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第四章 液-固分离设备讲解

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固液分离资料课件

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环保领域
在废水处理中，需要进行固液分离以 去除悬浮物和杂质，达到净化水质的 目的。
02 固液分离技术
固液分离技 术
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废水处理。
浮选槽的设计和运行需要考虑气 泡大小、水力负荷、药剂投加量 等因素，以实现最佳的固液分离
效果。
电泳槽
电泳槽是一种利用电场作用使 带电粒子在水中定向移动并沉 积的设备。
电泳槽通常分为阳极电泳槽和 阴极电泳槽两类，阳极电泳槽 用于金属离子的沉积，阴极电 泳槽用于有机物的分离。
电泳槽的设计和运行需要考虑 电场强度、流速、温度等因素， 以确保最佳的分离效果和稳定性。
固液分离技 术
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固液分离资料课件
目录
• 固液分离简介 • 固液分离技术 • 固液分离设备 • 固液分离效果的影响因素 • 固液分离的未来发展
01 固液分离简介
固液分离的定 义
固液分离是指利用物理或化学方法将 固体和液体混合物进行分离，以获得 固体和液体纯净物或不同纯度物料的 工艺过程。
4-分离设备

4-分离设备

第一节
离心机
在乳品生产中，牛奶的脱脂、 净化，或从桔皮中提取桔油、淀粉 生产、豆浆生产等都要应用离心分 离的方法，进行浆渣分离。 一、离心分离的基础 1、什么是离心分离 所谓离心分离，就是在离心力 的作用下，分离液相非均一系的过 程。体现这种离心分离的设备叫离 心机。 2、离心分离的分类 按照操作性质，分为过滤式离 心机（离心过滤）、沉降式离心机 （离心沉降）和分离式离心机（离 心分离）。
2、碟式分离机分类
⑴、按其进料和排液方式分为 密 封 式
敞开式
半密封式
⑵、按卸料方式可分为
停机排除沉渣式； 连续运转分批自动排除沉渣式； 喷嘴排渣式碟片分离机。
3、工作原理 4、影响分离机分离效果的因素 碟片上开孔距轴线的远近，对澄 清液的澄清度有影响。如要求轻液澄 清度高，则开孔距轴线可近些， 取 R 1 R 。反之如果重液要求较高 3 的澄清度，则 R 2 R （∵停留时间
3．干燥 用压缩空气吹或真空吸，把滤饼毛细管中存留 的洗涤液排走，得到含湿量较低的滤饼。 4．卸料 把滤饼从过滤介质上卸出，并将过滤介质洗涤， 以备重新进行过滤。 过滤介质是过滤机的重要组成部分。过滤介质一般必须具 备以下条件：①多孔性，使滤液容易通过，其孔道的大小应能 使悬浮粒子得以截留；②化学稳定性，如耐蚀性、耐热性等， ③足够的机械强度。 工业上常用的过滤介质有三类：①粒状介质，如细砂、石 砾、炭等。②织状介质，如金属或非金属丝编织的网或布。③ 多孔性固体介质，如多孔陶瓷管等。 为防止胶状微粒对滤孔的堵塞，有时用助滤剂(如硅藻土， 活性炭等)涂于滤布上，然后按一定比例，均匀混合于悬浮液 之中，一起进过滤机过滤，形成渗透性好、压缩性较低的滤饼， 使滤液能顺畅流通。
(二)过滤机的分类 过滤机按过滤推动力可分为：重力过滤机、加压过滤机和 真空过滤机。 按过滤介质的性质可分为：粒状介质过滤机、滤布介质过 滤机、多孔陶瓷介质过滤机和半渗透膜介质过滤机等。 按操作方法可分为：间歇式过滤机和连续式过滤机等。 间歇式过滤机的特点：其过滤、洗涤、干燥、卸料四个操 作工序在不同的时间内在过滤机的同一部位上依次进行。它的 结构简单，但生产能力较低，劳动强度较大。 连续式过滤机的特点：其四个操作工序在同一时间内在过 滤机的不同部分上进行。它的生产能力较高，劳动强度较小， 但结构较复杂。
固液分离方法及设备

固液分离方法及设备


影响浓缩过程的因素
• 影响沉降的因素： • 颗粒性质、溶液性质 • 混合液的比重差和液固比、 • 矿浆温度、矿浆的流量 • 浓缩槽内固体物数量； • 絮凝剂等。
• ① 颗粒性质：大颗粒的粒子比小颗粒的粒子，沉降速度 大；球形成近似球形的颗粒或颗粒聚集体，比重量相同 的非球形(片状或针状)颗粒沉降大得多。故生产上采用加 絮凝剂改善颗粒性质。
• ② 过滤推动力：过滤介质两端的压力差大，过滤 速度加快，压差减小，过滤速度缓慢。生产中随 过程进行滤饼厚度增加，阻力增加压差减小过滤 速度减慢。
• ③ 矿浆的温度：过滤温度高低，对矿浆粘度大小 有影响，当温度增加，矿浆的粘度变小，提高了 矿浆的流动性，大大加快过滤速度；提高温度能 使部分气体从滤液中排出，消除滤饼和滤布的毛 细孔道内形成的小气泡，从而加快过滤液通过介 质速度；提高温度，有利于滤液中悬浮固体细粒 胶结成大粒，有利于消除过滤时悬浮细粒堵塞滤 布毛细孔道，使过滤速度加快。
• 穆尔过滤机是由10-30张过滤叶片呈并联排列，每 个叶片上都有一个通过带孔的U型管，它们分别 与聚合器连接再通过胶管与真空管路相连接，然 后固定在支架上形成一个过滤器组。
• ④ 滤饼的厚度：随滤饼厚度的增加，被过 滤矿浆中的滤液通过过滤介质时阻力增加， 过滤速度降低，还可能由于滤饼过厚而将 滤布损坏。为此，当滤饼具有一定厚度时， 应将滤饼除去后再进行压滤，以加快过滤 速度。
• 上述因素虽然影响过滤速度，但最重要的 是控制好技术操作条件，为过滤创造有利 条件，有的矿浆过滤还必须加入适当的凝 聚剂。
过滤设备：
• 板框压滤机是间歇式过滤机中应用得最广泛 的一种。一般的板框压滤机，系由多个滤板、 滤布与滤框交替排列而组成。每台过滤机所 用滤板、滤布与滤框交替排列，而后转动机 头螺旋使板框紧密接合。
第四章 液固分离2

