机械分离与固体流态化.ppt

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第三章 机械分离与固体流态化
第一节 筛分
一、颗粒的特性
二、颗粒群及颗粒床层的特性
三、筛分
第二节 沉降分离
一、沉降原理
二、沉降设备
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第三节 过滤
一、
壁面效应
球形度越小，沉降速度越小；
颗粒的位向对沉降速度也有影响。
作业：P121:1,2
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二、沉降设备
---用于除去>75m以上颗粒
---用于除去>5～10m 颗粒
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1．重力沉降设备
降尘室
则表明，该颗粒能在降尘室中除去。
思考1：为什么气体进入降尘室后，流通截面积要扩大？
思考2：为什么降尘室要做成扁平的？
结构：
除尘原理：
为了增大停留时间。
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降尘室
思考3：要想使某一粒度的颗粒在降尘室中被100%除去，必须满足什么条件？
思考4：能够被100%除去的最小颗粒，必须满足什么条件？
思考4：粒径比dmin小的颗粒，被除去的百分数如何计算？
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降尘室
思考2：为什么降尘室要做成扁平的？
可见，降尘室最大处理量与底面积、沉降速度有关,而与降尘室高度无关。
故降尘室多做成扁平的。
注意!!
降尘室内气体流速不应过高，以免将已沉降下来的颗粒重新扬起。根据经验，多数灰尘的分离，可取u<3m/s，较易扬起灰尘的，可取u<。
最大处理量------能够除去最小颗粒时的气体流量Vs
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降尘室
降尘室优、缺点
结构简单，
设备庞大、效率低
只适用于分离粗颗粒(直径75m以上)，或作为预分离设备。
作业：
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增稠器（沉降槽）
请点击观看动画
结构：
除尘原理：
用于分离出液-固混合物
与降尘室一样，沉降槽的生产能力是由截面积来保证的，与其高度无关。故沉降槽多为扁平状。
与降尘室相同
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增稠器（沉降槽）
属于干扰沉降
愈往下沉降速度愈慢-----愈往下颗粒浓度愈高，其表观粘度愈大，对沉降的干扰、阻力便愈大；
沉降很快的大颗粒又会把沉降慢的小颗粒向下拉，结果小颗粒被加速而大颗粒则变慢。
有时颗粒又会相互聚结成棉絮状整团往下沉，这称为絮凝现象，使沉降加快。
这种过程中的沉降速度难以进行理论计算，通常要由实验决定。
因固-液密度相差不是很悬殊，故较难分离，因此，连续沉降槽的直径可以大到100 m以上，高度却都在几米以内。
特点：
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2．离心沉降设备
旋风分离器：
请点击观看动画
结构：
除尘原理：
含尘气体以切线方向进入，速度为12～25 ms-1，按螺旋形路线向器底旋转，接近底部后转而向上，成为气芯，然后从顶部的中央排气管排出。气流中所夹带的尘粒在随气流旋转的过程中逐渐趋向器壁，碰到器壁后落下，自锥形底落入灰斗（未绘出）。
上部为圆筒形，下部为圆锥形。
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旋风分离器
能够从分离器内100%分离出来的最小颗粒的直径，用dc表示。其满足：
几点假设：
假设器内气体速度恒定，且等于进口气速ui；
假设颗粒沉降过程中所穿过的气流的最大 厚度等于进气口宽度B；
假设颗粒沉降服从斯托克斯公式。
ui
ui
临界粒径
＝
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旋风分离器
结论：旋风分离器越细、越长，dc越小
N值与进口气速有关，对常用形式的旋风分离器，风速1225 ms-1范围内，一般可取N =3，风速愈大，N也愈大。
思考：从上式可见，气体  ，入口B ，气旋圈数N  ，进口气速ui  ，临界粒径越小，why？
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旋风分离器
评价旋风分离器性能的两个主要指标：
小好，一般在5002000Pa左右
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旋液分离器
Why?
特点：
与旋风分离器相比，直径小、锥形部分长。
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结构：
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第三节 过滤
一、概述
深层过滤
这种过滤是在过滤介质内部进行的，介质表面无滤饼形成。过滤用的介质为粒状床层或素烧（不上釉的）陶瓷筒或板。
此法适用于从液体中除去很小量的固体微粒，例如饮用水的净化。
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一、概述
滤浆
滤饼
过滤介质
滤液
----推动力：重力、压力、离心力
滤饼过滤
结论：，而不是过滤介质。
“架桥”现象，可以截留小颗粒，开始滤液混浊需重新处理。
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一、概述
滤浆
滤饼
过滤介质
滤液
滤饼过滤
工业用过