化工原理27-28学时-b综述.ppt

1 第三章、非均相混合物 分离及固体流态化 3.2 过滤分离原理及设备 3.2.1 流体通过固体颗粒床层的流动 3.2.2 过滤操作的原理 3.2.3 过滤基本方程式 2 一、滤液通过饼层的流动 （1）非定态过程 （2）滞流流动——可用康采尼公式描述 (3-59) 3 二、过滤速率与过滤速度 过滤速度 过滤速率 单位时间通过单位过滤面积的滤液体积，单位m/s 单位时间获得的滤液体积，单位为m3/s (3-59a) (3-59b) 4 三、滤饼的阻力 滤饼的比阻 反映了颗粒形状、尺寸及床层的空隙率对滤液 流动的影响，为单位厚度床层的阻力，单位1/m2 (3-60) 5 滤饼的阻力 单位 1/m 因此 (3-62) (3-61) 三、滤饼的阻力 6 四、过滤介质的阻力 (3-62) 仿照式3-61可以写出滤液穿过过滤介质层的速 度关系式： 过滤介质 阻力, 1/m 7 五、过滤基本方程式 假设过滤介质对滤液流动的阻力相当于厚度为 Le的滤饼层的阻力，即 把过滤介质与滤饼联合起来考虑 当量滤饼厚度 虚拟滤饼厚度 8 一定操作条件下，以一定介质过滤一定悬浮 液时，Le为定值；但同一介质在过滤不同悬浮液 的操作中，Le值不同。

五、过滤基本方程式 9 则上式变为 任一瞬间的滤饼厚度与当时已经获得的滤液 体积之间的关系为： 滤饼体积与相 应的滤液体积 之比，m3/m3 五、过滤基本方程式 10 同理有 过滤介质的当 量滤液体积， 虚拟滤液体积 所以 （3-69） 五、过滤基本方程式 11 令 则有 （3-69a） 五、过滤基本方程式 单位过滤面积 所得滤液体积 单位过滤面积所 得当量滤液体积 12 对可压缩滤饼，比阻在过滤过程中不再是常数 ，它是两侧压力差的函数 （3-70） 滤饼的压缩性指 数，量纲为一 一般情况下，s=0～1对于不可压缩滤饼，s=0 几种典型物料的压缩性指数值，列于表3－2中 五、过滤基本方程式 13 或 最后可得 过滤基本方程式 （3-71） （3-71a ） 五、过滤基本方程式 14 对于一定的悬浮液，k可视为常数 令： 过滤基本方程式 （3-73） （3-73a ） （3-72） 五、过滤基本方程式 15 第三章、非均相混合物 分离及固体流态化 3.2 过滤分离原理及设备 3.2.1 流体通过固体颗粒床层的流动 3.2.2 过滤操作的原理 3.2.3 过滤基本方程式 3.2.4 恒压过滤 16 恒压过滤 在恒定压力差下进行的过滤操作称为恒压 过滤。

恒压过滤时，滤饼不断变厚使得阻力逐 渐增加，但推动力恒定，因而过滤速率逐渐变 小 K是由物料特性及过滤压力差所决定的，恒压过 滤时其为常数，称为过滤常数，其单位为m2/s 令： 17 恒压过滤时过滤基本方程式变为： 积分，得到 (3-76) (3-76a) 恒压过滤方程式 或 恒压过滤 18 当过滤介质阻力可以忽略时， 恒压过滤方程式 恒压过滤 19 过滤常数 介质常数 由实验测定 恒压过滤 20 第三章、非均相混合物 分离及固体流态化 3.2 过滤分离原理及设备 3.2.1 流体通过固体颗粒床层的流动 3.2.2 过滤操作的原理 3.2.3 过滤基本方程式 3.2.4 恒压过滤 3.2.5 恒速过滤与先恒速后恒压的过滤 21 恒速过滤 恒速过滤是维持过滤速率恒定的过滤方式 在这种情况下，由于随着过滤的进行，滤饼不断 增厚，过滤阻力不断增大，要维持过滤速率不变 ，必须不断增大过滤的推动力——压力差 常数 恒速过滤与先恒速后恒压的过滤 22 代入过滤基本方程式，得到 令 ： 于是 对不可压缩滤饼进行恒速过滤时，其操作压力 差随过滤时间成直线增高 恒速过滤与先恒速后恒压的过滤 23 先恒速后恒压 图3-19 先恒速后恒压过滤装置 恒速过滤与先恒速后恒压的过滤 24 恒压阶段的过滤方程 转入恒压操作后所经历的过滤时间 。

转入恒压操作后所得的滤液体积 恒速过滤与先恒速后恒压的过滤 25 第三章、非均相混合物 分离及固体流态化 3.2 过滤分离原理及设备 3.2.1 流体通过固体颗粒床层的流动 3.2.2 过滤操作的原理 3.2.3 过滤基本方程式 3.2.4 恒压过滤 3.2.5 恒速过滤与先恒速后恒压的过滤 3.2.6 过滤常数的测定 26 一、恒压下 的测定 过滤常数通常是在相同条件下，用相同物 料，在小型实验设备上进行恒压过滤实验而获 得 将恒压过滤方程式 直线的斜率为 ，截距为 变换为 27 二、压缩性指数s的测定 先求出若干过滤压力差下的K值，然后对K－ Δp数据加以处理 上式两端取对数，得 K与Δp的关系在双对数坐标上标绘时应是直 线，直线的斜率为(1-s)，截距为lg(2k) 28 第三章、非均相混合物 分离及固体流态化 3.2 过滤分离原理及设备 3.2.1 流体通过固体颗粒床层的流动 3.2.2 过滤操作的原理 3.2.3 过滤基本方程式 3.2.4 恒压过滤 3.2.5 恒速过滤与先恒速后恒压的过滤 3.2.6 过滤常数的测定 3.2.7 过滤设备 29 一、板框压滤机 30 一、板框压滤机 31 一、板框压滤机 32 一、板框压滤机 动画17 33 二、加压叶滤机 动画27 34 三、转筒真空过滤机 35 练 习 题 目 思考题 作业题: 6、7、8 1.从过滤基本方程式分析提高过滤速率的措施。

2.板框压滤机与叶滤机的洗涤方式有什么差别 ？ 3.试分析过滤压力差对过滤常数的影响。