第四章 液固分离2


三、其它过滤设备1、抽滤机
2、三足式过滤离心机
（篮式离心机） 粒径10um至数毫米， 含固量从5％至40％ －50％的液－固两 相悬浮液。
1.底盘 2.立柱 3.缓冲弹簧 4.吊杆 5 转鼓体 6.转鼓底 7.拦 液板8.制动器把手 9. 机盖 10. 主轴 11. 外壳 12. 电动机 13. 传动皮带 14.制动轮 15.滤液出口 16. 机座
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立式螺旋卸料沉降离心机
2）卧螺离心机的特点
1）应用范围广，能够完成固相脱水、液相澄清、 液－液－固和液－固－固三相分离、粒度分离 等分离过程。
2)对物料的适应性较大，能分离的固相粒度范围 较广（0.005~2mm）,在固相粒度大小不均时 能照常进行分离。2-40%。
3）能自动、连续。长期运转，维修方便，能够 进行封闭操作。

4
( D 2 D1 )
2 2
• 离心沉降的分离条件： • 料液在转鼓内的停留时间t应大于或等于颗粒 离心沉降所需的时间。
沉降时间t（沉降）> t（停） t（沉降）< t（停） t（沉降）= t（停）
不能沉降 全部沉降 部分沉降
• 液体在转鼓内的停留时间 t
h t

－颗粒在转鼓内 速度， m / s
滤板和滤框
二、真空过滤机
• 原理： • 以大气与真空之间的压力差作为过滤操作的 推动力。
生物工程设备第四章液固分离

生物工程设备第四章液固分离


Characters：
1、进料→过滤→滤饼洗涤→吸干→卸料→ 滤布清洗连续进行，配有PLC控制，自动 化程度高。
2、真空过滤盘分段设计，可满足不同物料 过滤、洗涤、吸干的工艺要求，滤带运行 速度采用变频无级调速，对不同物料有广 泛的适应性。
滤饼的压缩性和助滤剂
随着过滤的进行，滤饼的厚度增大，滤液的流动阻力亦逐渐增大，导 致滤饼两侧的压强差增大。滤饼的压缩性对压强差有较大影响。 1、不可压缩滤饼：若颗粒由不易变形的坚硬固体组成，则当压强差增大 时，滤饼的结构不发生明显变化，单位厚度滤饼的流动阻力可视作恒定， 类滤饼称为不可压缩滤饼。 2、可压缩滤饼：若滤饼为胶体物质时，当压强差增大时，滤饼则被压紧， 使单位厚度滤饼的流动阻力增大，此类滤饼称为可压缩滤饼。
❖ 特点：颗粒(粒子)沉积于介质内部。 ❖ 过滤对象：悬浮液中的固体颗粒小而少。 ❖ 过滤介质：堆积较厚的粒状床层。 ❖ 过滤原理：颗粒尺寸 介质通道尺寸，颗粒通过细长而弯曲的孔道，
靠静电和分子的作用力附着在介质孔道上。 ❖ 应用：适于处理生产能力大而悬浮液中颗粒小而且含量少的场合，如
水处理和酒的过滤。
1、织物介质：由天然或合成纤维、金属丝等编织而成的滤布、滤网，是工 业生产使用最广泛的过滤介质。可截留颗粒的最小直径为5~65μm 。 2、多孔性固体介质：此类介质包括素瓷、烧结金属（或玻璃）或由塑料细 粉黏结而成的多孔性塑料管等，能截留小至1~3μm的微小颗粒。 3、堆积介质：是由各种固体颗粒（砂、木炭、石棉粉）或非编织纤维（玻 璃棉等）堆积而成，一般用于处理含固量很小的悬浮液，如水的净化处理等。 4、高分子膜：膜材料的主要特征是孔径小，能截留细菌等微生物，如流体 培养基的无菌过滤等。
滤浆
洗板
洗水
第四章 固液分离设备

第四章 固液分离设备


③甩干。
⑤甩干
④洗涤。
⑥停机，挖出滤饼。
2.2 自动下出料离心机 a. 结构：多一刮刀和固体出料口，见图4-36 b.优点：①能力强，滤饼干。 ②自动连续生产，劳动强度低。 c.缺点及适用范围： 价格贵，不适合滤饼太粘的料液。
d.操作过程：图4-37
2.3 自动卸料卧式离心机 a. 结构：见图4-38，4-39 b.优点：①占地面积小，可自动连续生产。 ②滤饼厚度均匀（不受重力影响）。 c.缺点及适用范围： 结构复杂，对转轴要求高；进料要均匀。 d.适用场合及操作过程：和立式相同。见图4-40
化工制药食品等行业的粉状粒状及纤维状物料的浓缩混合干燥及需低湿干燥的物料如生化制品等更适用于易氧化易挥发热敏性强烈刺激有毒性物料和不允许破坏结晶体的物料的干燥
第一节 过滤设备
概述
• 生物工业中，一般都需要从发酵液中除去菌体以得到 产品，或从培养基中除去未溶解的残余固体颗粒以便后 续加工，如啤酒生产中麦汁的过滤，啤酒酵母的过滤分 离。另外，在提取过程中，也经常遇到晶体与母液的分 离问题。它们都属于化工单元操作中的液一固分离过程。 • 微生物发酵的悬浮液中，固体粒子的性质差异很大， 且具有一定的可压缩性，使得分离较一般化工产品的分 离更加困难。通常分离前先对悬浮液进行预处理，改变 液体的物理性质，再选择适宜的分离手段和操作条件， 达到分离的目的。 • 液一固分离过程常采用沉降和过滤两种操作来完成。 沉降有重力沉降和离心沉降之分，过滤则有常压、加压、 真空及离心过滤不同形式。
（2）喷嘴排渣碟式分离机
连续操作。整体结构与人工排渣碟 式分离机相似,但转鼓内腔呈双锥形， 可对沉渣起压缩作用，提高沉渣浓度。 转鼓内直径最大 900毫米。转鼓周缘 有喷出浆状沉渣的喷嘴2～24个,喷嘴 孔径为0.5～3.2毫米。喷嘴的数目和 孔径根据悬浮液性质、浓缩程度和处 理量确定。通过喷嘴的沉渣流速很大， 喷嘴用耐磨材料如、和碳化硼 等制成。为提高排渣浓度，这种分离机还有将排出的沉渣部分送回转鼓内 再循环的结构。沉渣的固相浓度可比进料的固相浓度提高 5～20倍。这种分 离机的处理量最大达300米3／小时,适于处理固相颗粒直径为0.1～100微米、 固相浓度通常小于 10％（最大可至25％）的悬浮液。
固液分离设备培训资料

