机械分离

机械分离通常用等体积当量直径作为颗粒的当量直径体积相同的各种形状的颗粒，球形颗粒的表面积（比表面积）最小，与球形差别愈大，颗粒的表面积愈大。

因此，可用球形度的大小来表示颗粒的形状，对于球体，球形度为1；颗粒与球体的差别愈大，球形度愈小。

形状不规则颗粒可通过颗粒的当量直径和颗粒形状系数来表征。

安息角：将粉尘自然地堆放在水平面上，堆积成圆锥体的锥底角称为粉尘安息角。

安息角也称休止角、堆积角，PTA一般为35°-55°。

将粉尘置于光滑的平板上，使此平板倾斜到粉尘开始滑动时的角度，为粉尘滑动角，一般为30°-40°（PTA 为30°~ 35°）。

粉尘安息角和滑动角是评价粉尘流动特性的一个重要指标。

它们与粉尘粒径、含水率、尘粒形状、尘粒表面光滑程度、粉尘粘附性等因素有关，是设计除尘器灰斗或料仓锥度、除尘管道或输灰管道斜度的主要依据。

各向同性的床层有一个重要特点：床层横截面上可供流体通过的空隙面积（即自由截面）与床层截面之比在数字上等于空隙率。

粉尘密度有堆积密度和真密度之分。

自然堆积状态下单位体积粉尘的质量，称为粉尘堆积密度(或称容积密度)。

密实状态下单位体积粉尘的质量，称为粉尘真密度(或称尘粒密度)。

堆积密度是把粉尘或者粉料自由填充于某一容器中，在刚填充完成后所测得的单位体积质量。

物料的堆积密度可分为松散堆积密度和振实堆积密度。

其中，松散堆积密度包括颗粒内外孔隙及颗粒间空隙的松散颗粒堆积体的平均密度，用处于自然堆积状态的未经振实的颗粒物料的总质量除以堆积物料的总体积求得。

振实堆积密度不包括颗粒内外孔及颗粒间空隙，它是经振实后的颗粒堆积体的平均密度。

堆积密度的单位为：g/cm3 或kg/m3，可见，堆积密度越大的物质颗粒是越大的。

空隙率(ε)：单位体积中所含空隙体积公式：Vb：整体体积 Vp ：单一颗粒的体积Pp：物料单体一个颗粒的密度 Pb：物料堆积密度E = 空隙体积/整体体积范例：砂的粒子密度为2.6×10３Kg/m３，但2.6×10３Kg的砂堆积后的体积为2.0 m３，求空隙度？解：粉尘湿润性：粉尘粒子被水(或其它液体)湿润的难易程度称为粉尘湿润性。

