沉降器
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简易静电沉降器的制作作者:曹爱娟来源:《化学教学》2015年第08期摘要:现行高中化学教材简要介绍了静电沉降器原理,而一般学校的实验室都不具备静电沉降器等设备。
为了便于教学,开展了试制简易静电沉降器的工作。
利用可乐瓶、铁桶、具支试管、静电感应起电机、两用打气筒等器材,成功制作了简易的静电沉降器。
经使用发现,该装置能有效地吸收点燃的蚊香、香烟等物品生成的烟雾中的微小颗粒,课堂演示效果很好,有助于学生认识静电除尘的原理和方法以及在治理环境污染方面的应用。
关键词:静电除尘;简易沉降器;演示实验;教具制作文章编号:1005–6629(2015)8–0058–03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B随着我国现代工业的飞速发展,雾霾天气越来越多,雾霾天气严重地影响着人们的生活和健康。
雾霾是由微小水滴和微小颗粒悬浮物扩散到空气中形成的。
雾霾中的雾是微小水滴,对人体不会造成影响,但雾霾中的霾是悬浮的颗粒物,吸入到人体中会对人体肺部及其呼吸系统造成伤害。
为了防止悬浮颗粒物进入大气,可以将混有悬浮颗粒物的气体通过静电沉降器进行处理。
现行高中化学教材[1]中,为了说明在工业生产中减少悬浮颗粒物在空气中的排放量,介绍了静电沉降器原理,但没有说明具体的制作过程和实验方法,学生学习起来感到抽象,难以理解。
为此,我们利用可乐瓶、铁桶、具支试管、静电感应起电机、两用打气筒等器材,制作了简单静电沉降器模拟装置[2],取得了较好的演示效果,现将其制作方法介绍如下。
1 除尘原理静电沉降器中正、负极之间有很强的电场,空气中的气体分子被强电场电离[3],成为电子和正离子,正离子被吸附到负极(8号铁条)上,得到电子,又成为分子。
电子在向着正极(铁桶内壁)运动的过程中,遇到空气中的悬浮颗粒物,使悬浮颗粒物带负电,吸附到正极(铁桶内壁)上,最后在重力作用下落入下面灰斗中,粉尘聚集较多时,通过打开灰斗阀门(瓶盖)将其回收。
2 实验材料可乐瓶(维生素饮料瓶,净含量600mL)2个、铁桶(“六个核桃”饮料桶)1个、两用打气筒(高中物理实验室备有)1个、具支试管(2×18cm)1支、静电感应起电机(如图1所示,高中物理实验室备有)、8号铁条(长20cm)1根、导线2根、直角玻璃管2根、乳胶管(长4cm、30cm)各1段、木条(1×1.5×5cm)1个、板牙1个、螺丝母2个、钢锯1把、蚊香(长5cm)1条、剪刀1把、4号橡胶塞1个、电烙铁1把、打孔器1套、火柴1盒、焊锡、纱布条、透明胶带等3 仪器制作与组装3.1 可乐瓶去底和打孔取2个可乐瓶,用剪刀剪去瓶底,剩下高为12cm的无底可乐瓶(如图2所示),在其中的一个无底可乐瓶颈部的两侧用打孔器打出直径分别为1cm、0.2cm的小孔(如图3所示)。
催化裂化装置的主要设备催化裂化装置的主要设备百克网:2008-5-30 14:50:14 文章来源:本站催化裂化装置设备较多,本节只介绍几个主要设备。
一、提升管反应器及沉降器(一)提升管反应嚣提升管反应器是进行催化裂化化学反应的场所,是本装置的关键设备。
随装置类型不同提升管反应器类型不同,常见的提升管反应器类型有两种:(1)直管式:多用于高低并列式提升管催化裂化装置。
(2)折叠式:多用于同轴式和由床层反应器改为提升管的装置。
图5—8是直管式提升管反应器及沉降器示意图提升管反应器是一根长径比很大的管子,长度一般为30~36米,直径根据装置处理量决定,通常以油气在提升管内的平均停留时间1~4秒为限确定提升管内径。
由于提升管内自下而上油气线速不断增大,为了不使提升管上部气速过高,提升管可作成上下异径形式。