固液分离设备培训资料

过滤介质的过滤性能指标之一是孔径、空 隙率—过滤介质内部毛细孔的体积与过滤介质 表现体积之比，其值越大，说明过滤介质内部 的毛细孔越多。实际的过滤情况是微粒可被过 滤介质所吸附，过滤介质的孔径并不等于所捕 捉的粒子直径，空隙率与过滤速度也并不一定 成正比关系 。
二、过滤设备选择与使用
过滤设备种类繁多，对某一生产过程可能有好 几种设备适用，这就对准确选择一台合理的过 滤设备产生巨大的困难。此外，生产规模和过 程是否连续也影响设备的选型。因此，有人提 出应根据物料的过滤特性和模型实验结果，进 行技术的综合评价，以便确定一种工艺上合理， 投资和操作费用最经济的设备。以下是几条过 滤机选用的基本原则。
架桥现象
无论是介质过滤，还是滤饼过滤，正 确地选择过滤介质都是十分必要的。 常用的过滤介质有：滤纸、滤布、烧 结金属、多孔陶瓷、微孔滤膜、超滤 膜和反渗透膜等，以前常用的石棉滤 材由于其致癌作用已禁止使用，而微 孔滤膜、超滤膜和反渗透膜的使用则 日益广泛 。
好的过滤介质应满足下列条件：①过滤阻 力小；②不易堵塞；③反复使用时滤饼卸除容 易；④物理性质和化学性质稳定；⑤安装操作 简单；⑥价廉。
离心分离机性能关键影响因素：
1）与轻、重相密度有关； 2）与物料粘度有关； 3）与分离因数f 有关； 4）与固含量有关，定期清洗，另外要关注皂化物 、结晶体； 5）与理论分界面有关，调整轻相背压、选用进液 孔（与轻重相体积比、产品选取有关）； 6）与比重环内径/向心泵外径有关。
3．根据工艺过程的特点和生产规模可对 选择的过滤设备进行筛选。一般当生产 规模大时，应选择连续式，劳动强度小 的设备。对生产规模小的或本身是间歇 操作的，那么选用间歇操作的过滤机可 以节省设备费用和操作费用。
三、 离心液固分离设备
固液分离设备使用说明

