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1、第四章过滤第四章过滤 一、基本的概念、定义 二、过滤的基本方程 三、过滤设备 四、过滤过程计算 一、基本的概念、定义 二、过滤的基本方程 三、过滤设备 四、过滤过程计算 第四章过滤第四章过滤 3 6 ev V d = 某非球形颗粒体积V，将与之体积相等的球形颗粒的直径定 义为该颗粒的等体积当量直径 一、非球形颗粒的几何特征一、非球形颗粒的几何特征 等体积直径等体积直径d dev ev 等表面积当量直径des 某一非球形颗粒的表面积为S，将表面积与之相等的球形颗粒的直径定义为 该颗粒的等表面积当量直径 eS S d = 等比表面积当量直径dea 颗粒比表面积定义为颗粒表面积与其体积之比，对球形颗
2、粒为 6 p p pp S a Vd = 某一非球形颗粒的比表面积为a=S/V，将比表面积与之相等的球形颗粒的直 径定义为该颗粒的等比表面积当量直径 66 ead aS V = 非球形颗粒的几何特征非球形颗粒的几何特征 将球形颗粒的比表面积p 和 与之体积相等的非球形颗粒比表面积之比 定义为非球形颗粒的形状系数或球形度 p A a a = 球形颗粒的，非球形颗粒。颗粒形状与球形差别越 大其球形度就越小。 A 1.0= A 1.00；时，dQ/dV0； D D+w w时，dQ/dV0时，dQ/dV0 故故D D+w w时， Q有最大值时， Q有最大值 D V Q 2 max = = （=（=w
3、w，介质阻力忽略不计），介质阻力忽略不计） ( () ) Dopt 2= = 故故 5、过滤设备及过滤计算、过滤设备及过滤计算 2 2 2 2 8 KA bV KA V D +=+= 属间歇式 置换洗涤：L 属间歇式 置换洗涤：Lw w=L=L 2、叶滤机2、叶滤机 滤叶滤叶结构：结构： 一个操作循环：一个操作循环： 过滤、洗涤、卸渣、整理重装过滤、洗涤、卸渣、整理重装 特点：特点： 生产能力：生产能力： 操作周期：操作周期： 滤 浆 滤 液 滤 叶 的 构 造 Dw + + += = 与板框机相同与板框机相同 Dw VV Q + = = + = = 2 2 2 KA VVV e + = +
4、= 其中：其中： w w w d dV V = = 与板框机相同与板框机相同 5、过滤设备及过滤计算、过滤设备及过滤计算 2 2 2 2 2 KA bV KA V D +=+= 得：令得：令0= = dV dQ ww e w L L Ad dV Ad dV = = ()() eeew w eww w w VV KA d dV d dV AL LA d dV AL LA d dV + = = = = + = = = = 2 2 ( () ) w = = w w w d dV V = = ( () )( () ) 2 2 2 22 KA VVVb KA VVV eew + = + = + = +
5、= ( () ) 2 2 8 KA VVVb e w + = + = 2 2 2 2 8 KA bV KA V D +=+= ()() ew VV KA d dV + = + = 24 1 2 对照板框过滤机：对照板框过滤机： 最佳操作周期：最佳操作周期： 若介质阻力忽略不计，则若介质阻力忽略不计，则b wD 2+=+=+=+= b wD 8+ += =+ += = 5、过滤设备及过滤计算、过滤设备及过滤计算 D V Q 2 max = = 最佳操作周期最佳操作周期 ( () ) Dopt 2= = （=w，介质阻力忽略不 计） 5、过滤设备及过滤计算、过滤设备及过滤计算 例：用一台26个滤框
6、的BMS/625-25板框压滤机过滤一种例：用一台26个滤框的BMS/625-25板框压滤机过滤一种含固体 颗粒为25kg/m 含固体 颗粒为25kg/m3 3的悬浮液，在过滤机入口处滤浆的表压为 3.3910 的悬浮液，在过滤机入口处滤浆的表压为 3.39105 5Pa,已测得在此压力下Pa,已测得在此压力下K K=1.8610=1.8610-4 -4， ，q qe e=0.0282=0.0282，所 用滤布与实验时的相同，料浆温度为25， ，所 用滤布与实验时的相同，料浆温度为25，每次过滤到滤饼充 满滤框为止 每次过滤到滤饼充 满滤框为止，然后用清水洗涤滤饼，然后用清水洗涤滤饼，洗水温度