机械分离的操作方法有几种机械分离是指通过机械力的作用将混合物中的不同组分分离开来，广泛应用于各个领域，如化工、制药、食品等。

机械分离的操作方法主要有离心分离、过滤、沉淀、蒸发、脱水、干燥等。

离心分离是机械分离中常用的方法之一。

离心分离利用离心力将混合物中的不同组分分离开来。

该方法适用于具有不同密度的组分，如固体颗粒与液体的分离、液体与液体之间的分离等。

离心分离通过将混合物置于高速旋转的离心机中，利用离心力将固体颗粒或液体从混合物中分离出来。

在离心过程中，固体颗粒和液体会按照密度的不同，在离心机的离心管中分层，达到分离的目的。

过滤是机械分离中常用的方法之一。

过滤利用过滤介质将混合物中的固体颗粒分离出来，使液体通过而过滤介质则将固体留在过滤介质上。

过滤通常用于分离固液混合物，如悬浊液、浆料等。

过滤器是过滤操作中常用的设备，过滤器可以根据不同的过滤介质和操作条件进行选择。

常见的过滤器有压力过滤器、真空过滤器、筛分过滤器等。

过滤操作可以用于固液分离、固气分离、液体之间的分离等。

沉淀是机械分离中常用的方法之一。

沉淀是指将固体颗粒或浮游物沉降到液体底部形成沉淀物的过程。

沉淀方法通常适用于混合物中的悬浮液或悬浮颗粒的分离。

常见的沉淀方法有自然沉淀、浓缩沉淀、沉淀剂法等。

自然沉淀是指将混合物静置一段时间，使固体颗粒在重力的作用下沉降到液体底部。

浓缩沉淀是通过加入沉淀剂，使混合物中的固体颗粒与沉淀剂结合，从而加速沉淀速度。

沉淀剂常用的有氢氧化钙、硫酸铝、硫化氢等。

蒸发是机械分离中常用的方法之一。

蒸发是指将液体沸腾转化为气体，达到分离目的的过程。

蒸发适用于分离混合物中不同的液态组分。

操作时，将混合物加热至其中某个组分的沸点以上，使其蒸发为气体，然后通过冷凝器将气体转化为液体。

常见的蒸发方式有自发蒸发、真空蒸发、蒸发结晶等。

自发蒸发是指将混合液料放置在通风良好的容器中，通过自然蒸发实现分离。

真空蒸发是指在低压条件下进行蒸发操作，可以降低液体的沸点，提高蒸发速率。

工业油烟净化处理技术方法油烟净化处理技术方法有机械分离法、催化剂燃烧法、活性炭吸附法、织物过滤法、湿式处理法及静电处理法。

1、机械分离法利用惯性碰撞原理或旋风分离原理对油烟进行分离。

2、催化剂燃烧法燃烧净化法的原理是利用高温燃烧所产生的热量进行氧化反应，把油烟废气中的污染物质转化为CO2和H2O等物质，从而达到净化目的。

在燃烧过程中，让油烟废气通过自净化催化剂，催化剂的催化反应有利于污染物的转化。

一般采用陶瓷或金属蜂窝进行载体进行氧化催化。

这类油烟净化设备只适用油烟浓度很低的场合，如食物生吃或制作半成品。

3、活性炭吸附法用粒状活性炭或活性炭纤维毡吸附油烟中的污染物粒子。

这种设备的特点与过滤净化设备相似，但去除油烟异味分子的效果较好。

4、织物过滤法油烟废气首先经过一定数目的金属格栅，大颗粒污染物被阻截；然后经过纤维垫等滤料后，颗粒物由于被扩散、截留而被脱除。

通常选用的滤料材料为吸油性能高的高分子复合材料。

这种设备投资少、运行费用低、无二次污染、维修管理方便；但阻力大、占地大、需要经常更换滤料的缺点。

净化效率一般在80~92%。

5、湿式处理法采用水或其他洗涤剂，以喷头喷洒的方式形成水膜，水雾来吸收油烟。

油烟粒子与喷嘴喷出的水雾、水膜相接触，经过相互的惯性碰撞、滞留、细微颗粒的扩散和相互凝聚等作用，随水滴流下，从而使油烟离子从气流中分离出来。

这种设备结构简单、投资少、占地小、运行费用低、维修管理方便。

6、静电处理法电场在外加高压的作用下，负极的金属丝表面或附近放出电子迅速向正极运动，与气体分子碰撞并离子化。

油烟废气通过这个高压电场时，油烟粒子在极短的时间内因碰撞俘获气体离子而导致荷电，受电场力作用向正极集尘板运动，从而达到分离效果。

这种设备的投资少、占地小、无二次污染、运行费用低。

由于易于捕捉粒径较小的粉尘，净化效率高，可达85~95%。

它的净化机理与气体方法的区别在于：分离力是静电力，直接作用在粒子上，而不是作用在气流上，因此具有能耗低，阻力小的特点。

机械分离试题库一、选择题1、 一密度为7800 kg/m 3 的小钢球在相对密度为1.2的某液体中的自由沉降速度为在20℃水中沉降速度的1/4000，则此溶液的粘度为 （设沉降区为层流）。

D⋅A 4000 mPa ·s ； ⋅B 40 mPa ·s ； ⋅C 33.82 Pa ·s ； ⋅D 3382 mPa ·s2、含尘气体在降尘室内按斯托克斯定律进行沉降。