固液分离设备使用说明

固液分离设备使用说明一、引言固液分离设备是一种常用的工业设备，用于将固体物料与液体分离，广泛应用于化工、环保、制药等行业。

本文将介绍固液分离设备的使用方法及注意事项。

二、设备准备1. 确保设备处于良好的工作状态，检查设备是否完好无损。

2. 准备好所需的固液混合物料，确保物料的质量符合要求。

3. 根据需要调整设备的工作参数，如分离速度、分离温度等。

三、操作步骤1. 打开设备的进料阀门，将固液混合物料缓慢地加入设备中。

2. 调整进料的速度和流量，确保设备能够正常工作并达到预期的分离效果。

3. 观察设备的运行情况，确保设备运转平稳，没有异常噪音或振动。

4. 根据需要，可以调整设备的分离速度和温度，以提高分离效率。

5. 当设备中的固体物料达到一定的浓度时，打开设备的排料阀门，将固体物料排出。

6. 定期清理设备，防止固体物料堵塞设备或影响设备的正常工作。

四、注意事项1. 在操作设备过程中，必须严格遵守相关的安全规定，确保人员的安全。

2. 操作设备时，应注意设备的工作状态，及时调整工作参数，确保设备的正常运行。

3. 在清理设备时，必须切断设备的电源，并采取安全措施，避免发生意外事故。

4. 避免将易燃、易爆的物料加入设备中，以免引发火灾或爆炸事故。

5. 使用设备时，应遵循设备的使用说明书和操作规程，确保设备的正常工作和使用寿命。

6. 定期对设备进行检查和维护，及时发现并解决设备故障，保证设备的性能和效果。

7. 在操作设备时，应注意固液分离过程中产生的废液的处理，避免对环境造成污染。

8. 使用设备过程中，应遵循节能减排的原则，合理利用能源资源，减少能源消耗和环境压力。

五、总结固液分离设备是一种重要的工业设备，正确使用和维护设备，能够提高生产效率，保证产品质量，减少资源浪费和环境污染。

通过本文的介绍，希望能够帮助读者更好地了解固液分离设备的使用方法和注意事项，确保设备的正常运行和安全生产。

固液相分离

固液相分离

旋液分离器拼音:xuanyefenliqi英文名称：hydrocyclone;hydraulic cyclone说明:又称水力旋风分离器和水力旋流器。

旋流分离器的一种。

用以分离以液体为主的悬浮液或乳浊液的设备。

工作原理与旋风分离器大致相同。

料液由圆筒部分以切线方向进入，作旋转运动而产生离心力，下行至圆锥部分更加剧烈。

料液中的固体粒子或密度较大的液体受离心力的作用被抛向器壁，并沿器壁按螺旋线下流至出口（底流）。

澄清的液体或液体中携带的较细粒子则上升，由中心的出口溢流而出。

优点是：（1）构造筒单，无活动部分；（2）体积小，占地面积也小；（3）生产能力大；（4）分离的颗粒范围较广。

但分离效率较低。

常采用几级串联的方式或与其他分离设备配合应用，以提高其分离效率。

用于制碱和淀粉等工业。

陶瓷旋液分离器，是采用高铝优质原材料，超细球磨，注浆成型，经高温碚烧而成，产品具有耐磨、耐酸碱，抗压强度大，抗冲击力强，经济耐用等特点。

耐酸瓷砖、板、管，瓷粉、胶泥及耐酸容器系列之——旋液分离器“陶瓷旋液分离器”——石化企业催化剂装置专用产品。

我厂生产的陶瓷旋液分离器，是采用高铝优质原材料，超细球磨，注浆成型，经高温碚烧而成，产品具有耐磨、耐酸碱，抗压强度大，抗冲击力强，经济耐用等特点。

是石化企业催化剂厂生产催化剂专用设备。

旋流分离器的工作原理是依靠泵的动力在分离室内造成旋涡速度场，这些速度场符合旋涡理论。

混合液中的固体颗粒进入旋涡场后，随颗粒的粒度不同所受到液流力及浮力作用的不同，使分离室内颗粒处于不同的空间位置，由于分离为一锥形结构，其不同轴向位置的剖面旋转速度不同，从而造成一定粒度或重度的颗粒发生下沉从而达到固液分离的目的。

旋流的设计是根据要分离固体粒度等级和分离效率来确定旋涡强度的大小。

根据旋涡强度的要求，来确定进口流速和进口压力的大小，根据处理量的大小，来确定分离器的大小。

网友你所提出的问题是要将离心泵泵壳某一位置的液流抽出进分离器，问从泵壳何位置抽出好？关键是看你要求的分离物质的粒度及重度的分布情况和分离效率的大小，换句话讲即分离的目标是什么？不管从何位置抽水，都必须要满足分离器的工作条件及进口参数的要求，才能达到分离的效果。

固液分离设备

固液分离设备

同时固液分离设备在研究、消化、吸收国内外同类产品技术基础上，针对该类产品出现的普遍问题和结合国 内污泥脱水的特点和要求，自行设计制造的具有当今先进水平的新型高效、连续作业的压力式固液分离设备,在印 染行业得到了广泛的应用。
谢谢观看
工艺优点
1、处理效果好：对污染物的祛除率，COD为40~99%，氨氮为30~60%，去油80~100%，脱色率为80~99%，聚合 物为100%。
2、处理速度快：整个絮凝反应和固液分离的过程一般只需要3分钟左右。
3、占地面积小：整台机组的型体可以小型化到极限，如100m3/h的机组，占地面积仅在45m2以内。与传统的 生化工艺相比，占地面积仅为其1/10左右。
工作原理化学祛除源自物理分离无机盐混凝剂采用特殊工艺调制而成，中间加入一种新型的助剂，最大可提高混凝的效能100%，在该段加入 高效脱色剂，使之产生用常规药剂无法脱出的良好效果。高分子有机絮凝剂，在制作过程中，加入特效的催化剂， 在一定的反应条件下，使其分子和离子产生了质与量的突变，形成高分子絮凝剂，提高了其架桥吸附絮凝作用。 在使用时混凝剂可稀释10倍，同时针对不同性质的废水相应调整药剂配方，使之用药量最小，效果最佳，对废水 中的COD、BOD、氨氮、石油类、元素磷、色素及其他毒性物质进行最大程度的分解和降解，并结成大而牢固的矾 花，从污水中析出凝聚状浓缩性污泥，此时，污水反应液已变得泥是泥团，水是清水，层次分明，为下一步泥水 分离创造出良好的条件。
4、水处理量大：由于该设备絮凝反应和固液分离速度快(3分钟左右)故而对水处理量大的污水厂(站)，可采 用并联的方式予以解决。
5、机动灵活性强：可以做成固定式，也可以做成车载式、船载式进行移动处理，接上电源便可使用。可用于 石油钻井、河湖疏浚、市政工程、建筑工地现场等。
固液分离技术

固液分离技术


第三节 离心分离技术--离心注意事项
• 二、离心注意事项
• 1、常规注意事项
• （1）打开离心机电源开关，进入待机状态。使用 前后应注意转头内有无漏出液体残余，应使之保 持干燥。转换转头时应注意使离心机转轴和转头 的卡口卡牢。
• （2）选择合适的转头与离心管：（按实际离心量 来选择离心管容量），离心时离心管所盛液体不 能超过总容量的2/3，否则液体易于溢出；
• 1.1、使用方法： • a 在过滤介质表面涂一层助滤剂 • b 助滤剂混入悬浮液中一起过滤 • 1.2、常用助滤剂：硅藻土，珍珠岩，活性炭
第二节 过滤—改善过滤方法**
• 2、反应剂： • 利用加入的反应剂之间或反应剂与发酵液中的
杂质发生反应，生成不溶性沉淀，从而提高过 滤速率。
• 2.1、反应剂助滤机理： • a 反应剂生成的沉淀能防止菌丝体黏结。 • b 沉淀本身作为助滤剂，并能沉淀胶状物和悬
• 2、差速区带离心法（35页）
• 样品在密度梯度介质中进行离心，利用沉降系数 的差异使物质得以分离。
• 密度梯度中的最大密度小于目标产物的密度，料 液中的各组分就会由于沉降系数差异以不同速率 下降
• 常用介质：蔗糖、甘油等。
• 样品铺在密度梯度溶液表面，离心后形成若干条 界面清楚的不连续区带。
第三节 离心分离技术--离心操作 -离心方法
四、离心机的离心管 • 2、离心管选用 • 从容量、强度、离心转速、耐热性、耐腐
蚀性 • 适当时候要测试介质或样品对离心管稳定
性影响。
第三节 离心分离技术--离心基本原理和计算
• 离心加速度、离心力和相对离心力
• 1、加速度：
• a = VT 2 （ VT----切向速度，m/s）