7、及表压与滤浆相 同，体积为滤液体积的8 %， 洗水温度及表压与滤浆相 同，体积为滤液体积的8 %，每次卸渣，清理，装合等每次卸渣，清理，装合等辅助操作 时间为15min 辅助操作 时间为15min。已知固相颗粒密度为2930kg/m。已知固相颗粒密度为2930kg/m3 3，又测得湿滤饼 的密度为1930kg/m ，又测得湿滤饼 的密度为1930kg/m3 3。 求此板框压滤机的生产能力，并讨论此板框压滤机是否在最佳 操作状态下操作。 求此板框压滤机的生产能力，并讨论此板框压滤机是否在最佳 操作状态下操作。 解题思路：解题思路： Dw VV Q + = = + = = 2 2 2 KA VVV
8、 e + = + = w w w d dV V = = 关键是确定过滤结束时所得的滤液量 V 或者 q。关键是确定过滤结束时所得的滤液量 V 或者 q。 解： 总过滤面积 22 8 .20262625. 0mA= 滤框总容积 3 V0.625 0.625 0.025 260.262m= 已知1m3滤饼的质量为1930kg，其中含水x kg，水的密 度按1000kg/m3考虑。 1 10002930 1930 =+ xx x=518kg 1m3滤饼中固相颗粒质量为1930-518=1412 kg 26个滤框的BMS/625-2526个滤框的BMS/625-25 设每1m3滤浆中含水y kg 1
9、2930 25 1000 =+ y 生成1m3滤饼所需的滤浆质量为 y=991.5 kg kg57412 25 25 5 . 991 1412= + 生成1m3滤饼的滤液的质量为：（57412-1930）=55482kg 滤液体积为: 3 48.55 1000 55482 m= 1m3滤饼中固相颗粒质量为1930-518=1412 kg 滤框全部充满时的滤液体积为 3 54.14262. 048.55mV= 过滤终了时单位面积滤量为 23 /699. 0 8 .20 54.14 mm A V q= 代入 2 2 e qq qK+= 24 2 0.02821.86 10qq+ = 2835s=
10、过滤终了时滤液的速率 0.669 0.669 2() qe q dqK dqq = = = + 4 4 1.86 101 1.28 10/ 20.6690.0282 m s = + 洗涤液体积 3 0.080.08 14.541.163 W VVm= 1 () 4 W W e V dV d = 1.163 1 20.8 (/) 4 e dq d = 4 106 . 6 163 . 1 = s1746= 生产能力 90017462836 360054.14 + =Q hm / 1 . 10 3 = )08. 081 ( 82.201086. 1 52.14 4 2 + = 22 22 18 D
11、b VV KAKA =+ 根据获得最大生产能力的要求，辅助操作时间应为 s4308= 这就是说实际所用过滤时间太长，对这种悬浮液，为提 高生产能力,过滤时间应短些。 置换洗涤：L置换洗涤：Lw w=L 属连续式 =L 属连续式 过滤、洗涤、吹松、刮渣过滤、洗涤、吹松、刮渣 3、回转真空过滤机3、回转真空过滤机 转筒-筒的侧壁上覆盖有金属网，长、径之比约为1/22， 滤布-蒙在筒外壁上。 分配头-转动盘、固定盘 转筒-筒的侧壁上覆盖有金属网，长、径之比约为1/22， 滤布-蒙在筒外壁上。 分配头-转动盘、固定盘 构造：构造： 一个操作循环：一个操作循环： 浸没于滤浆中的过滤面积约占全部面积的30
12、40% 转速为0.1至23（转/分） 浸没于滤浆中的过滤面积约占全部面积的3040% 转速为0.1至23（转/分） 特点：特点： 5、过滤设备及过滤计算5、过滤设备及过滤计算 回转真空过滤机上的转筒 过滤区过滤区 洗涤区洗涤区 吹干区 卸渣区 吹干区 卸渣区 T n = 1 操作周期操作周期 nV T V Q= T = = 22 2KAVVV e =+=+其中： 设转筒浸入面积占全部转筒面 积的分率为 其中： 设转筒浸入面积占全部转筒面 积的分率为浸没分数，则浸没分数，则 n = = 五、过滤设备及过滤计算五、过滤设备及过滤计算 生产能力：生产能力： 操作周期：操作周期： 思考：思考： V、Ve、A的含义是什么？的含义是什么？ n KAV 22 = =若介质阻力忽略不计，则若介质阻力忽略不计，则 回转真空过滤机上的转筒 过滤区过滤区 洗涤区洗涤区 吹干区 卸渣区 吹干区 卸渣区 nKA n KnAQ = 五、过滤设备及过滤计算五、过滤设备及过滤计算 Qn, 可 见： 但这类方法受到一定的限制 可 见： 但这类方法受到一定的限制 作业作业