非均相物系分离理论PPT

非均相物系分离理论第96页，共96页。第1页，共97页。均相物系(honogeneoussystem):均相混合物。物系内部各处均匀且无相界面。如溶液和混合气体都是均相物系。自然界的混合物分为两大类：非均相物系(non-honogeneoussystem):非均相混合物。物系内部有隔开不同相的界面存在，且界面两侧的物料性质有显著差异。如：悬浮液、乳浊液、泡沫液属于液态非均相物系，含尘气体、含雾气体属于气态非均相物系。第一节     概述第96页，共96页。第2页，共97页。非均相物系的分离原理：在非均相物系中，分散物质和分散介质组成由于非均相物的两相间的密度等物理特性差异较大，因此常采用机械方法进行分离。按两相运动方式的不同，机械分离大致分为沉降和过滤两种操作。第96页，共96页。第3页，共97页。过滤介质:过滤采用的多孔物质；滤浆:所处理的悬浮液；滤液:通过多孔通道的液体；滤饼或滤渣:被截留的固体物质。以某种多孔物质为介质，在外力的作用下，使悬浮液中的液体通过介质的孔道，而固体颗粒被截留在介质上，从而实现固液分离的单元操作。第二节  过滤一、过滤操作的基本概念1过滤(filtration)第96页，共96页。第4页，共97页。滤浆滤饼过滤介质滤液过滤操作示意图(滤饼过滤)深床过滤第96页，共96页。第5页，共97页。织物介质(又称滤布)：由棉、毛、麻、丝等天然纤维及合成纤维制成的织物，以及玻璃丝、金属丝等织成的网；过滤介质的分类：堆积介质由各种固体颗粒（细砂、硅藻土等）堆积而成，多用于深床过滤；多孔固体介质这类介质具有很多细微孔道，如多孔陶瓷、多孔塑料等。多用于含少量细微颗粒的悬浮液，2过滤介质第96页，共96页。第6页，共97页。3.过滤推动力悬浮液自身压强差，重力悬浮液的—侧加压过滤介质的—侧抽真空离心力第96页，共96页。第7页，共97页。4.过滤阻力介质阻力：可视为平变，且一般过滤初较明显滤饼阻力:滤饼厚度：随过滤进行而增加滤饼特性：颗粒形状、大小，粒大多情况下，过滤阻力主要取决于滤饼阻力。第96页，共96页。第8页，共97页。对于颗粒层中不规则的通道，可以简化成由一组当量直径为de的细管，而细管的当量直径可由床层的空隙率和颗粒的比 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面积来计算。二、过滤的基本理论1滤液通过饼层的流动第96页，共96页。第9页，共97页。颗粒床层的特性可用空隙率、当量直径等物理量来描述。空隙率：单位体积床层中的空隙体积称为空隙率。比表面积：单位体积颗粒所具有的表面积称为比表面积。2颗粒床层的特性第96页，共96页。第10页，共97页。依照第一章中非圆形管的当量直径定义，当量直径为：式中de——床层流道的当量直径，m故对颗粒床层直径应可写出：第96页，共96页。第11页，共97页。滤液通过饼层的流动常属于滞流流型，可以仿照圆管内滞流流动的泊稷叶公式(哈根方程)来描述滤液通过滤饼的流动，则滤液通过饼床层的流速与压强降的关系为：式中u1—滤液在床层孔道中的流速，m/s；L—床层厚度，m,Δpc—滤液通过滤饼层的压强降，pa；阻力与压强降成正比，因此可认为上式表达了过滤操作中滤液流速与阻力的关系。第96页，共96页。第12页，共97页。床层空隙中的滤液流速u1床层截面积计算的滤液平均流速u第96页，共96页。第13页，共97页。上式中的比例常数K′与滤饼的空隙率、颗粒形状、排列及粒度范围诸因素有关。对于颗粒床层内的滞流流动，K′值可取为5。第96页，共96页。第14页，共97页。R——滤饼阻力，1/m,其计算式为：对于不可压缩滤饼，滤饼层中的空隙率ε可视为常数，颗粒的形状、尺寸也不改变，因而比表面a亦为常数，则有式中r——滤饼的比阻，1/m2,其计算式为：R=rL4滤饼阻力第96页，共96页。