冶金设备基础第4章--固液分离

0 P S 0.625
第5页/共32页
球形颗粒ε0 –Re曲线的三个区域
昆明理工大学材料与冶金工程学院
多媒体教学课程：冶金设备基础 4.1.3 球形颗粒在静止流体中的自由沉降
1.沉积终速
Fd 0

4
第6页/共32页
Ff
阻力
dP
2
重力
2
浮力
Ff
us
2
Fg ms g
3 d p s g 6

d e VP 力；相反，当固体颗粒在静止 6
3
d e 任意球状颗粒的当量真 径，m； VP 任意球状颗粒的体积， m 3。
流体中流动时，流体同样对颗
1 粒产生作用力。两种情况作用 6
d e ( VP ) 3
力的性能相同，称为阻力。实
ε0与Re的关系曲线
0 f (Re) f (
多媒体教学课程：冶金设备基础
第2页/共32页
第4章 固液分离
学习目的与要求
掌握固体颗粒的物理性质；颗粒体与流体相对运动的阻力；球形颗粒 在静止流体中的自由沉降。 固液分离应用的冶金领域： 掌握悬浮液的性质；沉降槽的构造。了解悬浮液的沉降过程，沉降槽 的设计；絮凝剂在液-固分离中的作用。 湿法：浸出液的分离、浓缩、脱水等 掌握过滤的基本理论；了解典型的过滤设备。
多媒体教学课程：冶金设备基础
第1页/共32页
多媒体教学课程：冶金设备基础
任课教师：徐瑞东
昆明理工大学材料与冶金工程学院
昆明理工大学材料与冶金工程学院
Faculty of Materials and Metallurgical Engineering Kunming University of Science and Technology

第四章液-固分离设备ppt课件

园孔就形成垂直的通道。
碟片式离心机的计算
Q ＝ ug ＝ 2n3 (rg 13 trg 23)2
ug:取决于系统的性质（料液粘 度、密度，固体粒子大小、密 度等），与离心机特性无关。
：取决于离心机特性（离心机 碟片数、间距，转速N及半径R 等），与系统的性质无关。
离心分离设备的放大
（2）洗涤吸干区
随着转鼓的转动，滤饼离开料浆液进入滤饼脱 水区，在此区由于抽吸的作用，滤饼脱水，随后又 被洗水淋洗，且被抽吸干燥，在此区，进一步降低 了滤饼中溶质的含量。
4. 2.2 真空转鼓过滤机
（3）吹松脱落区
当已经淋洗干燥了的滤饼转到此区时，过滤室 与分布器的三号气室相通。三号气室与压缩空气 相通，因此，转鼓表面上的滤饼层被吹松，并脱 落下来，随后刮刀开始清除剩余的滤饼。
说明
①间歇操作——过滤、洗涤、卸渣、 整理、装合
②主要优缺点
构造简单，过滤面积大而占地省，过 滤压力高（可达1.5MPa左右），便于 用耐腐蚀性材料制造，便于洗涤。它 的缺点是装卸、清洗劳动强度较大。
4. 2.1 板框式过滤机
型号：
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）； 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 橡胶 铸铁省略
4. 2.1 板框式过滤机
压紧机构:
手动压紧：千斤顶 机械压紧：电动机减速器、齿轮、丝杆和固定 螺母。 液压压紧：液压站、油缸、活塞、活塞杆以及 活塞杆与压紧板连接的法兰卡片。
4. 2.1 板框式过滤机

