化工原理第五章-颗粒-流体非均相物系分离-2012VIP免费

第五章颗粒-流体非均相物系分离概述颗粒-流体非均相分离技术均基于颗粒与流体两相性质上的差异，如尺度(过滤)效应、颗粒与流体的密度差(沉降)。小于1m的颗粒称为“胶质”(Colloid)，分散在液体中称“溶胶”(Sol)，分散在气体中则称“气溶胶”(Aerosol)。非均相物系均相物系)--()-()-(液混合物固、气液含尘气体、含雾气体液混合物液乳浊液固混合物液悬浮液过滤利用重力或压差使悬浮液通过某种多孔性过滤介质，使悬浮液中的固体颗粒被截留，液体则穿过介质流出，从而实现固-液分离。过滤操作的原理悬浮液(滤浆)滤饼过滤介质滤液过滤的方式很多，适用的物系也很广泛，固-液、固-气，大颗粒、小颗粒都很常见。过滤是将悬浮液中固、液两相有效地加以分离的常用方法，藉过滤操作可以获得清洁的液体或获得作为产品的固体颗粒。真正起过滤介质作用的是滤饼，而非过滤介质本身，故称作滤饼过滤。滤饼过滤主要用于含固量较大（>1%）的场合。滤饼过滤(表面过滤)：过滤介质为织物、多孔材料或膜等，孔径可大于最小颗粒的粒径。过滤初期，部分小颗粒可以进入或穿过介质的小孔，后因颗粒的架桥作用使介质孔径缩小形成有效的阻挡。随着滤渣的逐步堆积，在介质上形成滤饼，正常操作时，悬浮液中的固体颗粒被截留于滤饼的表面饼不断增厚，而穿过滤饼的液体则变为清净的滤液。两种过滤方式过滤深层过滤：过滤介质一般为介质层较厚的滤床类（如沙层、硅藻土等）。小于介质孔隙的颗粒可进入到介质内部，在长而曲折的孔道中被截留并附着于介质之上。深层过滤中，固体颗粒不形成滤饼而沉积于较厚的过滤介质内部。主要用于净化含固量很少（<0.1%）的流体，如水的净化、烟气除尘等。过滤要求多孔、理化性质稳定、耐用和可反复使用织物介质最常用的过滤介质，工业上称为滤布(网)，由天然纤维、玻璃纤维、合成纤维或者金属丝编织而成。可截留的最小颗粒视网孔大小而定，可截流颗粒的最小直径为5~65m。多孔材料制成片、板或管的各种多孔性固体材料，如素瓷、烧结金属或玻璃、多孔性塑料以及滤纸和压紧的毡与棉等。此类介质较厚，孔道细，能截留1～3m的微小颗粒。过滤介质过滤固体颗粒床层由沙、木炭之类的固体颗粒堆积而成，称作滤床，用作过滤介质使含少量悬浮物的液体澄清。根据工艺要求和悬浮液的性质以及颗粒浓度、粒度分布等多方面因素选择合适的过滤介质及其组合方式，往往关系到过滤操作的成败。多孔膜由特殊工艺合成的聚合物薄膜，最常见的是醋酸纤维膜与聚酰胺膜。膜过滤属精密过滤或超滤(ultrafiltration)，可以分离5nm的微粒。过滤过滤：滤饼不断增厚、阻力不断上升，流体的通过能力则不断减小；洗涤：用清液置换滤饼中存留的滤液或洗涤滤饼；脱湿：以滤饼为产品时洗涤后还可用压缩空气进行脱湿；卸料：将滤饼从过滤介质上移去；清洗过滤介质：使被堵塞的网孔“再生”，以便重复使用。根据提供过滤推动力的方式，又有重力过滤、加压过滤、真空过滤和离心过滤之分，其目的都是克服过滤阻力。过滤操作分为：间歇式：对以上各步骤分阶段操作；连续式：连续操作完成全部或其中部分阶段。滤饼过滤包括过滤、洗涤与去湿、卸料和处理过滤介质四个阶段。过滤的操作方式过滤滤液料浆清洗水洗涤液开启关闭阀门浆料清洗水结构：由交替排列的滤板、滤框与夹于板框之间的滤布叠合组装压紧而成。板框数视工艺要求在机座长度范围内可灵活调节。组装后，在板框的四角位置形成连通的流道，由机头上的阀门控制悬浮液、滤液及洗液的进出。板框压滤机过滤过滤设备压滤机是通过直接给悬浮液加压，迫使其穿过过滤介质来实现过滤的目的。过滤操作：过滤阶段悬浮液从通道进入滤框，滤液在压力下穿过滤框两边的滤布、沿滤布与滤板凹凸表面之间形成的沟道流下，既可单独由每块滤板上设置的出液旋塞排出，称为明流式；也可汇总后排出，称为暗流式。框板框板洗涤板非洗涤板悬浮液滤液板非洗涤板过滤洗涤操作：洗涤液由洗涤板上的通道进入其两侧与滤布形成的凹凸空间，穿过滤布、滤饼和滤框另一侧的滤布后排出。洗涤液的行程（包括滤饼和滤布）约为过滤终了时滤液行程的2倍，而流通面积却为其1/2，故洗...