第15页，共97页。式中V——滤液量，m3；θ——过滤时间，s；A——过滤面积，m2。过滤速率为：任一瞬间的过滤速度为：过滤速度:单位时间内通过单位过滤面积的滤液体积，m3/m2s。过滤速率:单位时间内获得的滤液体积，m3/s。3过滤速率第96页，共96页。第16页，共97页。比阻r单位厚度滤饼的阻力；在数值上等于粘度为1Pa·s的滤液以1m/s的平均流速通过厚度为1m的滤饼层时所产生的压强降；比阻反映了颗粒特性(形状、尺寸及床层空隙率)对滤液流动的影响；床层空隙率ε愈小及颗粒比表面a愈大，则床层愈致密，对流体流动的阻滞作用也愈大。第96页，共96页。第17页，共97页。通常把过滤介质的阻力视为常数，仿照滤液穿过滤饼层的速度方程则可写出滤液穿过过滤介质层的速度关系式：式中Δpm——过滤介质上、下游两侧的压强差，Pa；Rm——过滤介质阻力，l/m由于很难划定过滤介质与滤饼之间的分界面，更难测定分界面处的压强，在操作过程中总是把过滤介质与滤饼联合起来考虑。5过滤介质的阻力第96页，共96页。第18页，共97页。通常，滤饼与滤布的面积相同。所以两层中的过滤速度应相等，则：上式表明，可用滤液通过串联的滤饼与滤布的总压强降来表示过滤推动力，用两层的阻力之和来表示总阻力。式中：Δp—滤饼与滤布两侧的总压强差，称为过滤压强差。第96页，共96页。第19页，共97页。假设：厚度为Le的滤饼产生的阻力与滤布相同，而过程仍能完全按照原来的速率进行，则：rLe=Rm在一定的操作条件下，以一定介质过滤一定悬浮液时，Le为定值；但同一介质在不同的过滤操作中，Le值不同。式中Le——过滤介质的当量滤饼厚度，或称虚拟滤饼厚度，m。第96页，共96页。第20页，共97页。式中：v—滤饼体积与相应的滤液体积之比，无因次。LA=vV若每获得1m3滤液所形成的滤饼体积为vm3，则任一瞬间的滤饼厚度L与当时已经获得的滤液体积V之间的关系为：同理，如生成厚度为Le的滤饼所应获得的滤液体积以Ve来表示，则式中Ve——过滤介质的当量滤液体积，或称虚拟滤液体积，m3。三、过滤基本方程式第96页，共96页。第21页，共97页。注意：在一定的操作条件下，以一定介质过滤一定的悬浮液时，Ve为定值，但同一介质在不同的过滤操作中，Ve不同。上式适用于不可压缩滤饼。第96页，共96页。第22页，共97页。对于可压缩滤饼其比阻r与压强差有关。上式称为过滤基本方程式，它对各种过滤情况均适用。式中r′——单位压强下滤饼的比阻，1/m2Δp——过滤压强差，pas——滤饼的压缩性指数，无因此。一般情况下，s=0~1。对于不可压缩滤饼，s=0。根据上两式可得r=r′(Δp)s第96页，共96页。第23页，共97页。定义：过滤操作在恒定压强下进行时称为恒压过滤。滤饼不断变厚；阻力逐渐增加；推动力Δp恒定；过滤速率逐渐变小。过滤操作的两种典型方式：恒压过滤和恒速过滤。特点：四、恒压过滤第96页，共96页。第24页，共97页。对于一定的悬浮液，若μ、r′及v可视为常数，令(V+Ve)dV=kA2Δp1-sd式中：k——表征过滤物料特性的常数，m4/（Ns）。过滤基本方程可写成：恒压过滤方程式的推导第96页，共96页。第25页，共97页。积分条件=0,V=0;=e,V=Ve;=,V=V(1)和(2)式都称为恒压过滤方程式。令K=2kΔp1-s当=0时，则V=0(V+Ve)2=KA2(+e)（1）Ve2=KA2eV2+2VVe=KA2（2）第96页，共96页。第26页，共97页。又令q=V/A，qe=Ve/A恒压过滤方程式中的K称为过滤常数，由物料特性及过滤压强差决定。恒压过滤时V~的关系ooee+e+ebV+VeVV+VeVVe(q+qe)2=K(+e)q2+2qqe=K上两式也称为恒压过滤方程式。