固液分离设备

固液别离设备之邯郸勺丸创作汪雷 2012170183摘要：固液别离（solid-liquid separation）就是把生产中含水的中间或最终产品（包含排出物）的液相和固相分隔,即从悬浮液中将固体颗粒与液相别离的作业.随着现代制药产业技术的成长,现代制药产业对固液别离的依赖性日益显现,本文概述了固液别离在制药产业领域应用的情况.简要评述了我国制药产业中固液别离设备的成长现状和国内外固液别离技术研究与成长的概略.关头词：固液别离制药产业别离设备引言相系分为两大类：一是在连续相和分离相之间没有相界面、别离较难的均相物系.二是在连续相和分离相之间存在着明显的相界面非均相物系.非均相物系由分离相和连续相组成,两相物理性质不合,因此可以用机械的办法将两相别离.固液别离可以分为两大类 :一是沉降别离 ,一是过滤别离.沉降别离是颗粒相对于流体（静止或运动）运动的过程.过滤别离是流体相对于固体颗粒床层运动而实现固液别离的过程.1、固液别离设备分类固液别离设备也可以相应地分为两大类.在此基础上,按照推动力和操纵特征进一步细分为若干种固液别离设备,如表1所示.品类单一的固液别离设备使用户有更大规模的选择,对于固液别离的问题,一般总能找到最合适的固液别离设备.然而,正是由于种类很多,一般用户对各类设备性能和缺乏深刻理解,所以在选择最合适的固液别离设备时总有许多困难.由于设备选择不当,不克不及满足技术要求的情况其实很多见.下文便介绍了一般经常使用的固液别离设备,和固液别离设备选择的一般办法.当前除经常使用的固液别离设备与技术如真空过滤机和压滤机,过滤和沉降离心机,普通沉降浓密机（强化和高效浓度机）,普通澄清机,有预涂层的过滤机、压滤机和深层床过滤机,上向式别离的气浮机,筛分、水力旋流器、磁别离、泡沫浮选以及凝聚和絮凝、助滤剂、洗涤、过滤介质及其选择等.表一固液别离设备主要类型一览表[1]2、沉降别离设备沉降是依靠外力的作用,利用分离物质（固相）与分离介质（液相）的密度差别,使之产生相对运动,而实现固液别离的过程.分为重力沉降和离心沉降.重力沉降操纵的外力是重力,适用于别离较大的固体颗粒；离心沉降操纵的外力是惯性离心力,适于别离两相密度差较小,颗粒粒度较细的非均相物系.A.颗粒沉降过程<一>受力阐发[2]颗粒与流体在力场中作相对运动时,受到三个力的作用：质量力F、浮力Fb、曳力Fd.对于一定的颗粒和流体,重力F、浮力(2)过渡区（3）湍流区 颗粒受力阐发及图表<三>影响重力沉降的因素1.颗粒形状：同一性质的固体颗粒,非球形颗粒的沉降阻力比球形颗粒的大的多,因此其沉降速度较球形颗粒的要小一些.2.搅扰沉降：当颗粒的体积浓度>0.2% 时,搅扰沉降不容忽视.3.器壁效应：当容器较小时,容器的壁面和底面均能增加颗粒沉降时的曳力,使颗粒的实际沉降速度较自由沉降速度低.B. 重力沉降设备沉降槽[3]：籍重力沉降从悬浮液中别离出固体颗粒的设备称为沉降槽.如用于低浓度悬浮液别离时亦称为澄清器；用于中等浓()1.74s t d gu ρρρ-=度悬浮液的浓缩时,常称为浓缩器或增稠器.沉降槽适于处理颗粒不太小、浓度不太高,但处理量较大的悬浮液的别离.这种设备具有结构简单,可连续操纵且增稠物浓度较均匀的优点,缺点是设备庞大,占地面积大、别离效率较低.C.离心沉降设备碟式离心机：可快速连续的对固液和液液进别离,是立式离心机的一种,转鼓装在立轴上端,通过传动装置由电动机驱动而高速旋转.转鼓内有一组互相套叠在一起的碟形零件--碟片.碟片与碟片之间留有很小的间隙.悬浮液（或乳浊液）由位于转鼓中心的进料管加入转鼓.当悬浮液（或乳浊液）流过碟片之间的间隙时,固体颗粒（或液滴）在离心机作用下沉降到碟片上形成沉渣（或液层）.沉渣沿碟片概略滑动而脱离碟片并积聚在转鼓内直径最大的部位,别离后的液体从出液口排出转鼓.碟片的作用是缩短固体颗粒（或液滴）的沉降距离、扩大转鼓的沉降面积,转鼓中由于装置了碟片而大大提高了别离机的生产能力.积聚在转鼓内的固体在别离机停机后拆开转鼓由人工清除,或通过排渣机构在不断机的情况下从转鼓中排出.卧式螺旋沉降离心机[4]：卧螺离心机是一种卧式螺旋卸料、连续操纵的沉降设备.本类离心机任务原理为：转鼓与螺旋以一定差速同向高速旋转,物料由进料管连续引入输料螺旋内筒,加速后进入转鼓,在离心力场作用下,较重的固相物沉积在转鼓壁上形成沉渣层.输料螺旋将沉积的固相物连续不竭地推至转鼓锥端,经排渣口排出机外.较轻的液相物则形成内层液环,由转鼓大端溢流口连续溢出转鼓,经排液口排出机外.3、过滤别离设备中药提取液中有效成分与多糖及其他无效成分的别离,发酵液的预处理,液体制剂去除热源等单元操纵都是制药生产中的过滤别离过程.