （ reciprocatingpusher centrifuge） 離心力自動(dòng)卸料離心機(jī)，又稱為錐籃離心機(jī) ?結(jié)構(gòu)：如圖 ?工作過(guò)程： ? 料漿 濾液 濾渣 轉(zhuǎn)鼓 濾餅 濾布 濾網(wǎng) 洗滌 ?料漿進(jìn)入錐形濾筐底部，靠離心力甩向?yàn)V筐； ?液相通過(guò)濾布，固相被截留。 ?濾渣克服摩擦阻力，沿濾筐向上移動(dòng)，經(jīng)過(guò)洗滌段和干燥段。最后從頂端排出。 3 離心力自動(dòng)卸渣離心機(jī)（ conical basket centrifuge） ?特點(diǎn)： 離心力 ,F 重力 ,mg 摩擦力 ,f 支承力 ,N ?結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，功率消耗小。 ?對(duì)懸浮液的濃度和固體顆粒大小的波動(dòng)敏感。 ?生產(chǎn)能力較大，分離因數(shù)約為 2022，可分離固體顆粒濃度較濃、粒度為 ~1mm的懸浮液。 ?在各種結(jié)晶產(chǎn)品的分離中廣泛應(yīng)用。 為什么會(huì)自動(dòng)卸料？ ?特點(diǎn)： ?離心分離因數(shù)可達(dá) 13000，也有高達(dá) 105的超速離心機(jī)。 ?轉(zhuǎn)鼓內(nèi)裝有三個(gè)縱向平板，以使料液迅速達(dá)到與轉(zhuǎn)鼓相同的角速度。 ?適用于于分離乳濁液及含細(xì)顆粒的稀懸浮液。 4 沉降式離心機(jī) 沉降式離心機(jī)是利用離心沉降的原理分離懸浮液或乳濁液的機(jī)械。 管式離心機(jī)（ tubularbowl centrifuge） ?分離乳濁液的管式離心機(jī)操作原理 轉(zhuǎn)鼓由轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。乳濁液由底部進(jìn)入，在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)從下向上流動(dòng)過(guò)程中，由于兩種液體的密度不同而分成內(nèi)、外兩液層。外層為重液層，內(nèi)層為輕液層。到達(dá)頂部后，輕液與重液分別從各自的溢流口排出。 ?分離懸浮液的管式離心機(jī)操作原理 流量 Vs為懸浮液從底部進(jìn)入，懸浮液是由密度為 ρ的與密度為 ρp的少量顆粒形成的。假設(shè)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的液體以轉(zhuǎn)鼓的旋轉(zhuǎn)角速度 ω隨著轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)。液體由下向上流動(dòng)過(guò)程中，顆粒由液面 r1處沉降到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)表面 r2處。凡沉降所需時(shí)間小于式等于在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)停留時(shí)間的顆粒，均能沉降除去。 當(dāng)顆粒的沉降處于斯托克斯區(qū)時(shí)，其沉降速度（徑向）為 2218)( ?????rdddr pp ?????18)(2 ?? pptgdu斯托克斯區(qū)的重力沉降速度為 rdrugdt?? 2??積分邊界 邊界條件： θ =0時(shí)， r=r1； θ =θ t時(shí)， r=r2。 122 ln rrugtt ?? ?sVhrr )( 2122 ??? ??轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的液體流量轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的持液量取顆粒的停留時(shí)間等于流體在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的停留時(shí)間，即 對(duì)上式積分，得沉降時(shí)間 對(duì)于一定的懸浮液處理量 Vs， 只有粒徑 dp滿足條件 θt≤θ的顆粒，才能全部除去。根據(jù) θt=θ， 可得 12212222ln18)(rrrrdhV pcps?????????1221222lnrrrrguhV ts??? ??式中 ut的為重力沉降速度。 所以當(dāng)顆粒為臨界粒徑 dpc時(shí)，懸浮液的處理量為 以上兩式表示懸浮液處理量 Vs與轉(zhuǎn)鼓尺寸（ r r2及 h）、轉(zhuǎn)鼓角速度 ω及顆粒臨界直徑 dpc之間的關(guān)系。 