第96页，共96页。第27页，共97页。若维持过滤速率恒定，这样的过滤操作方式称为恒速过滤。恒速过滤时q-（或V-）关系为一直线。q=uRV=uRA恒速过滤时的过滤速度为：五、恒速过滤第96页，共96页。第28页，共97页。在一定的操作条件下，μ、r、v、uR、qe均为常数，故有：对不可压缩滤饼，由过滤基本方程可写出：上式表明：对于不可压缩滤饼进行恒速过滤时，其压强差随过滤时间成直线增加。所以，在实践中很少采用完全恒速过滤的方法。Δp=μrvuR2θ+μrvuRqe=a+b第96页，共96页。第29页，共97页。先恒速后恒压过滤是工业中常用的一种过滤方法。在过滤时间从0到R时，计算方法与恒速过滤相同。而从时间R到时，得到的滤液量从VR到V，故积分式为：操作过程：开始，从0到R时，采用恒速过滤，可在阻力还不太高时获得较多的滤液。从R到时，改为恒压过滤，以免压强过高。六、先恒速后恒压过滤第96页，共96页。第30页，共97页。积分并将K=2kΔp1-s代入得两式中V为获得的总滤液量，而不是恒压阶段获得的滤液量。第96页，共96页。第31页，共97页。几种操作方式下的过滤方程恒压过滤恒速过滤先恒速后恒压(V+Ve)2=KA2(+)eq=uR(V2-VR2)+2Ve(V-VR)=KA2(-R)V2+2VVe=KA2V=uRA(q2-qR2)+2qe(q-qR)=K(-R)(q+qe)2=K(+e)Δp=a+bq2+2qqe=K第96页，共96页。第32页，共97页。上式表明：d/dq与q成直线关系，直线斜率为2/K，截距为2qe/K2(q+qe)dq=Kd(q+qe)2=K(+e)微分上式得qd/dt2qe/K由斜率=2/K，求出K;由截距=2qe/K，求出qe；由q2+2qqe=K，=0，q=0，求出e=qe2/K。测定时采用恒压试验，恒压过滤方程为：七、过滤常数的测定第96页，共96页。第33页，共97页。采用Δ/Δq代替d/dq，在过滤面积一定时，记录下时间和累计的滤液量V，并由此计算一系列q值，然后作图，求出直线斜率和截距。最后算出过滤常数K和qe。q/t2qe/K注意：横坐标q的取值。实验数据处理第96页，共96页。第34页，共97页。lgK=(1-s)lg(Δp)+lg(2k)以lg(Δp)为横坐标，lg(K)为纵坐标作直线，从而求出斜率(1-s)，截距lg(2k)，进而算出s和k。K=2kΔp1-s滤饼的压缩性指数s及物料特性常数k需在不同压强差下对指定物料进行试验，求得若干过滤压强差下的K，然后对K-Δp数据加以处理，即可求得s值。lg(Δp)lg(K)lg(2k)q/t2qe/K压缩指数s的测定第96页，共96页。第35页，共97页。第96页，共96页。第36页，共97页。第96页，共96页。第37页，共97页。工业上使用的典型过滤设备：按操作方式分类：间歇过滤机、连续过滤机按操作压强差分类：压滤、吸滤和离心过滤板框压滤机（间歇操作）转筒真空过滤机（连续操作）过滤式离心机八、过滤设备第96页，共96页。第38页，共97页。结构：滤板、滤框、夹紧机构、机架等组成。滤板：凹凸不平的表面，凸部用来支撑滤布，凹槽是滤液的流道。滤板右上角的圆孔，是滤浆通道；左上角的圆孔，是洗水通道。洗涤板：左上角的洗水通道与两侧表面的凹槽相通，使洗水流进凹槽；非洗涤板：洗水通道与两侧表面的凹槽不相通。1板框压滤机第96页，共96页。第39页，共97页。为了避免这两种板和框的安装次序有错，在铸造时常在板与框的外侧面分别铸有一个、两个或三个小钮。非洗涤板为一钮板，框带两个钮板，框带两个钮，洗涤板为三钮板。滤框：滤浆通道：滤框右上角的圆孔洗水通道：滤框左上角的圆孔第96页，共96页。第40页，共97页。