依照过滤的原理不合可以分为滤饼过滤和深层过滤两种办法.滤饼过滤：固体堆积在滤材上并架桥形成滤饼层的过滤方法 .深层过滤：指颗粒沉积在床层内部的孔道壁上而其实不形成滤饼的过滤方法.A.过滤基本方程式：过滤基本方程式暗示过滤过程中某一瞬间的过滤速率与各有关因素的相互关系.对于不成压缩性滤饼有如下计算式：B.过滤设备板框压滤机：混合液流经过滤介质（滤布）,固体停留在滤布上,并逐渐在滤布上堆积形成过滤泥饼.而滤液部分则渗透过滤布,成为不含固体的清液.与其它固液别离设备相比,压滤机过滤后的泥饼有更高的含固率和优良的别离效果.真空转鼓过滤机[5]: 它有一水平转鼓,鼓壁开孔,鼓面上铺以支承板和滤布,组成过滤面.过滤面下的空间分红若干离隔的扇形滤室.各滤室有导管与分派阀相通.转鼓每旋转一周,各滤室通过分派阀轮流接通真空系统和压缩空气系统,顺序完成过滤、洗渣、吸干、卸渣和过滤介质（滤布）再生等操纵.在转鼓的整个过滤面上,过滤区约占圆周的1/3,洗渣和吸干区占1/2,卸渣区占1/6,各区之间有过渡段.过滤时转鼓下部沉浸在悬浮液中缓慢旋转.沉没在悬浮液内的滤室与真空系统连通,滤液被吸出过滤机,固体颗粒则被吸附在过滤面上形成滤渣.滤室随转鼓旋转离开悬浮液后,继续吸去滤渣中饱含的液体.当需要除去滤渣中残留的滤液时,可在滤室旋转到转鼓上部时喷洒洗涤水.这时滤室与另一真空系统接通,洗涤水透过滤渣层置换颗粒之间残存的滤液.滤液被吸入滤室,并单独排出,然后卸除已经吸干的滤渣.这时滤室与压缩空气系统连通,反吹滤布松动滤渣,再由刮刀刮下滤渣.压缩空气（或蒸汽）继续反吹滤布,可疏通孔隙,使之再生.4、新式设备介绍[6]陶氏化学公司（NYSE:DOW）推出一种针对高难度水处理的获奖创新产品：TEQUATICTMPLUS精密颗粒过滤器.凭借其专利设计,TEQUATICTM PLUS精密颗粒过滤器将连续清洗、错流过滤以及离心别离和固体收集功效集成于一个装置中,此技术已经在诸多应用领域证明了其重要价值.a)针对高难度水处理的技术TEQUATICTM PLUS精密颗粒过滤器由陶氏化学公司的全资子公司Clean Filtration Technologies LLC（简称“CFT”）生产.TEQUATICTM PLUS精密颗粒过滤器在高难度水处理领域是一项具有突破性的产品,能够可靠、稳定且经济地处理总悬浮固体颗粒（TSS）极高并且变更规模极大的原水,克服诸如滤芯、滤袋和多介质过滤器等传统技术存在的各类缺点.该技术可以处理固体颗粒含量从1到10,000毫克/升的原水而无须频繁改换滤片,即使是在有油的情况下亦是如此.TEQUATICTM PLUS精密颗粒过滤器不但为水处理领域带来一系列全新的可能性,并且亦使客户能够在更广的规模内选择陶氏水处理及过程解决计划所提供的水净化和别离技术产品.b)性能优势与其它技术不合,TEQUATICTM PLUS精密颗粒过滤器可以在实现极高的水回收率（一般都不低于99%）的同时,稳定地过滤固体颗粒含量高并且变更极大的原水,设备维护量、污堵情况以及反冲洗周期均大幅度减少,并且不存在改换滤芯或滤袋的问题.c)应用的多样性TEQUATICTM PLUS精密颗粒过滤器专门针对非饮用水应用领域.其功效很是灵活,可作为一级过滤器、超滤（UF）和反渗透（RO）的预过滤器,亦可作为水再利用技术之后的后过滤器.d)关头技术TEQUATICTM PLUS精密颗粒过滤器利用原水进入过滤器后的压力,使水流在过滤室中快速冲刷,推动过滤室中的扇叶,将原水中较大的颗粒快速均匀地带入过滤室,通过离心力将较重的固体颗粒离心到过滤室的壁上,并且在重力的作用下渐渐沉降,进入下方的收集室.较为洁净的过滤水则在压力作用下通过过滤膜,从上方流出.没有通过过滤膜的水则从下方再次进入循环.参考文献：[1] 李永改,彭安均,张鹏. 两种经常使用固液别离技术的阐发与比较[J]. 科技信息. 2010(21)[2] 张俊福,余承烈. 高效固液别离设备的设计和试验[J]. 净水技术. 2005(01)[3] 张慧,孙世钢. 螺旋式固液别离设备的分类及应用[J]. 大连大学学报. 2004(04)[4] 余承烈. 一种高效固液别离设备[J]. 净水技术.2004(03)[5] 艾光富,张传忠,解雷雷,盖涛,黄梅玲. 滚筒式固液别离装置的设计[J]. 科技信息. 2010(35)[6]Liu X X, Pan Q Y, Su H. Study on Cross-FlowSolid-Liquid Separation Technology[J]. Advanced Materials Research, 2013, 712: 748-754.。

