第四章 流体通过颗粒层的流动 2(课件)《化工原理第四版》同步教学（化学工业出版社）

第四章 流体通过颗粒层的流动 4.1.3 助滤剂 1.介质助滤剂 颗粒粘，不出滤液—用助滤剂 助滤剂 刚性颗粒 方式1.预涂 方式2.混入悬浮液 2.化学助滤剂 使细颗粒凝聚、架连--- 提高过滤速率--- 降低滤饼含水--- ---加絮凝剂、凝聚剂 ---加表面活性剂使颗粒表面疏水 4.1.4过滤后处理 脱液---空气吹脱、真空吸脱、压榨、 离心甩脱、振动脱液 洗涤--- 4.1.5 过滤过程特点 ①滤饼中流体流动很慢 ②非定态 过滤速率u 压差一定时,τ↑,u↓ 注意：V为累计滤液量, m3 处理：①用康采尼方程 ②拟定态 4.1.6 对过滤设备的要求 过滤设备的两个指标： 1.平均过滤速率--- 操作周期内单位时间、单位面积的累计滤液量 与过滤级别有关 2.滤饼含液量---滤饼中液体的质量分数 工业上，例如用板框压滤机 过滤完毕时，框内充满滤饼 4.2 过滤计算 4.2.1 物料衡算 悬浮液含固量表示方法： 质量分数w, kg固体/kg悬浮液 体积分数φ, m3固体/m3悬浮液 取1kg悬浮液 取1m3悬浮液 注意：①三个去向要清楚 ②基准要选好 滤饼层厚L~V关系 , 滤饼空隙率ε与含清液质量分率a关系 取1kg滤饼 取1m3滤饼 , 例1 有一板框压滤机, 框的边长为450mm, 厚度 为25mm，有20个框。用来过滤含固体w=0.025 的水-固悬浮液, 滤饼含水40%(质量分率), ρp=2100kg/m3, 试计算当滤饼充满滤框时所得 的滤液量。 解: V饼=0.452×0.025×20=0.101m3 =0.583 4.2.2 过滤速率 注意：V为累计滤液量, m3 处理：①用康采尼方程 ②拟定态 r滤饼比阻 , L(1-ε)=Φq 过滤 过滤 ΔP饼=rΦq μu ΔP=ΔP饼+ΔP介 串联过程：速率相同 qe为过滤介质当量滤液量 参数归并 过滤速率基本方程 过滤常数K, qe是否真为常数，得看条件 K, qe的影响因素 滤饼比阻： 不可压缩滤饼，r=常数, K∝ΔP 可压缩滤饼, r=r0 ΔPS, K∝ΔP1-S, S为压缩指数 qe与介质性质、悬浮液性质有关 常见物料的S见表4-2 4.3过滤基本方程的应用 1．恒速过滤 隔膜式往复泵 流量一定 若τ=0, q=0则 或 注意K变化 生产能力 例2 某过滤机恒速操作 τ(min)= 10 + 10 + 10 ① V(l) = 4 + ? + ? ②共滤了30min后,用VW=0.2V总的洗涤液量洗涤， 速率不变, 则τW=? ③每次过滤洗涤后, 所需装卸时间τD为20min, 求生产能力? 解：①由于速度恒定, ∴ V∝τ V=4+4+4=12升 ② ∴ τW=0.2τ=0.2×30=6min ③ 2. 恒压过滤 若τ=0, q=0则积分 得 q2+2qqe=Kτ 或 V2+2VVe=KA2τ 例3 某叶滤机恒压操作 τ(min)= 10 + 10 + 10 ① V(l) = 4 + 2 + ? ②共滤了30min后, 用VW=0.2V总的洗涤液量洗涤， ΔP洗=ΔP滤,μ洗液=μ滤液,则τW=? ③每次过滤洗涤后, 所需装卸时间τD为20min, 求：生产能力 解：①由恒压方程V2+2VVe=KA2τ 代入数据求KA2,Ve 42+2×4Ve=KA2×10 62+2×6Ve=KA2×20 得Ve=1升， KA2 =2.4升2/分 ∴ τ=30min时 ΔV=1.54升 ②洗涤过程定态, 饼厚为过滤终了的饼厚(叶滤机)。当ΔP洗=ΔP滤,μ洗液=μ滤液时， ③ =0.124升/分 3. 先变压后恒压 从τ =τ1, q=q1起开始恒压操作 或 如先恒速后恒压 恒速段 4. 过滤常数的测定 由小装置上测定的实验数据能否用于大装置？ 看影响因素 qe= f (过滤介质，悬浮液性质) 与A无关(而Ve∝A)