离心分离.ppt
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1、离心分离器,物体高速旋转能够产生离心力场,在离心力场内的各质点都将承受较其本身重力大出若干倍的离心力。,1.离心分离规律,2.离心分离应用,用于分离废水中的悬浮颗粒,也可用于污泥脱水。,按照产生离心力的方式不同可分为:,3.离心分离设备分类,压力式水力旋流器 (通常所说的水力旋流器),重力式水力旋流器 (旋流沉淀池),水力旋流器,1.压力式水力旋流器,结构特点: 形状细长、 直径小, 圆锥部分长。,1-圆筒;2-圆锥体;3-进液管; 4-溢流管;5-排渣口;6-通气管; 7-溢流筒;8-出液管,水力旋流器的构造示意图,1-入流;2-一次涡流; 3-二次涡流;4-零锥面; 5-空气涡流柱,物料在
2、水力旋流器内的流动,工作原理: 当含有悬浮物的废水切向进入圆筒后发生高速旋转,在离心力的作用下,固体颗粒被甩向器壁,并随旋流下降到底部排出。澄清后的废水形成螺旋上升的内层旋流,经溢流管进入溢流筒后,从出液管排出。,1.应使出水管直径大于溢流管直径; 2.排渣口径宜选取小值,以提高浓缩液浓度; 3.进口易磨损,应用耐磨材料制作,且能快速更换,以便调节口径和检修。,设计时的注意事项:,设备结构、颗粒性质、进水水压及粘度等。,影响分离效率的因素:,极限粒径越小,说分离效果越好,达到一定分离效率时的处理水量也越大。,极限粒径:一般将分离效率为50%的颗粒直径。,在其它条件基本不变时,分离 效率随颗粒粒
3、径直径的增大而 急剧增大。,颗粒直径与分离效率的关系,优点:体积小、结构简单、处理能力大、便于安装检修等。 适用范围:比较适用于各类小流量工业废水和高浊度河水中氧化铁皮、泥砂等比重较大的无机杂质的分离。,压力式水力旋流器的优点及适用范围:,2.重力式水力旋流器,用重力式水力旋流器处理废水时,也是借助进、出水的压力差在器内作旋转运动。 但在这种旋流器中,离心力的作用并不重要,颗粒的分离基本上由重力决定。,旋流沉淀池有周边旋流配水和中心筒旋流配水两种。,重力式水力旋流器结构示意图,工作原理: 废水利用进、出口的水位差压力,经进水管沿切线方向进入旋流器底部形成旋流,在重力和离心力作用下,水中的悬浮颗
4、粒被抛向池壁并滑向器底集中,定期由抓斗卸出。废水中的油类则浮在水面上。,1.重力式旋流分离器的表面负荷大大低于压力式旋流分离器,一般约为25-30m3/(hm2); 2.进水管流速:1.0-1.5m/s; 3.废水在池内停留时间:15-20min; 4.池内有效深度:H0=1.2D;进水口到渣斗上缘应有0.8-1.0m保护高,以免冲起沉渣。,设计参数:,优点:与压力式旋流分离器相比,重力式旋流分离器避免了水泵及设备磨损较大的缺点,节省了动力消耗 。 缺点:沉淀池地下部分深度较大、施工难度大。,重力式水力旋流器的优缺点:,离心机,离心机是一种利用转鼓带动物料高速旋转产生的离心力来强化分离过程的分
5、离设备。,工作原理: 离心机是依靠一个可以随转动轴旋转的圆筒,在传动设备驱动下产生高速旋转,液体也随同旋转,由于其中不同密度的组分产生不同的离心力,从而达到分离目的。,应用: 在废水处理领域,离心机常用于污泥脱水和分离回收废水中的有用物质,如从洗羊毛废水中回收羊毛脂。,液态悬浮物系在器旋离心场中的运动,转鼓内液体的自由表面,a,静止 b,低速旋转 c,高速旋转 d,忽略重力,离心机开动后,因转鼓的带动,使液体在受重力作用的 同时,还受到离心力的作用,形成一个旋转的自由表面。,分离因数 几何形状 转鼓数目 操作原理 卸料(渣)方式 操作方式,离心机的分类:,(1)按分离因数大小可将离心机分为:
6、低速离心机(Kc=1000-1500); 中速离心机(Kc=1500-3000); 高速离心机(Kc=3000-50000); 超速离心机(Kc50000)。,分离因数Kc为同一颗粒在同种流体介质中离心沉降速度与重 力沉降速度的比值,在Stokes区内的表达式为,,也可以将Kc理解为颗粒所受净离心力与净重力之比,或颗粒所在位置上的离心惯性力强度与重力场强度之比。若以n表示转速(r/min),并将=2n/60代入上式,则有,,分离因数Kc,(2)按几何形状可以分为转筒离心机(有圆锥形、圆筒形、锥筒形)、盘式离心机和板式离心机等。 (3)按操作原理可以分为过滤式离心机和沉降式离心机。 (4)按操作
7、方式可以分为连续式和间歇式。 (5)按卸料方式可以分为上卸料、下卸料、重力卸料、机械卸料等。,1.过滤式离心机,过滤式离心机转鼓上开有孔,鼓内覆盖以滤布或其他过滤介质(滤网等),当转鼓高速旋转时,鼓内料液在离心力的作用下透过过滤介质(滤布和壁上小孔)排出,而固体颗粒则被截留在过滤介质上,完成固液分离。,工作原理:,过滤式离心机对颗粒和液体的密度差没有要求,但不适宜于小颗粒、纤维状或胶体可压缩固体物质的分离(例如废水中污泥的处理),因为这些物质会堵塞过滤介质。,过滤式离心机的适用范围:,只适用于悬浮液浓度较高(可达50、60)、粒度适中以及母液较粘的场合。如: 结晶类食品(如砂糖)的精制; 脱水
8、蔬菜制造的预脱水过程、淀粉的脱水; 水果蔬菜的榨汁; 回收植物蛋白及冷冻浓缩的冰晶分离。,最常用的间歇式操作离心机有三足式、上悬式和卧式刮刀卸料式离心机;而连续操作的离心机有卧式活塞推料和离心力卸料离心分离机,后者适用于固体粒子较粗的物料。,(1)三足式过滤分离机,结构特点: 由底部封闭的圆管形转鼓、垂直的主轴以及驱动装置组成。,三足式过滤分离机结构示意图,工作原理: 悬浮液从顶部加入,滤液受到离心力作用穿过过滤介质,在转鼓外收集,而固体颗粒则截留在过滤介质上,形成一定厚度的滤饼,由人工去除。,(2)卧式刮刀卸料离心分离机,是一种连续运转、间歇操作的过滤式离心机。 其主要特点是利用刮刀卸除滤渣
9、。,优点:对悬浮液浓度和进料量的变化不敏感,过滤时间、分离时间和卸料时间均可自由调节,滤渣较干,各操作段可在全速或不同转速下进行,操作周期短,生产能力大。 缺点:电机负荷不均匀,刮刀无法刮尽转鼓上的滤渣,加料和卸料时机器震动严重。,卧式刮刀卸料离心分离机的优缺点:,适用于处理中、小颗粒(5mm)的物料,也可用于短纤维状的物料(长度4mm)。,(3)卧式活塞推料离心分离机,是一种连续加料、脉动卸料的过滤式离心机。,工作原理: 在离心力场作用下,料液沿布料斗周边均匀地甩到滤网上,大部分经过筛网缝隙和转鼓小孔甩出转鼓外,由管道引走。利用推杆在转鼓内的往返运动推动筛网上的滤饼前移,形成脉冲卸料。,优点
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