第四节 固液浸提与浸提设备


液膜
④溶液扩散到固相表面 固相内部的溶质与溶剂形成的溶液， 固相内部的溶质与溶剂形成的溶液，通过 固体空隙以扩散的形式到达固相表面。 固体空隙以扩散的形式到达固相表面。 ⑤溶液进入液相主体 通过固扩散到达固相表面的溶液， 通过固扩散到达固相表面的溶液，再以扩 散的形式穿过液膜进入液相主体。 散的形式穿过液膜进入液相主体。 实验告诉我们，在浸提操作中， 实验告诉我们，在浸提操作中，通常随着 浸提过程的进行，浸提速度将越来越慢。 浸提过程的进行，浸提速度将越来越慢。
解： 已知： 已知： 进入系统的溶剂 进入系统的浆液
浸提剂质 量分数
V1，x1 溢流液 浆液 L0,N0,y0,B 载体质量
V2，x2 溢流液 浆液 L1,N1,y1,B
100kg， 0， V2 = 100kg，xA2 = 0，xC2 = 1.0 =[100× B =[100×(1.0 - 0.2) = 80(kg) 100× L0 = 100×0.2 = 20 [kg(A)] yA0 = 1.0 根据单级浸提的物料衡算式有： 根据单级浸提的物料衡算式有： M = L0 + V2 = 20 + 100 = 120(kg) 则： xAM = 20/120 = 0.167
液相主体
溶剂
界面 固相主体
溶质
溶液
②溶剂扩散到固体内部 到达固相表面的溶剂微粒，进一步通过扩散进入到固相内部， 到达固相表面的溶剂微粒，进一步通过扩散进入到固相内部，并与固 体相内部的溶质(目的成分)作用。 体相内部的溶质(目的成分)作用。 ③溶解 固相内部的溶质(目的成分)在与溶剂的相互作用下，进入溶剂(溶解) 固相内部的溶质(目的成分)在与溶剂的相互作用下，进入溶剂(溶解) 形成溶液。 形成溶液。
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反渗透器等
4. 2.1 板框式过滤机
由多块带凸凹纹路的滤板和滤框交替排列
于机架而构成。板和框一般制成方形，其角端
均开有圆孔，这样板、框装合，压紧后即构成
供滤浆、滤液或洗涤液流动的通道。框的两侧
覆以滤布，空框与滤布围成了容纳滤浆和滤饼
的空间。
4. 2.1 板框式过滤机
4. 2.1 板框式过滤机
4. 2.1 板框式过滤机
4.1.1 过滤原理
③多孔固体介质：具有很多微细孔道的固体材料 ，如多孔陶瓷、多孔塑料、多孔金属制成的管或 1 ~ 3m 板，能拦截的微细颗粒 ④多孔膜：用于膜过滤的的各种有机高分子膜和 无机材料膜。广泛使用的是醋酸纤维素和芳香酰 1m 胺系两大类有机高分子膜。可用于截留 以下的微小颗粒。
离心沉降速度
经每板上旋塞排出(明流) 从板流出的滤液汇集于某总管排出(暗流)
横穿洗涤：
洗涤液由总管入板 滤布 滤饼滤布 非洗涤板
排出
洗涤面=(1/2)过滤面积
置换洗涤：
洗涤液行程与滤液相同。洗涤面=过滤面
4. 2.1 板框式过滤机
明流过滤：每个滤板的下方出液孔上装有水
咀，滤液直观地从水咀里流出。
4.1.2 沉降原理
离心设备的一个重要技术指标是其所能达到的离心力 与重力的比值，称为分离因数。分离因数是衡量离心 程度的参数，用Z表示
4 N r r Z g g
2 2 2
Z越大，越利 于分离
式中，r为离心半径，即从旋转轴心到沉降颗粒的距离， N为离心机的转数(s-1) 。为旋转角速度（rad/s）
4. 2.2 真空转鼓过滤机
主要优缺点：
优点：连续操作，易实现自动，对处理量大 而容易过滤的料浆特别适宜。
缺点：转筒体积庞大而过滤面积相形之下嫌 小；用真空吸液，过滤推动力不大，悬浮液 中黏度不能高，颗粒尺寸不能太小；辅助设 备多，能耗大。
4. 2.2 真空转鼓过滤机
生产能力： 首先取决于转筒的面积（国产GP型固式 过滤机过滤面积由1、2、5、20m2四种）； 对于特定的过滤机，提高转速和浸入角 度均可提高其生产能力。 但浸入角度过大会引起其它操作的面积 减小，甚至难以操作；若转速过大，则每一 周期中的过滤时间很短，使滤饼太薄，难于 卸渣，且功率消耗也很大。合适的转速需要 通过实验来，厢式压滤机的止推板中间是进料孔，
四个角还有四个孔，上两角的孔是洗涤液或压
榨气体进口，下两角为出口。
4. 2.1 板框式过滤机
机架:
压紧板：用以压紧滤板滤框，两侧的滚轮用以 支撑压紧板在大梁的轨道上滚动。
大梁：是承重构件，材料为优质钢板或优质槽 钢，根据使用环境防腐的要求，可选择硬质聚 氯乙烯、聚丙烯、不锈钢包覆或新型防腐涂料 等涂覆。
4. 2.2 真空转鼓过滤机
（3）吹松脱落区 当已经淋洗干燥了的滤饼转到此区时，过滤室 与分布器的三号气室相通。三号气室与压缩空气 相通，因此，转鼓表面上的滤饼层被吹松，并脱 落下来，随后刮刀开始清除剩余的滤饼。 （4）再生区 在此区，压缩空气通过分布器进入再生区的过 滤室，吹落滤布上的微细颗粒，使滤布再生，以 备进行下一轮过滤操作。
4. 2.1 板框式过滤机
型号：
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）；
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 橡胶 铸铁省略
4. 2.1 板框式过滤机
压紧机构:
手动压紧：千斤顶 机械压紧：电动机减速器、齿轮、丝杆和固定 螺母。 液压压紧：液压站、油缸、活塞、活塞杆以及 活塞杆与压紧板连接的法兰卡片。
4. 2.1 板框式过滤机
过滤机构: 滤板 、滤框、滤布
4. 2.1 板框式过滤机
过滤
滤浆由总管入框 框内形成滤饼 滤液穿过饼和布
4. 2.2 真空转鼓过滤机
又称真空鼓式过滤机 转鼓真空过滤机由 转鼓、液槽、抽真 空装置和喷气喷水
装置组成。核心部
件是转鼓和分布装
置。
4. 2.2 真空转鼓过滤机
（1）滤饼形成区 当转鼓上的过滤室转到料浆槽并浸没在料浆液 中时，过虑室与分配器一室相通，一室与真空相连 ，在真空抽吸下，滤液被吸入鼓内，并通过分配器 流出管外，而转鼓表面上则形成滤饼层。此工作区 成为滤并形成区。 （2）洗涤吸干区 随着转鼓的转动，滤饼离开料浆液进入滤饼脱 水区，在此区由于抽吸的作用，滤饼脱水，随后又 被洗水淋洗，且被抽吸干燥，在此区，进一步降低 了滤饼中溶质的含量。
暗流过滤：每个滤板的下方设有出液通道孔，
若干块滤板出液孔连成一个出液通道，由止推 板下方出液孔相连接的管道排出。
说明
①间歇操作——过滤、洗涤、卸渣、 整理、装合 ②主要优缺点
构造简单，过滤面积大而占地省，过 滤压力高（可达1.5MPa左右），便于 用耐腐蚀性材料制造，便于洗涤。它 的缺点是装卸、清洗劳动强度较大。
第四章
液-固分离设备
4.1 液-固分离设备概述 4.2 过滤设备及计算 4.3 离心分离设备及计算 4.4 膜分离设备
4.1.1 过滤原理
①织物介质：又称滤布，是用棉、毛、丝、麻 等天然纤维及合成纤维织成的的织物，以及由 玻璃丝或金属丝织成的网。这类介质能截留颗 粒的最小直径为 5 ~ 65m 。织物介质在工业上 的应用最为广泛。 ②堆积介质：由各种固体颗粒（砂、木碳、石 棉、硅藻土）或非纺织纤维等堆积而成，多用 于深床过滤中。
Z<3000 常速离心机；Z：3000~5000 中速离心机； Z>5000 高速离心机；Z：2×104 ~ 2×106 超速离心机；
4.1.3 液-固分离设备类别
液 固 分 离 设 备
过滤设备：常压过滤机 加压过滤机
真空过滤机 离心过滤机
沉降设备：重力沉降 离心沉降
沉降槽 管式 碟片式等
膜分离设备：微滤器 超滤器
结构组成:
机架 压紧机构 过滤机构
4. 2.1 板框式过滤机
1、止推板 2、头 板 3、滤 板 4、滤 布 5、尾 板 6、压紧板 7、横 梁 8、活塞杆 9、液压缸座 10、液压缸 11、液压站 12、电控箱
4. 2.1 板框式过滤机
机架:
机架是压滤机的基础部件，两端是止推板和压 紧机，两侧的大梁将二者连接起来，大梁用以 支撑滤板，滤框和压紧板。