第96页，共96页。第41页，共97页。结构简单，价格低廉，占地面积小，过滤面积大。可根据需要增减滤板的数量，调节过滤能力。对物料的适应能力较强，由于操作压力较高（3~10kg/cm2），对颗粒细小而液体粘度较大的滤浆，也能适用。间歇操作，生产能力低，卸渣清洗和组装阶段需用人力操作，劳动强度大，所以它只适用于小规模生产。近年出现了各种自动操作的板框压滤机，使劳动强度得到减轻。板框压滤机的特点：第96页，共96页。第42页，共97页。结构：转筒，扇形格(18格)；滤室；分配头；动盘(18个孔，分别与扇形格的18个通道相连)；定盘(三个凹槽：滤液真空凹槽、洗水真空凹槽、压缩空气凹槽，分别将动盘的18个孔道分成三个通道)；金属网；滤布；滤浆槽。工作过程2转筒真空过滤机（rotary-drumvacuumfilter）第96页，共96页。第43页，共97页。110987654321817161514131112动盘转筒及分配头的结构定盘18格分成6个工作区1区(1~7格)：过滤区；2区(8~10格)：滤液吸干区；3区(12~13格)：洗涤区；4区(14格)：洗后吸干区；5区(16格)：吹松卸渣区；6区(17格)：滤布再生区。过滤区(1~2区)，f槽;洗涤区(3~4区)，g槽;干燥卸渣区(5~6区)，h槽;f槽h槽g槽第96页，共96页。第44页，共97页。自动连续操作；适用于处理量大，固体颗粒含量较多的滤浆；真空下操作，其过滤推动力较低(最高只有1atm)，对于滤饼阻力较大的物料适应能力较差。转筒旋转时，藉分配头的作用，能使转筒旋转一周的过程中，每个小过滤室可依次进行过滤、洗涤、吸干、吹松卸渣等项操作。整个转筒圆周在任何瞬间都划分为:特点：工作过程过滤区;洗涤区;干燥卸渣区。第96页，共96页。第45页，共97页。结构：1.悬筐式离心机(suspended-basketcentrifuge)转鼓滤饼滤布滤网离心过滤机工作原理图转鼓(上有小孔，亦称悬框)；滤网；滤布；机架。原理：由于离心力作用，液体产生径向压差，通过滤饼、滤网及滤筐而流出。3离心过滤机（centrifugalfilter）第96页，共96页。第46页，共97页。设备名称主要结构工作过程特点、适用性生产能力计算板框压滤机滤板、滤框、夹紧机构、机架装合、过滤、洗涤、卸渣、整理加压过滤，推动力较大结构简单，造价低；过滤面积大，能耗少；读为间歇操作，推动力较大；洗涤时间长，生产效率低。应用范围广。对原料的适应性强转鼓真空过滤机转筒(滤网、滤布)、分配头、滤浆槽过滤、洗涤、吹干、卸渣真空过滤，推动力较小；连续化生产，自动化程度高，推动力小，滤饼湿度大，设备投资高适于粒度中等，粘度不太大的物料离心过滤机转鼓(滤网、滤布)、机架过滤、洗涤、卸渣等离心过滤，推动力最大；滤液湿度小。应用广泛，适应性强。仪设备成本高，过滤面积小。(q+qe)2=K(+e)几种过滤设备的比较第96页，共96页。第47页，共97页。式中V——过滤终了时所得滤液体积，m3由恒压过滤方程知，过滤终了时的过滤速率为：洗涤速率：单位时间内消耗的洗涤液体积。由于洗涤液中不含固相，洗涤过程中滤饼厚度不变。若在恒压下洗涤，则它既是恒压洗涤又是恒速洗涤。九、过滤机的生产能力1洗涤速率的计算第96页，共96页。第48页，共97页。若洗涤液粘度和洗涤时的压差与滤液粘度和过滤压差相比差异较大，则应校正，校正后的洗涤速率为若洗涤用的压差与过滤相同，洗涤液粘度与滤液粘度大致相等：对于转筒真空过滤机，洗涤速率与过滤终了速率相等对于板框过滤机，洗涤速率等于过滤终了速率的1/4第96页，共96页。第49页，共97页。生产能力:单位时间内获得的滤液体积。对于间歇过滤机，一个过滤循环包括过滤、洗涤、卸渣、清理、重装等步骤。