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流体与粒子间的相对运动
概述
流体与固体粒子相对运动的操作包括沉降、过滤以及固体流态化等基本单元操作。
几个概念
相:体系中具有相同组成,相同物理性质和相同化学性质的均匀物质。相与相之间有明确的界面。
均相:凡物系内部各处物理料质均匀而不存在相界面者,称为均相混合物或均相物系。溶液及混合气都是均相混合物。
非均相:凡物系内部有隔开两相的界面存在,而界面两侧的物料性质截然不同者,称为非均相混合物或非均相物系。
化工生产中常遇到的混合物可分为两大类
混合物
均相
气态
空气、天然气
液态
乙醇—水、石油
非均相
气—固
烟道气
气泡—液体
气—液
雾滴—气体
液—固
泥水、硫铵+母液
液—液
牛奶、油—水
固—固
煤矸石、金属矿
非均相物系分离的目的
回收分散物质,如从母液中分离出晶粒;如从催化反应器出来的气体中,往往带有催化剂颗粒,必须把这些有价值的颗粒回收利用。
净制分散介质,如除去含尘气体中的尘粒;合成氨生产,半水煤气中含有、灰尘等杂质,为了防止合成触媒中毒,必须将这些杂质一一去除,以保证触媒的活性。
劳动保护和环境卫生等;对三废:废气、废液、废渣的处理,地球由于被污染加剧,环保越来越受到人们的重视。综上所述,非均相物系分离的目的是除害收益。
总之:以满足工艺要求,提高产品质量,改善劳动条件,保护环境,节约能源及提高经济效益。
常用分离方法
重力沉降:微粒借本身的重力在介质中沉降而获得分离。
离心分离:利用微粒所受离心力的作用将其从介质中分离。亦称离心沉降。此法适用于较细的微粒悬浮体系。
过滤:使悬浮体系通过过滤介质,将微粒截留在过滤介质上而获得分离。
湿法净制:使气相中含有的微粒与水充分接触而将微粒除去。
电除尘:使悬浮在气相中的微粒在高压电场内沉降。
电除尘