在提升管的侧面开有上下两个(组)进料口,其作用是根据生产要求使新鲜原料、回炼油和回炼油浆从不同位置进入提升管,进行选择性裂化。
进料口以下的一段称预提升段(见图5—9),其作用是:由提升管底部吹入水蒸气(称预提升蒸汽),使由再生斜管来的再生催化剂加速,以保证催化剂与原料油相遇时均匀接触。
这种作用叫预提升。
为使油气在离开提升管后立即终止反应,提升管出口均设有快速分离装置,其作用是使油气与大部分催化剂迅速分开。
快速分离器的类型很多,常用的有:伞帽型,倒L型、T型、粗旋风分离器、弹射快速分离器和垂直齿缝式快速分离器(分州如图5—10中a、b、c、d、e、f所示)。
为进行参数测量和取样,沿提升管高度还装有热电偶管、测压管、采样口等。
除此之外,提升管反应器的设计还要考虑耐热,耐磨以及热膨胀等问题。
(二)沉降器沉降器是用碳钢焊制成的圆筒形设备,上段为沉降段,下段是汽提段。
沉降段内装有数组旋风分离器,顶部是集气室并开有油气出口。
沉降器的作用是使来自提升管的油气和催化剂分离,油气经旋风分离器分出所夹带的催化荆后经集气室去分馏系统;由提升管快速分离器出来的催化剂靠重力在沉降器中向下沉降,落入汽提段。
催化沉降器翼阀失效跑剂的预防和处理发布时间:2021-01-25T08:09:21.502Z 来源:《防护工程》2020年29期作者:延敬祥商好朋李永杰刘振李彬李会元[导读] 常减压装置中间产品堵罐,催化裂化装置长时间停工将导致全厂物料严重不平衡甚至停工。
山东华星石油化工集团有限公司山东东营 257335摘要:催化裂化装置作为炼油厂的核心加工装置,占着绝对的比重。
一般以减压馏分油和焦化蜡油为原料,但随着原油的日趋变重和市场对轻质油的大量需求,开始掺炼渣油,再加上各种助剂的使用,沉降器结焦日趋严重,导致催化裂化原本就开工周期短的现状更加严峻。
关键词:催化裂化;跑剂;沉降器、旋分器、料腿、翼阀1 催化裂化装置沉降器翼阀存在的问题目前,催化裂化装置是石油加工企业核心加工装置,占着绝对重要的地位。
且规模越来越大,大都大于100万吨/年,处于石油加工链很中间关键环节,一旦停工,后续装置断料、常减压装置中间产品堵罐,催化裂化装置长时间停工将导致全厂物料严重不平衡甚至停工。
翼阀出问题而导致沉降器跑剂停工是普遍的老大难问题,是催化装置的“癌症”,如果装置跑剂,只能通过停工检修来处理。
以100万吨/年规模的催化装置为例,停工需要3天,检修最少5天,开工需要3天,保守估计损失至少300万元/次。
当前,随着大规模炼厂的建设和投产,炼油工业进入“微利”时代,为了得到好的经济效益,原料重质化、劣质化日趋严重,更是加剧了翼阀因结焦失效“跑剂”的几率。
在安全环保压力越来越大的今天,保证绿色开停工检修所做的相关工作将大大增加开停工的工作量,因此迫切需要一种技术来解决翼阀堵塞沉降器跑剂导致催化装置停工的问题。
延长运行周期,防止翼阀堵塞导致沉降器跑剂而停工,是亟待解决和研究的重要课题。
2 翼阀的结构和作用常规的翼阀一般有两种,分别为全覆盖翼阀和部分覆盖翼阀,而折翼板的角度一般在6°左右。
翼阀直管和料腿连接,斜管端口用折翼板封住,折翼板的角度一般在6°左右,折翼板吊在吊环上。
斜板沉降器工作原理斜板沉降器是一种常见的地基处理工具,常用于处理软弱地基或地基沉降问题。
它通过斜板的斜面设计和沉降器的重力作用,来稳定地基并改善地基的承载能力。
本文将从斜板沉降器的工作原理、应用领域和施工要点等方面进行介绍。
一、工作原理斜板沉降器的工作原理基于土体力学中的原理,通过增加地基的有效应力来改善其承载能力。
斜板沉降器由斜板和沉降器组成,斜板通常采用钢板或混凝土板制成,而沉降器则是一种通过自重产生压力的装置。
当斜板沉降器安装在软弱地基上时,地基的一部分土体将被挤压到斜板下方,形成一个较高的有效应力区域。
