10粉体工程 超细分级与固液分离设备.ppt

? 悬浮液中固体微粒的含量及粒度 ? 介质所能承受的温度及其化学稳定性、机械强度等 选择过滤介质时应考虑的问题 优质的过滤介质所应具备的特点 ? 滤液清洁，固相损失量小 ? 滤饼容易卸除 ? 过滤时间短 ? 过滤介质不致因突然地或逐渐地堵塞而破坏 ? 过滤介质再生容易 （ 2 ）滤饼的压缩性及助滤剂 1 ）滤饼的压缩性：受力不变形的颗粒形成的滤饼 称不可压缩性滤饼，反之则称为可压缩性滤饼。 2 ）助滤剂：减小过滤阻力、提高滤饼的刚性和孔 隙率的惰性材料。 3 ）过滤推动力 | 过滤介质两侧的压力差。 4 ）过滤速率：单位时间内通过的滤液体积。 （ 3 ）过滤方式分类 常压过滤、加压过滤、减压过滤、离心过滤。 （ 4 ）滤饼过滤与深层过滤 滤饼过滤 悬浮液中的颗粒 沉积在过滤介质表面形成滤 饼层，滤液穿过滤饼层中的 空隙流动叫做滤饼过滤。 深层过滤 固体颗粒不形成 滤饼，而是沉积在过滤介质 内部叫做深层过滤。用于去 除直径小于 5 μ m 的细小颗粒， 过滤介质要定期更换或清洗 再生。 2.2.2 影响过滤速度的因素 ①滤浆的粘度 ② 滤饼厚度 滤饼厚度越大，阻力越大，过滤速度越小。当 ③ 滤饼性质 不可压缩滤饼的颗粒坚硬，滤液通过的流道不 会因压力的增大而变小，阻力基本保持不变，或随 过滤时间的持续阻力增加很慢，过滤速度基本随压 力的升高按比例增大； 小颗粒在较大压力作用下会堵塞孔道，故过滤 初期压力不能太大，避免流道过早地堵塞。 2.2.3 （ 1 ） 恒压过滤 过滤操作是在恒定的压差下进行，称为恒压过 滤。恒压过滤是最常用的过滤方式，过滤过程中， 随着饼层的不断增厚，阻力增加大，因压差不变， 根据过滤基本方程式可推导出其计算式： 式中 k 是过滤常数， t 是过滤时间。 2 2 2 2 2 e e e V V V kA t q q q kt V A ? ? ? ? ? 3 2 e 式中： q q 是单位面积上得到的滤液量， m /m 。 （ 2 过滤操作在恒定的速度下进行，称为恒速过滤 。随着过滤时间的持续，饼层厚度增加，阻力增大 ，过滤压差随时间的持续呈直线增长。过滤设备的 耐压能力有限，压力不能太高。对可压缩滤饼，压 力的过度升高并不能使速度提高，相反会造成过滤 终止。基本方程式为： V = w t （ 3 这种过滤方式是开始先以较低的速度进行恒速 过滤，以免压力过早升高形成流道堵塞，当压力升 如图，采用定量泵，过滤初期保持恒定速度，随着 时间的持续，泵出口压力升高，若此压力升至能使支路 阀自动开启的设定值时，支路打开，部分滤浆返回泵入 口，进入压滤机的滤浆减少，压滤机入口压力维持恒定 ，由此开始恒压过滤。 1. 定量泵； 2. 支路阀； 3. 压滤机 滤液 2 滤浆 1 3 1 2.3 喷雾干燥器 喷雾干燥利用雾化器将溶 液、乳浊液、悬浮液或膏 状料液分裂成细小雾状液 滴，在其下落过程中，与 热气体 ( 空气、氮气或过热 水蒸气 ) 接触进行传热传质 ，瞬间将大部分水分除去 而成为粉末状或颗粒状的 产品。 2.3.1 喷雾干燥器的特点 (1) 优点： a) 干燥过程非常迅速。雾滴直径 10~200 μ m ，瞬间可蒸发 95~98% 的水分，时间仅需 5~40s 左右。 b) 干燥过程中液滴的温度低，产品质量较好。 50 ℃ ~60 ℃ 。 c) 产品具有良好的溶解性、流动性和分散性。 d) 生产过程简化，操作控制方便。 e) 制品纯度高。 f) 适宜于连续化大规模生产。 (2) 缺点： a) 设备比较复杂，一次性投资较大。 b) 废气夹带 的微粉，需要一套高效的分离装置，结构复杂、 费用较贵。 c) 因设备庞大，且卫生条件要求高， 设备清理工作量大。 d) 设备的热效率不高，热消 耗大，热效率约 30%~40% ，动力消耗大。 粉体工程与设备 烟台大学环境与材料工程学院 超细分级与固液分离设备 学习重点