理论上能完全除去30μm 的粒子，现气体处理量增大1倍，则该降尘室理论上能完全除去的最小粒径为 。

DA ．m μ302⨯；B 。

m μ32/1⨯；C 。

m μ30；D 。

m μ302⨯3、降尘室的生产能力取决于 。

BA ．沉降面积和降尘室高度；B ．沉降面积和能100%除去的最小颗粒的沉降速度；C ．降尘室长度和能100%除去的最小颗粒的沉降速度；D ．降尘室的宽度和高度。

4、降尘室的特点是 。

DA ． 结构简单，流体阻力小，分离效率高，但体积庞大；B ． 结构简单，分离效率高，但流体阻力大，体积庞大；C ． 结构简单，分离效率高，体积小，但流体阻力大；D ． 结构简单，流体阻力小，但体积庞大，分离效率低5、在降尘室中，尘粒的沉降速度与下列因素 无关。

CA ．颗粒的几何尺寸B ．颗粒与流体的密度C ．流体的水平流速；D ．颗粒的形状6、在讨论旋风分离器分离性能时，临界粒径这一术语是指 。

CA. 旋风分离器效率最高时的旋风分离器的直径;B. 旋风分离器允许的最小直径;C. 旋风分离器能够全部分离出来的最小颗粒的直径;D. 能保持滞流流型时的最大颗粒直径9、恒压过滤时， 如滤饼不可压缩，介质阻力可忽略，当操作压差增加1倍，则过滤速率为原来的 。

BA. 1 倍；B. 2 倍；C.2倍；D.1/2倍10、助滤剂应具有以下性质 。

BA. 颗粒均匀、柔软、可压缩;B. 颗粒均匀、坚硬、不可压缩;C. 粒度分布广、坚硬、不可压缩;D. 颗粒均匀、可压缩、易变形11、助滤剂的作用是 。

1.分离过程可分为机械分离和传质分离两大类。

机械分离过程的分离对象是由两相以上所组成的混合物。

其目的只是简单地将各相加以分离。

2.传质分离过程用于各种均相混合物的分离3.平衡分离过程是借助分离媒介使均相混合物系统变成两相系统，分离媒介可以是能量媒介（ESA）或物质媒介(MSA)有时也可两种同时使用4.速率分离过程是在某种推动力的作用下，有时在选择性透过膜的配合下，利用各组分扩散速率的差异实现组分的分离。

5.设计者只能规定其中若干个变量的数值，这些变量称为设计变量。

6.设计的第一步还不是选择变量的具体数值，而是要知道设计者所需要给定数值的变量数目。

如果Nv是描述系统的独立变量数，Nc是这些变量之间的约束关系数那么设计变量数Ni应为Ni=Nv – Nc7.约束关系式包括：物料平衡式、能量平衡式、相平衡关系式、化学平衡关系式、内在关系式。

8.引入逸度概念后，相平衡条件演变为“各相的温度、压力相同，各项组分的逸度也相等9.工程计算中常用相平衡常数来表示相平衡关系，相平衡常数Ki定义为Ki=yi/xi10.闪蒸是连续单机蒸馏过程11.有设计者指定浓度或提出要求的那两个组分，实际上也就决定了其他组分的浓度。

故通常把指定的这两个组分成为关键组分。

并将这两个中相对易挥发的那一个称为请关键组分（LK）不易挥发的那一个称为重关键组分（HK）12.若馏出液中除了重关键组分外没有其他组分，而釜液中除了轻关键组分外没有其他组分，这种情况称为清晰分割。

13.在化工生产过程中常常会遇到欲分离组分之间的相对挥发度接近于1或形成共沸物的系统。

如向这种溶液中加入一个新的组分，通过它对原溶液中各组分的不同作用，改变它们之间的相对挥发度，系统变得易于分离，这种既加入能量分离剂又加入质量分离剂的特殊精馏也称为增强精馏。

14.如果所加入的新组分和被分离系统中的一个或几个组分形成最低共沸物从塔顶蒸出，这种特殊精馏被称为共沸精馏，加入的新组分叫做共沸剂。