通常把卸渣、清理、重装等所用的时间合在一起称为辅助时间D。一个循环时间T=+W+D。其中只有过滤时间真正用于过滤。2间歇过滤机的生产能力第96页，共96页。第50页，共97页。式中V——一个操作循环内所获得的滤液体积，m3；Q——生产能力，m3/h；T——一个循环时间。T=+W+D如果以滤液量Q表示生产能力，则有第96页，共96页。第51页，共97页。浸没度ψ：转筒真空过滤机的转筒表面浸入滤浆中的分数以转筒真空过滤机为例，转筒在任何时候总有一部分表面浸没在滤浆中进行过滤。有效过滤时间θ：某一瞬时开始进入滤浆中的转筒表面，经过过滤区，最后从滤浆中出来，这一段时间为该表面旋转一周的有效过滤时间。3连续过滤机的生产能力第96页，共96页。第52页，共97页。由于转筒式真空过滤机为恒压操作，则有转鼓每转一周得到的滤液体积为：(V+Ve)2=KA2(θ+θe)过滤时间为:假设转鼓转速为nr/min，则转一周的时间为:T=60/n第96页，共96页。第53页，共97页。按每小时计的滤液生产能力为：若忽略滤布阻力，则θe=0、Ve=0，则上式简化为：注意：提高转速可增加生产能力，但若转速太高，则每周期中过滤时间减至很短，滤饼层很薄，难于卸除，也不利于洗涤，而且功率消耗大，反而不经济。合适的转速需由实验确定，以得到合适厚度的滤饼，使成本最低。第96页，共96页。第54页，共97页。例：用转鼓真空过滤机过滤某种悬浮液，料浆处理量为20m3/h。已知每得1m3滤液可得滤饼0.04m3，要求转筒的浸没度为0.35，过滤表面上滤饼厚度不低于5mm。现测得过滤常数为K=8×10-4m2/s，qe=0.01m3/m2。试求过滤机的过滤面积和转筒的转速。解：以1min为基准，v=0.04,=0.35第96页，共96页。第55页，共97页。滤饼体积0.321×0.04=0.01284m3/min将n及代入上式，得：A=2.771m2n=0.927r/min第96页，共96页。第56页，共97页。定义：沉降力场：重力、离心力。在某种力场的作用下，利用分散物质与分散介质的密度差异，使之发生相对运动而分离的单元操作。沉降操作分类：重力沉降、离心沉降。第三节沉降第96页，共96页。第57页，共97页。图流体绕过颗粒的流动uFdFd与颗粒运动的方向相反当流体相对于静止的固体颗粒流动时，或者固体颗粒在静止流体中移动时，由于流体的粘性，两者之间会产生作用力，这种作用力通常称为曳力（dragforce)或阻力。只要颗粒与流体之间有相对运动，就会产生阻力。对于一定的颗粒和流体，只要相对运动速度相同，流体对颗粒的阻力就一样。一、颗粒运动时的阻力第96页，共96页。第58页，共97页。ρ——流体密度；μ——流体粘度；dp——颗粒的当量直径；A——颗粒在运动方向上的投影面积；u——颗粒与流体相对运动速度。——阻力系数，是雷诺数Re的函数，由实验确定。颗粒所受的阻力Fd可用下式计算第96页，共96页。第59页，共97页。层流区（斯托克斯Stokes区，10-4 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，气固两相的物理参数。沉降室的设计计算第96页，共96页。第74页，共97页。沉聚（sedimentation）：悬浮液放在大型容器里，其中的固体颗粒在重力下沉降，得到澄清液与稠浆的操作。澄清：当原液中固体颗粒的浓度较低，而为了得到澄清液时的操作，所用设备称为澄清器（clarifier）。增稠器（thickener）：从较稠的原液中尽可能把液体分离出来而得到稠浆的设备。4悬浮液的沉聚4.1增稠器第96页，共96页。第75页，共97页。如果以R为转鼓半径，则K值可作为衡量离心机分离能力的尺度。分离因素的极值与转动部件的材料强度有关。