资源简介

模块二 非均相物系分离
项目2 三足式离心机操作
【教材版本】李祥新、朱建民主编《化工单元操作》，高等教育出版社2009年3月出版。
【教学目标】
1．学会三足式离心机操作及维护保养方法，养成规范操作化工机械的习惯，培养安全操作观念。
2．掌握三足式离心机结构及操作要点。
【教学重点、难点】
重点：三足式离心机操作要点
难点：三足式离心机结构
【教学方法】
采用项目教学法，以行动导向来进行学习，调动学生的学习积极性，注重培养学生规范操作、观察分析、团结合作的能力。根据本项目特点，采用“导入——演示——实训——评价——讲授——讨论”的教学过程，先让学生在完成具体项目的过程中熟悉相应单元操作，然后通过相关知识的学习达到教学目标。
【学时安排】8学时
【教学建议】
先通过例子导入本项目的工作任务，根据要求布置实训任务，演示实训操作方法，指导学生按步骤完成实训项目。然后，在学生预习的基础上学习固液分离的相关知识。
【教学过程】
一、导入
三足式离心机是化工生产中常用的固液分离设备。
二、教师讲授及演示实训步骤
1．布置实训任务：练习三足式离心机的使用，熟悉其结构及维护方法。
2．演示三足式离心机操作，强调其操作要点。
图2-7 三足式离心机
三、学生实训
指导学生按工艺卡片进行实训。
检查准备——开车——正常运转——洗涤——停车——卸料
四、检查评价
学生自查实训情况，各组比较操作情况及数据的准确性，选出最佳操作人员。
五、相关知识
在学生预习及实训操作的基础上，由教师讲授与学生讨论相结合，完成以下内容的学习。
一、离心分离
当悬浮液中固体颗粒很小，或液相黏度很大时，利用离心分离效果较好。
1．三足式离心机
中间有一个旋转的转鼓，转鼓外壳和联动装置都固定在机座上，机座借拉杆挂在三个支脚上。
操作时，将待过滤的悬浮液加到旋转着的转鼓内，在离心力的作用下，滤液透过滤布排出，固体则被截留于滤布上形成滤饼，当积到一定厚度时，停止加料，停车后人工卸料。（上部卸料或下部卸料）
特点：三足式离心机结构简单，运转平稳，滤渣颗粒易受损伤，适用于过滤周期较长，处理量不大，要求滤渣含液量较低的场合。
2．卧式刮刀卸料离心机
在转鼓连续全速运转的情况下，能够自动、间歇地依次进行加料、分离、洗涤、甩干、卸料、洗网等工序的循环操作。每一工序的操作时间可按预定要求实现自动控制。
图2-8 卧式刮刀卸料离心机
操作时，进料阀门自动定时开启，悬浮液进入全速运转的鼓内，滤液经滤网被甩出，滤渣饼积于滤网上；当滤饼达到指定厚度时，进料阀自动关闭，冲洗阀自动开启进行洗涤；再甩干一定时间后，刮刀自动上升，滤饼被刮下，并经倾斜的溜槽排出。刮刀升至极限位置后自动退下，冲洗阀再次开启，洗涤滤网，即完成一个操作循环。
特点：可自动操作，也可人工操作，劳动强度低，生产能力大，适合于大规模生产。缺点是由于刮刀卸料，使颗粒破碎严重，不宜用于产品晶粒要求完整的场合。
3．活塞推料离心机
是一种连续操作型离心机，进料、过滤、洗涤、卸料各个操作工序都连续、自动进行。它的操作一直是在全速旋转下进行的，料浆不断由进料管送入，沿锥形进料斗的内壁流到转鼓的滤网上，滤液穿过滤网经滤液出口连续排出，积于滤网上的滤渣靠一个作往复运动的活塞推送器一股一股地推送出来。
图2-9 卧式活塞推料离心机
这种离心机主要用于浓度适中并能很快脱水和失去流动性的悬浮液。优点是颗粒破碎程度小，控制系统较简单。缺点是对悬浮液的浓度较敏感，若料浆太稀，则滤饼来不及生成，料液直接流出转鼓；若料浆太稠，则流动性差，易使滤渣分布不均匀，引起转鼓振动。
二、气固分离
将含尘气体中的固体颗粒分离出去的操作称为气-固分离，也称净化、除尘。其主要目的是为净化气体，也有的是为回收固体颗粒。
气体净制方法有重力沉降、离心沉降、过滤、湿法和静电除尘。
1．降尘室
借重力沉降从气流中分离出尘粒。含尘气体进入降尘室后，因流道截面积扩大而速度减慢，颗粒在气体通过的时间内降至室底，从气流中分离出来。
图2-10 降尘室
特点：结构简单，操作成本低，动力消耗小，但体积大，分离效率低。通常只能作为预除尘设备使用，一般只能除去直径大于75μm的颗粒。
2．旋风分离器
结构与悬液分离器相似，上部为圆筒，下部为圆锥筒。
含尘气体从圆筒上侧的矩形进气管以切线方向进入，受圆筒壁的约束旋转，做向下的螺旋运动，到达底部后折而向上，成为内层的上旋的气流（称为气芯），从顶部的中央排气管排出。气体中所夹带的尘粒在随气流旋转的过程中，由于密度较大，受离心力的作用逐渐沉降到器壁，碰到器壁后落下，滑向锥底的排尘口，从而与气体分离。
标准型旋风分离器各部分的尺寸都有一定的比例，只要规定其中一个主要尺寸，如圆筒直径D或进气口宽度B，则其它各部分的尺寸也就确定了。
（a）外形 （b）原理图
图2-11 旋风分离器
特点：结构简单，操作不受温度和压力的限制，分离效率可达70%～90%，最小可以分离小到5μm的颗粒。但使用中器壁磨损较严重。
【作业】
1．填写下表，比较各种固液分离机械的特点及应用场合。
机械类型 固液分离机械 特 点 适用场合
沉降分离设备 沉降槽
旋液分离器
过滤分离设备 板框压滤机
转鼓式真空过滤机
离心分离设备 三足式离心机
刮刀卸料离心机
活塞推料离心机
2．分析并比较下列各组概念的联系与区别
自由沉降 沉降速度 滤饼过滤
离心沉降 过滤速度 深层过滤
重力沉降
本模块理论知识结构
过滤分离
过滤机操作
沉降分离
离心分离
离心机操作
气固分离
非均相物系分离

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