模块2非均相混合物的分离ppt课件.ppt
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1、模块2 非均相混合物的分离,项目1 除尘器的选择,重力沉降及设备,分离介质 气固 降尘室 分散相 液固 沉降槽 连续相 一、降尘室 假设: 气流滞流流动(平推流) 沉降高度H,ut以dmin计,1、处理量VS(一定) 与H无关:H, VS一定 u停, 沉 。 2、可采用多层,适当降低H。 a、保证滞流 b、 方便清理 3、一般情况下 a、气体流速13m/s,Re(流动)1400-1700 b、H=40mm-100mm,(除尘) c、除尘颗粒75m以上。,二、悬浮液沉降槽 目的:取清液;取沉渣(增稠器) 1、沉降过程分析 AB界面在一定时间内等速下降、干扰沉降、 颗粒大小不超过6:1 、相同速度
2、。 相对于器壁:uo表观沉降速度(不同于ut)。 其后:uof(c),AD界面下降缓慢:压紧过程。,2、连续沉降槽计算 清液上浮溢流 A,h, 固体进入底流 求A 假设:固相全部由底流排出;溢流清液无固体。W:固体质量流量kg/h; X:某截面悬浮液固液比;XC:底流悬浮液固液比。 以固体为分析对象:固相实际流速u+uo, u:悬浮液体向下运动 (底流带走部分液体),底流中固相体积流量:W/S 底流总体积流量: 各截面固体流道:,若以浓度C,kg(固)/m3(悬浮液)表示: 若以料浆体积流量Q,固相体积分率ef进料,eC出料:,一般方法: 简单模型 后安 5m以下1.5 小试求uo=f(c)
3、全系数 30m以上1.2 求h:压紧时间比沉降时间大得多,tr实验测定,压紧区高度h。 附加75%安全量,其它高度取12m。,离心沉降及设备,一、旋风分离器:(Cyclone) 1、基本原理 主体:上部圆形筒 下部锥形筒 含尘气体由上部切线进入,螺旋向下, 尘沉落于壁面下落,气体沿中芯螺旋上升。 旋转方向相同 5m以上尘粒, (不用于粘性,含湿高,腐蚀介质),旋风分离器的操作原理,具体过程十分复杂: 速度:切向、径向、轴向 压力:器壁最高(略低于进口)、向中心降低、气芯可降到负压 2、结构尺寸及处理量: 入口:高H,宽B 处理量:V = uiBH ui1520 m/s 标准式:h=D/2 B=
4、D/4 D1=D/2 H1=2D H2=2D S=D/8 D2=D/4,3、临界粒径dC dC:能被完全分离的最小粒径。 假设: 在Cyclone内切线速度恒定uT = ui 颗粒穿过一定厚度气流:B 颗粒与气流相对运动为层流 忽略空,设气体在Cyclone内转N圈 dC随B(D)而,大型分离效果差,并联。假设、并不合理,但处理简单。,4、分离效率 1) 粒级效率i 对于dPidC,i100 但计算dC时考虑沉降距离为B,对于dPi dC颗粒,若沉降距离小于B(B B),亦可以分离:,假设:进入待分离气流中大小颗粒均匀分布,即与筒壁距离小于B的各种直径颗粒所占分率均为B/B。,2)分割粒径d5
5、0(cut diameter)对应的粒径d50 3)总效率,5、压降 主要包括 进、出口,磨擦、局部阻力 动能损失,6、选型和计算 处理量 V 设计原则:高效率 分离效率 低阻力 压降 例如:长径比大,出入口截面小 效率高,阻力大,设计计算步骤:已知 V m3/s 由pf ui(假设) C入(kg/m3) 由ui dc (d50 ) D(i分布) dpi分布 o总效率 Vi = uiBH pf 要求压降,V/Vi=n,n为小数时,再推回至适当的整数 旋风组同等处理量大直径分离器, 单个小直径设备 (气量分配,排灰口增多),二、离心机 离心沉降(悬浮液) 离心分离(乳浊液) 离心过滤(过滤,转鼓
6、),1、离心沉降:料液由底部送入,上部溢出清液 鼓内流动自下而上(恒速) 从r1r2服从Stokes eq.,2、离心分离:液层作用于界面的静压强相等(静压由离心力引起),讨论题: 已知: S=2300kg/m3 =0.674kg/m3 VS=1000m3/h =3.610-5Pas,标准式,60 3 11 17 27 12 9.5 7.5 6.4 6.6 i(=di/dc)2 3.5% 24.78% 87.12% 100%,由o中各i核算,若o = 90%, 35段颗粒i约为40%,0.4=(di/dc)2dc约6.32m 若pf不变,即ui不变: 取D=0.24m,B=0.06m,h=0.
7、12m, 当,取N=3,5 5.34% 38.0% 100% =90.34% D=0.24m,N=3,假设取 求出 D=0.3316,取D=0.34m, B=0.085m,可以满足要求。,项目2 液-固悬浮液分离设备的选择,一、过滤基本概念 1、利用多孔介质截留悬浮液中的固体颗粒,液体从孔隙中流过实现固液分离。 目的:固液分离要滤液;要滤并 过程:深层过滤孔径 颗粒 体积分率0.1 表面过滤架桥、过滤、洗涤、去 湿、卸料,介质 织物(滤布,金属网) 粒状 砂粒,藻土 多孔固体介质(高分子膜,陶瓷) 助滤剂:对于压缩滤并:保证一定疏松状态 予涂 加入 可压缩 不可压缩,二、过滤基本方程 过程特点
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