离心分离因素（separationfactor）K：离心力与重力比。K=Rω2/g三、离心沉降（centrifugalsettling）依靠离心力的作用，使流体中的颗粒产生沉降运动，称为离心沉降。1离心分离因数第96页，共96页。第76页，共97页。颗粒在离心力场中沉降时，在径向沉降方向上受力分析。若这三个力达到平衡，则有u离心力Fc阻力Fd浮力Fb颗粒在离心力场中的受力分析2离心沉降速度第96页，共96页。第77页，共97页。注：在一定的条件下，重力沉降速度是一定的，而离心沉降速度随着颗粒在半径方向上的位置不同而变化。离心沉降速度：颗粒在径向上相对于流体的速度，就是这个位置上的离心沉降速度。在离心沉降分离中，当颗粒所受的流体阻力处于斯托克斯区，离心沉降速度为:第96页，共96页。第78页，共97页。旋风分离器是利用离心力作用净制气体的设备。其结构简单，制造方便；分离效率高；可用于高温含尘气体的分离；特点：结构：外圆筒；内圆筒；锥形筒。3旋风分离器(cycloneseparator)第96页，共96页。第79页，共97页。ui——进口气流的流速，m/sB——入口宽度(沉降距离)，mN——气流旋转的圈数。计算时通常取N=5。临界粒径：能够100％除去的最小粒径。若在各种不同粒径的尘粒中，有一种粒径的尘粒所需沉降时间I等于停留时间，则该粒径就是理论上能完全分离的最小粒径，即临界粒径，用dpc表示。设计计算第96页，共96页。第80页，共97页。标准旋风分离器的尺寸H1H2SBDD1hui第96页，共96页。第81页，共97页。气体通过旋风分离器的压力损失，可用进口气体动压的某一倍数表示为：式中的阻力系数用下式计算：压力损失第96页，共96页。第82页，共97页。圆筒直径一般为200～800mm，有系列尺寸。进口速度一般为15～20m/s。压力损失约为1～2kPa。分离的颗粒直径约为>5m，dpc50=1~2m。主要技术参数第96页，共96页。第83页，共97页。例：温度为20℃，压力为0.101Mpa，流量为2.5m3/s的含尘空气，用标准旋风分离器除尘。粉尘密度为2500kg/m3，试计算临界粒径。选择合适的旋风分离器，使之能100%的分离出6.5m以上的粉尘。并计算压损。解：20℃，0.101Mpa时空气的：=1.21kg/m3，=1.81×10-5Pas1、确定进口气速：ui=20m/s(15-20m/s)2、计算D和b：流量V=Aui=BhuB=D/5,h=3D/52.5=(D/5)×(3D/5)×20D=1.041m取D=1100mm旋风分离器的选用第96页，共96页。第84页，共97页。此时3、求dpc第96页，共96页。第85页，共97页。4、求p5、求D，使dpc=6.5m第96页，共96页。第86页，共97页。B=0.175，D=5B，h=3D/5=3B=0.525，取ui=17m/sx=1.6，取x=2D=5B=0.875，取D=800mm6、校核所以，所选分离器适用。由V=bhu，b=D/5，h=3D/5，得第96页，共96页。第87页，共97页。由于分离器各部分的尺寸都是D的倍数，所以只要进口气速ui相同，不管多大的旋风分离器，其压力损失都相同。压力损失相同时，小型分离器的b=D/5值较小，则小型分离器的临界粒径较小。旋风分离器的使用第96页，共96页。第88页，共97页。灰尘净化气体含尘气体结构滤袋、骨架、机壳、清灰装置、灰斗、排灰阀。2.工作过程含尘气体进入袋滤器；气体通过滤袋，经顶部排出；灰尘被截留；聚集一定厚度灰尘后，压缩空气通入，滤袋振动，灰尘落下；灰尘经过排灰阀排除。压缩空气骨架滤袋机壳清灰装置排灰阀灰斗清灰原则及时清灰；不彻底清灰。袋滤器第96页，共96页。第89页，共97页。利用离心力的作用，使悬浮液中固体颗粒增稠或使粒径不同及密度不同的颗粒进行分级。