资源简介

(共34张PPT)
模块三 非均相物系分离技术
01
任务一 认识非均相分离装置
02
任务二 确定非均相物系分离操作条件
03
任务三 选择与设计非均相分离装置
04
任务四 操作非均相分离装置
05
综合案例
06
总结与归纳
03
任务三选择与设计非均相分离装置

非均相物系的分离装置主要包括气固体系与液固体系分离装置。
根据分离任务的要求。
包括：颗粒的尺寸、颗粒的浓度、颗粒的性质、物料处理量等参数与因素，选取适当的分离装置类型和尺寸等。
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任务三选择与设计非均相分离装置
子任务1 选择气—固分离设备
一、气—固分离设备的选择
在选用气-固分离设备时，常根据工艺提供或收集到的设计资料来确定其型号和规格，一般使用计算方法和经验法。由于气-固分离设备结构形式繁多，影响因素又很复杂。
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任务三选择与设计非均相分离装置
主要从生产中要求除去的最小颗粒大小出发，简略介绍气－固非均相物系的分离设备的选择。
① 50μm以上的颗粒：降尘室。
② 5μm以上的颗粒：旋风分离器。
③ 5μm以下的颗粒：湿法除尘设备、电除尘器、袋滤器等。其中文丘里除尘器可除去1μm以上的颗粒，袋滤器可除去0.1μm以上的颗粒，电除尘器可除去0.01μm以上的颗粒。
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任务三选择与设计非均相分离装置
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任务三选择与设计非均相分离装置
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任务三选择与设计非均相分离装置
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任务三选择与设计非均相分离装置
子任务2 确定气—固分离设备装置的工艺参数
根据分离要求选择气固分离装置的形式，确定气固分离设备的工艺参数。以旋风分离器为例，选取分离器的类型、根据气体的处理量和允许压降，选定具体型号。对于气体处理量较大，可以选用多个旋风分离器并联等。
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任务三选择与设计非均相分离装置
一、确定气—固分离设备装置的工艺参数
（1）旋风分离器的类型
旋风分离器的分离效率不仅受含尘气的物理性质、含尘浓度、粒度分布及操作的影响，还与设备的结构尺寸密切相关。只有各部分结构尺寸恰当，才能获得较高的分离效率和较低的压强降。
近年来，在旋风分离器的结构设计中，主要对以下几个方面进行改进，以提高分离效率或降低气流阻力。
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任务三选择与设计非均相分离装置
① 采用细而长的器身 减小器身直径可增大惯性离心力，增加器身长度可延长气体停留时间，所以，细而长的器身有利于颗粒的离心沉降，使分离效率提高。
② 减小涡流的影响 含尘气体自进气管进入旋风分离器后，有一小部分气体向顶盖流动，然后沿排气管外侧向下流动，当达到排气管下端时汇入上升的内旋气流中，这部分气流称为上涡流。分散在这部分气流中的颗粒由短路而逸出器外，这是造成旋风分离器低效的主要原因之一。采用带有旁路分离室或采用异形进气管的旋风分离器，可以改善上涡流的影响。
在标准旋风分离器内，内旋流旋转上升时，会将沉积在锥底的部分颗粒重新扬起，这是影响分离效率的另一重要原因。为抑制这种不利因素，设计了扩散式旋风分离器。
此外，排气管和灰斗尺寸的合理设计都可使除尘效率提高。
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任务三选择与设计非均相分离装置
① CLT/A型
具有倾斜螺旋面进口的旋风分离器，其结构如图 所示。这种进口结构型式，在一定程度上可以减小涡流的影响，并且气流阻力较低（阻力系数ζ值可取5.0~5.5）。
② CLP型
CLP型是带有旁路分离室的旋风分离器，采用蜗壳式进气口，其上沿较器体顶盖稍低。对5μm以上的尘粒具有较高的分离效果。根据器体及旁路分离室形状的不同，CLP型又分为A和B两种型式 ，其阻力系数ζ值可取4.8~5.8。
③ 扩散式
扩散式旋风分离器的结构如图所示，其主要特点是具有上小下大的外壳，并在底部装有挡灰盘（又称反射屏）。尤其对10μm以下的颗粒，分离效果更为明显。其阻力系数ξ值可取7~8。
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任务三选择与设计非均相分离装置
（2）旋风分离器的结构型式与选用
选用旋风分离器时，一般是先确定其类型，然后根据气体的处理量和允许压降，选定具体型号。如果气体处理量较大，可以采用多个旋风分离器并联操作。
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任务三选择与设计非均相分离装置
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任务三选择与设计非均相分离装置
选用旋风分离器需要注意如下三点：
① 按照规定的允许压强降，可以同时选出几种不同型号的旋风分离器。若选用小尺寸的旋风分离器，分离效率高，但需要数台并联方可满足生产能力要求；反之，选用大直径，则可减少台数，然而效率下降。此时，需要在投资和效率之间做出选择。
② 当选用数台小尺寸旋风分离器并联操作时，特别注意解决气体均匀分配及排除出灰口的窜漏问题，以便在保证气体处理量的前提下兼顾分离效率与气体压强降的要求。
③ 旋风分离器性能表中的压强降是当气体密度为1.2 Kg/m3时的数据，当气体密度不同时，应校正压强降数据。
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任务三选择与设计非均相分离装置
比较化工生产过程中常用的旋风除尘器性能。
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子任务3 选择液固分离设备
根据分离要求选择液固分离装置，确定液固分离设备的工艺参数。根据分离的目的与要求、产品的特性、颗粒的浓度、节能环保以及工序等因素，选择适合的液固体系分离装置。
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任务三选择与设计非均相分离装置
一、液—固分离设备的选择
对于液－固非均相物系的分离方案及设备选择，主要从分离目的出发，进行介绍。
（1）目的为获得固体产品
颗粒浓度<1%（体积分数，下同）：以连续沉降槽、旋液分离器、离心沉降机等进行浓缩，以便进一步进行分离。
颗粒浓度>10%、粒径>50μm：离心过滤机。
颗粒粒径<50μm：压差式过滤机。颗粒浓度>5%，可采用转筒真空过滤机；颗粒浓度较低时，可采用板框过滤机。
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任务三选择与设计非均相分离装置
（2）目的为得到澄清的液体
以节能、高效为原则，分别选用各种分离设备对不同大小的颗粒进行分离。为提高澄清效率，可在料液中加入助滤剂或絮凝剂，若澄清要求非常高，可用深层过滤作为澄清操作的最后一道工序。