例：水中含有極少量細(xì)小顆粒的懸浮液，想用管式高速離心機(jī)分離，使其中 1μ m以上的顆粒全部除去。試求最大的懸浮液進(jìn)料量為多少。離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓尺寸為： r1=5cm、 r2=8cm， h=60cm。 轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)數(shù)為12022rpm。 懸浮液溫度為 20℃ ，顆粒的密度為23000kg/m3。 解：查得水在 20℃ 時(shí)的 μ=103Pas， ρ=1000kg/m3， hmsmrrrrguhVts/ln)()1 2 5 7)((ln33322721221222???????????????轉(zhuǎn)鼓的旋轉(zhuǎn)角速度 ω=2πN/60=2π(12022)/60=1257rad/s 重力沉降速度 ut=gdp2(ρpρ)/18μ =(106)2(23001000)/(18 103) = 107m/s 懸浮液的進(jìn)料量為 分離乳濁液的碟式離心機(jī) ：碟片上開(kāi)有小孔。乳濁液通過(guò)小孔流到碟片的間隙。在離心力作用下，重液沿著每個(gè)碟片的斜面沉降，并向轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁移動(dòng)，由重液出口連續(xù)排出。而輕液沿著每個(gè)碟片的斜面向上移動(dòng)，匯集后由輕液出口排出。 主要分離乳濁液中輕、重兩液相，例如油類脫水、牛乳脫脂等；也可以澄清含少量細(xì)小顆粒固體的懸浮液。 澄清懸浮液用的碟式離心沉降機(jī) ：碟片上不開(kāi)孔。只有一個(gè)清液排出口。沉積在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上的沉渣，間歇排出。只適用于固體顆粒含量很少的懸浮液。當(dāng)固體顆粒含量較多時(shí)，可采用具有噴嘴排渣的碟式離心沉降機(jī)，例如淀粉的分離。 （ diskbowl centrifuge） ?工作原理： 轉(zhuǎn)鼓內(nèi)有可旋轉(zhuǎn)的螺旋輸送器，其轉(zhuǎn)數(shù)比轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)數(shù)稍低。懸浮液通過(guò)螺旋輸送器的空心軸進(jìn)入機(jī)內(nèi)中部。沉積在轉(zhuǎn)鼓壁面渣，被螺旋輸送器沿斜面向上推到排出口而排出。澄清液從轉(zhuǎn)鼓另一端溢流出去。 ?用途： 用于分離固體顆粒含量較多的懸浮液，其生產(chǎn)能力較大。也可以在高溫、高壓下操作，例如催化劑回收。 7 螺旋式離心機(jī)（ scrolltype centrifuge） 設(shè)備名稱 主要結(jié)構(gòu) 工作過(guò)程 特點(diǎn)、 適用性 生產(chǎn)能力計(jì)算 板框壓濾機(jī) 濾板、濾框、夾緊機(jī)構(gòu)、機(jī)架 裝合、過(guò)濾、洗滌、卸渣、整理 ?加壓過(guò)濾，推動(dòng)力較大 ?結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低； ?過(guò)濾面積大，能耗少； ?讀為間歇操作，推動(dòng)力較大； ?洗滌時(shí)間長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低。 應(yīng)用范圍廣。對(duì)原料的適應(yīng)性強(qiáng) 轉(zhuǎn)鼓真空過(guò)濾機(jī) 轉(zhuǎn)筒 (濾網(wǎng)、濾布 )、分配頭、濾漿槽 過(guò)濾、洗滌、吹干、卸渣 ?真空過(guò)濾，推動(dòng)力較小； ?連續(xù)化生產(chǎn)，自動(dòng)化程度高，推動(dòng)力小，濾餅濕度大，設(shè)備投資高 適于粒度中等，粘度不太大的物料 離心過(guò)濾機(jī) 轉(zhuǎn)鼓 (濾網(wǎng)、濾布 )、機(jī)架 過(guò)濾、洗滌、卸渣等 ?離心過(guò)濾，推動(dòng)力最大； ?濾液濕度小。 應(yīng)用廣泛，適應(yīng)性強(qiáng)。儀設(shè)備成本高，過(guò)濾面積小。 (q+qe )2=K(?+?e) DWVT VQ ??? ???? 36003600? ?nVnnKAnVQ ee ???? )60(6060 22 ??)( 333 2 rRp Rf ?? ??DWVT VQ ??? ???? 360036004終了過(guò)濾速率洗滌速率 ?幾種過(guò)濾設(shè)備的比較