结构和工作原理：与旋风分离器相似。4旋液分离器(hydrauliccyclone)第96页，共96页。第90页，共97页。悬浮液从圆筒上部的切向进口进入器内，旋转向下流动。工作过程：液流中的颗粒受离心力作用，沉降到器壁，并随液流下降到锥形底的出口，成为较稠的悬浮液而排出，称为底流。澄清的液体或含有较小较轻颗粒的液体，则形成向上的内旋流，经上部中心管从顶部溢流管排出，称为溢流。第96页，共96页。第91页，共97页。液体的粘度约为气体的50倍，液体的(ρp-ρ)比气体的小，悬浮液的进口速度也比含尘气体的小，所以同样大小和密度的颗粒，沉降速度远小于含尘气体在旋风分离器中的沉降速度。要达到同样的临界粒径要求，则旋液分离器的直径要比旋风分离器小很多。特点旋液分离器的圆筒直径一般为75～300mm。悬浮液进口速度一般为5～15m/s。压力损失约为50～200kPa。分离的颗粒直径约为10～40m。主要技术参数第96页，共96页。第92页，共97页。特点：离心分离因数可达13000，也有高达105的超速离心机。转鼓内装有三个纵向平板，以使料液迅速达到与转鼓相同的角速度。适用于于分离乳浊液及含细颗粒的稀悬浮液。5沉降式离心机沉降式离心机是利用离心沉降的原理分离悬浮液或乳浊液的机械。5.1管式离心机（tubular-bowlcentrifuge）第96页，共96页。第93页，共97页。分离乳浊液的管式离心机操作原理转鼓由转轴带动旋转。乳浊液由底部进入，在转鼓内从下向上流动过程中，由于两种液体的密度不同而分成内、外两液层。外层为重液层，内层为轻液层。到达顶部后，轻液与重液分别从各自的溢流口排出。分离悬浮液的管式离心机操作原理流量Vs为悬浮液从底部进入，悬浮液是由密度为ρ的与密度为ρp的少量颗粒形成的。假设转鼓内的液体以转鼓的旋转角速度ω随着转鼓旋转。液体由下向上流动过程中，颗粒由液面r1处沉降到转鼓内表面r2处。凡沉降所需时间小于式等于在转鼓内停留时间的颗粒，均能沉降除去。第96页，共96页。第94页，共97页。分离乳浊液的碟式离心机：碟片上开有小孔。乳浊液通过小孔流到碟片的间隙。在离心力作用下，重液沿着每个碟片的斜面沉降，并向转鼓内壁移动，由重液出口连续排出。而轻液沿着每个碟片的斜面向上移动，汇集后由轻液出口排出。主要分离乳浊液中轻、重两液相，例如油类脱水、牛乳脱脂等；也可以澄清含少量细小颗粒固体的悬浮液。澄清悬浮液用的碟式离心沉降机：碟片上不开孔。只有一个清液排出口。沉积在转鼓内壁上的沉渣，间歇排出。只适用于固体颗粒含量很少的悬浮液。当固体颗粒含量较多时，可采用具有喷嘴排渣的碟式离心沉降机，例如淀粉的分离。5.2碟式离心机（disk-bowlcentrifuge）第96页，共96页。第95页，共97页。工作原理：转鼓内有可旋转的螺旋输送器，其转数比转鼓的转数稍低。悬浮液通过螺旋输送器的空心轴进入机内中部。沉积在转鼓壁面渣，被螺旋输送器沿斜面向上推到排出口而排出。澄清液从转鼓另一端溢流出去。用途：用于分离固体颗粒含量较多的悬浮液，其生产能力较大。也可以在高温、高压下操作，例如催化剂回收。5.3螺旋式离心机（scroll-typecentrifuge）第96页，共96页。第96页，共97页。内容总结非均相物系分离理论。第一节     概述。/t。转筒，扇形格(18格)。动盘(18个孔，分别与扇形格的18个通道相连)。非球形颗粒的形状可用球形度s来描述。故与临界粒径dpc相对应的临界沉降速度为。当降尘室用水平隔板分为N层，则每层高度为H/N。液体由下向上流动过程中，颗粒由液面r1处沉降到转鼓内表面r2处。而轻液沿着每个碟片的斜面向上移动，汇集后由轻液出口排出。也可以在高温、高压下操作，例如催化剂回收第97页，共97页。