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子任务4 确定液固分离设备装置的工艺参数
根据分离要求选择液固分离装置，确定液固分离设备的工艺参数。以为板框式过滤机为例， 选取分离器的类型、根据处理量、过滤面积、过滤温度、酸碱性以及固体的颗粒物形状，选定具体型号。
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（1）选择液固分离装置的类型
首先，根据需要过滤的液体的性质来选择厢式还是板框压滤机，其选择方法如下。
① 板框压滤机的结构上还采用一层板框式的滤板，便于滤板的移动和更换。最大的优点是过滤速度较快，滤饼的存储量也比较大，相比与厢式压滤机而言，滤板更加坚实，板框滤板上的滤布也能够更均匀的使用压力差，致使滤布与过滤物尽可能大的接触，使得滤饼和过滤物之间能够有足够的使用空间，进而在最大程度上形成有效的压力差，以达到板框压滤机的使用效率。
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任务三选择与设计非均相分离装置
② 二者间过滤的温度、酸碱性以及固体的颗粒物形状都是不同的，板框压滤机对于固体的颗粒形状大小要求更严格些，板框压滤机的过滤范围较小，所以厢式压滤机相对板框压滤机在使用条件上更加宽松一些。
③ 厢式压滤机和板框压滤机他们的过滤都是依靠滤板来实现的，因为板框压滤机使用的是空中滤板，所以相对来说厢式压滤机的稳定性更强一些，且不易损毁。所以说厢式压滤机使用时间更加长一些。
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（2）了解压滤机的型号
在选择板框式过滤机之前，首先需要对其型号进行了解，
例如：XAMZG160/1250-30u型压滤机。
X：是厢式压滤机（B是板框式压滤机）；
A：是指的滤液流出方式是暗流的（M既是明流，除污水含腐蚀性或易挥发等成份之外，一般不选择暗流。）；
Z：是自动（S是手动，Y是液压），G是隔膜滤板；
160：既是过滤面积160平方米；
1250：是指的滤板的外型尺寸是1250×1250；
30：滤板的厚度； U：塑料，X代表橡胶，铸铁省略。
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（3）板框压滤机的选型
下面以板框式压力机为例，对板框式压滤机的选型进行计算。
已知：工厂产出的泥沙体积V1=300m3/d，含水率ρ1=98%，求经板框压滤机过滤后的体积V2（ρ2=70%）？
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1）求泥经过板框压滤机后体积
倍数
-含水率
-含水率98%（表示未经压滤机处理泥的含水率）
-含水率70%（表示经过压滤机处理后泥的含水率）
（含水率为98%）
计算得出：
也就是说将含水98%的污泥经过板框压滤机后含水率在70%，体积缩小15倍。
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2）板框机的选型计算
以上题为例，经过板框压滤机后，泥沙的体积为20m3，现已知该设备需要工作16小时，板框压滤机每次工作周期2小时（注意在选定设备时建议具体问问工作周期及保压时间）。
即可知一天内板框压滤机工作8个周期，于是得到板框压滤机滤室总容量：
20/8=2.5m3/周期=2500L/周期
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任务三选择与设计非均相分离装置
以某有限公司的压滤机为例，应选择滤室总容量在2500L以上的，见横线提示。
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任务三选择与设计非均相分离装置
在25℃下对每升水中含25g某种颗粒的悬浮液用具有26个框的BMS20/635-25板框压滤机进行过滤。在过滤机入口处滤浆的表压为3.39×105Pa，所用滤布与实验时的相同，浆料温度仍为25℃。每次过滤完毕用清水洗涤滤饼，洗水温度及表压与滤浆相同而其体积为滤液体积的8%。每次卸渣、清理、装合等辅助操作时间为15min。已知固相密度为2930kg/m3，又测得湿饼密度为1930kg/m3。求此板框压滤机的生产能力。
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