资源简介

模块二 非均相物系分离
项目1 板框压滤机操作
【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．学会板框压滤机操作及维护保养方法，养成规范操作化工机械的习惯。
2．掌握板框压滤机的结构及操作要点。
【教学重点、难点】
重点：板框压滤机操作
难点：板框压滤机的结构
【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
自然界里的大多数物质是混合物，这些混合物又可分为均相混合物和非均相混合物两大类。分离非均相混合物可以用于收集分散物质、净化分散介质和环境保护等。非均相物系一般可用机械方法分离。
二、教师讲授及演示实训步骤
1．布置实训任务：练习板框压滤机的使用，熟悉其结构及维护方法。
2．引导学生先大致了解板框压滤机，提高学生学习兴趣。
图2-1 板框式压滤机
三、学生实训
指导学生按工艺卡片进行实训。
检查准备——设备装合——压滤操作——洗涤——停车
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。
学生讨论、自学内容
1．根据下图说明过滤分离的原理及特点。何为滤浆、过滤介质、滤液和滤渣？
图2-2 过滤原理
2．过滤分离常用于哪些场合？
3．常用的过滤介质有哪些？各有什么特点？
教师讲授内容
1．板框压滤机
板框压滤机由许多块带凸凹纹路的滤板和滤框交替排列而成，板和框的角端均开有小孔，合并压紧后构成供滤浆或洗涤水流通的孔道。滤框中间空，框的两侧覆以滤布，空框与滤布就围成了容纳滤饼的空间。
图2-3　板框压滤机的滤板和滤框
操作是间歇的，每个操作周期都由装合、过滤、洗涤、卸渣、整理五个阶段组成。
特点：结构简单，过滤面积大，过滤压力高，对各种物料的适应能力强，操作简单，使用可靠。
缺点：间歇生产，生产效率低，装卸板框劳动强度大，而且滤渣洗涤慢且不均匀，滤布损耗严重。
适用场合：处理固含量较少的悬浮液。
2．转鼓式真空过滤机
（a） 外形 （b）装置示意图
图2-4转鼓式真空过滤机
依靠真空系统造成的转筒内外压差进行过滤。主要部件是一个开有许多孔眼的转鼓，外面包上一层金属网，网上覆盖滤布，滤液可以透过滤布和金属网进入转筒内，而固体颗粒却被截留在滤布上，形成滤饼。转筒内部沿径向用隔板分成12个互不相通的扇形格，每格都有单独的通道，通到分配头上。通过分配头的作用，使扇形格在不同部位时，自动地完成过滤、洗涤、脱水、卸料、复原等操作。
优点：操作自动，生产能力大，对处理量大而容易过滤的料浆特别适宜，改变过滤机的转速可以调节滤饼的厚度。
缺点：真空下操作，附属设备多，滤饼的含湿量较高，洗涤不易彻底。
3．沉降槽
沉降槽属于重力沉降设备。连续沉降槽是一个底部略呈圆锥形的大直径浅圆槽，槽内装有转速为0.6～8 r/min的齿耙，悬浮液自槽上部经中央进料管送到液面以下0.3～1.0m处，料浆在尽可能减小扰动的条件下，迅速分散到整个横截面上，液体向上流动，沉降后的清液经上口周缘的溢流堰连续排出，浓稠的沉淀物沉降到器底，由徐徐旋转的收集器将沉渣缓慢地聚拢到底部中央的排渣口连续排出，经沉淀排出管用泵连续排出。
图2-5 沉降器
适用于处理量大而浓度不高，且颗粒不甚细微，容易沉降的悬浮料浆。不宜作为最终分离用，常用以进行预处理，然后再用过滤机或离心机进一步分离。
2．旋液分离器
旋液分离器是利用离心沉降的原理，使悬浮液中固体颗粒增浓或将大小、密度不同的固体颗粒进行分级。其主体由圆筒部分和圆锥部分构成。
图2-6 旋液分离器示意图
悬浮液经入口管以切线方向进入圆筒部分形成螺旋形向下的旋流，固体粒子受离心力的作用被甩向器壁，并随旋流下降到锥底部的出口，由底部排出（底部产品或底流）。澄清的液体或含有较轻较细粒子的液体则形成螺旋上升的内层旋流，由上端中心溢流管排出（顶部产品或溢流）。
特点：结构简单，生产能力大，分离的颗粒范围较广（1～200μm），可用于粒子分级，还能处理腐蚀性悬浮液。但阻力损失较大，磨损比较严重。
【作业】
复习题

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