固液分离设备.pptx

固液分别技术与设备
汪雷
王光祖
江云
2013年12月18日
固液分离的原理
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固液分离的设备
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最新的设备
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固液分别的原理
相系分为两大类：
均相物系降。固液混合物料在进行重力沉降之前一般需进行混凝、絮凝等预处理。
重力沉降
离心沉降在实现固液分别时，不须要过滤介质，在离心力的作用下，物料按密度的大小不同分层沉降而得以分别，固体沉降于筒壁或转鼓壁上，余下的即为澄清的液体。
离心沉降
直径为d的球形粒子在流体中作匀速圆周运动，
切线速度为uT； 径向速度ur； 旋转半径为R
粒子密度为ρs； 流体密度为ρ
惯性离心力（与重力相当）:
向心力(与重力场中的浮力相当):
阻力(与颗粒径向运动方向相反):
径向受力分析
（指向中心）
（指向中心）
（中心指向外周 ）
球形颗粒的离心沉降速度
固液分别的原理---沉降
三力达到平衡，则：
平衡时颗粒在径向上相对于流体的运动速度ur便是此位置上的离心沉降速度（确定速度在径向上的重量）。
——离心沉降速度表达式
——重力沉降速度表达式
两者区分在于加速度的不同，一个是“ut2/R”， 一个是“g” 。其中 ut2/R是离心场的离心加速度。
固液分别的原理---沉降
工业常用的过滤设备
板框压滤机（加压过滤）
真空转鼓过滤机（减压过滤）
沉降
工业常用的重力沉降设备
工业常用的离心沉降设备
连续沉降槽
卧式螺旋沉降离心机
过滤
固液分别的设备
固液分别的设备---过滤
工业常用的过滤设备----板框压滤机（加压过滤）
工业常用的过滤设备--真空转鼓过滤机（减压过滤）
 工业常用的过滤设备----板框压滤机（加压过滤）
基本原理：混合液流经过滤介质（滤布），固体停留在滤布上，并渐渐在滤布上积累形成过滤泥饼。而滤液部分则渗透过滤布，成为不含固体的清液。
与其它固液分别设备相比，压滤机过滤后的泥饼有更高的含固率和优良的分别效果。
工业常用的过滤设备--真空转鼓过滤机（减压过滤）
它有一水平转鼓，鼓壁开孔，鼓面上铺以支承板和滤布，构成过滤面。过滤面下的空间分成若干隔开的扇形滤室。各滤室有导管与安排阀相通。转鼓每旋转一周，各滤室通过安排阀轮番接通真空系统和压缩空气系统，依次完成过滤、洗渣、吸干、卸渣和过滤介质（滤布）再生等操作。在转鼓的整个过滤面上，过滤区约占圆周的1/3,洗渣和吸干区占1/2,卸渣区占1/6,各区之间有过渡段。过滤时转鼓下部沉醉在悬浮液中缓慢旋转。沉没在悬浮液内的滤室与真空系统连通，滤液被吸出过滤机，固体颗粒则被吸附在过滤面上形成滤渣。滤室随转鼓旋转离开悬浮液后，接着吸去滤渣中饱含的液体。当须要除去滤渣中残留的滤液时，可在滤室旋转到转鼓上部时喷洒洗涤水。这时滤室与另一真空系统接通，洗涤水透过滤渣层置换颗粒之间残存的滤液。滤液被吸入滤室，并单独排出，然后卸除已经吸干的滤渣。这时滤室与压缩空气系统连通，反吹滤布松动滤渣，再由刮刀刮下滤渣。压缩空气（或蒸汽）接着反吹滤布，可疏通孔隙，使之再生。
重力沉降
沉降室
沉降槽
固液分别设备-----沉降
沉降室多用于分别气
体中的固体颗粒
沉降槽多用于分别液体悬浮物中固体颗粒。
固液分别设备-----沉降
依靠惯性离心力的作用而实现的沉降过程
适于分别两相密度差较小，颗粒粒度较细的非均相物系。
离心沉降
气固物系：
旋风分别器；
液固物系：
旋液分别器或沉降离心机
离心沉降设备-----卧式螺旋沉降离心机
固液分别的设备-----沉降
卧螺离心机是一种卧式螺旋卸料、连续操作的沉降设备。本类离心机工作原理为：转鼓与螺旋以确定差速同向高速旋转，物料由进料管连续引入输料螺旋内筒，加速后进入转鼓，在离心力场作用下，较重的固相物沉积在转鼓壁上形成沉渣层。输料螺旋将沉积的固相物连绵不断地推至转鼓锥端，经排渣口排出机外。较轻的液相物则形成内层液环，由转鼓大端溢流口连续溢出转鼓，经排液口排出机外。
最新的设备
Particle Filtration
TEQUATIC PLUS filter
给水进入单元。离心力向外推动重粒子。较轻的固体被错流过滤。滤液被滤出。固体颗粒进入再循环和固体收集室。其他粒子进入再循环管以便重用。
过滤器可以过滤10-55微米的微粒。过滤器的压降一般< 1 psi。
1)  H. Solhed, L. Jonsson and P. Jönsson: Metallurgical and Materials 
Transactions B, 33B, No. 2, (2002), p. 173. 
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