这种增加的有效应力可以提高地基的承载能力,减小地基沉降的风险。
二、应用领域斜板沉降器广泛应用于土木工程中,特别是在软弱地基处理和地基加固方面。
它可以有效地改善地基的承载能力,减小地基沉降和变形的风险,从而保证建筑物的安全和稳定。
斜板沉降器常见的应用领域包括:1.高层建筑:对于高层建筑来说,地基的稳定性至关重要。
斜板沉降器可以通过增加地基的有效应力,提高地基的承载能力,从而保证高层建筑的安全性。
2.桥梁和隧道:桥梁和隧道需要经受大量的荷载和地震力,地基的稳定性对其安全性至关重要。
斜板沉降器可以有效地改善地基的承载能力,提高桥梁和隧道的安全性。
3.管道和输电线路:管道和输电线路经常需要跨越软弱地基,这就需要保证地基的稳定性。
斜板沉降器可以有效地增加地基的承载能力,减小地基沉降和变形的风险。
三、施工要点斜板沉降器的施工是一个复杂的过程,需要注意以下几个要点:1.地基调查:在施工前需要进行详细的地基调查,了解地基的性质和承载能力,以确定斜板沉降器的设计和施工方案。
2.斜板设计:斜板的设计应考虑地基的性质和荷载要求,以保证斜板的稳定性和承载能力。
3.斜板安装:斜板安装时需要保证斜板与地基之间的紧密接触,以增加有效应力的传递。
4.沉降器设置:沉降器的设置应考虑地基的性质和荷载要求,以保证沉降器的自重能够产生足够的压力。
浅析催化装置沉降器压力偏高及易结焦处理对策邓文杰【摘要】由于催化装置沉降器长时间处于温度过低状态下,催化剂夹带的油气和汽提油气进入沉降器,瞬时由于冷凝而形成液相,而汽返线入口位置正好在格栅下,油气中部分冷凝成液相的柴油组分和未完全反应的组分、难以汽化的重组分,附着在格栅上面,与催化剂形成软焦,长时间生成硬焦,使沉降器底部空间逐渐变小,导致沉降器压力升高,进一步影响到催化剂循环.通过分析其原因,采取优化措施后,减缓了沉降器的结焦,保障了装置的平稳长周期的运行.【期刊名称】《石油化工应用》【年(卷),期】2017(036)001【总页数】2页(P129-130)【关键词】沉降器;压力偏高;易结焦;喷嘴【作者】邓文杰【作者单位】宁夏宝丰能源催化有限公司,宁夏银川 750003【正文语种】中文【中图分类】TE966宁夏宝丰能源催化有限公司催化裂化装置是以原料油为混合原油的蜡油(设计密度0.918 3 g/cm3,残炭0.363 m%)并掺炼30%的常压重油或常压重油(设计密度0.983 9 g/cm3,残炭19.208 m%)为原料,多产液化石油气及高辛烷值汽油,设计加工量为100 kt/a。
由于催化装置沉降器长时间处于温度过低状态下,催化剂夹带的油气和汽提油气进入沉降器,瞬时由于冷凝而形成液相,沉降器内的格栅周围温度200℃左右,而汽返线入口位置正好在格栅下,油气中部分冷凝成液相的柴油组分和未完全反应的组分、难以汽化的重组分,附着在格栅上面,与催化剂形成焦核,长时间生成硬焦,使沉降器底部空间逐渐变小,导致沉降器压力升高,进一步影响到催化剂循环(见图1)。
(1)油浆喷嘴压力低,油浆通过喷嘴进行喷射,可以将油浆快速雾化,使得油浆与催化剂充分均匀接触进行反应,雾化效果直接影响转化率和结焦速度,油嘴结构形式造成喷出的压力大小有异,分布不均,南/北压力分别为3.5 kg/cm2,5kg/cm2,偏流现象导致油浆雾化效果差,接受压力较小的油滴落在喷嘴周围造成喷嘴结焦[1]。
催化装置沉降器改造施工要点沈超发布时间:2023-05-05T07:49:04.242Z 来源:《工程建设标准化》2023年5期作者:沈超[导读] 催化装置在长周期运行过程中,会出现装置能耗较高、反应沉降器结焦严重中国石油天然气第六建设有限公司广西桂林 541004摘要:催化装置在长周期运行过程中,会出现装置能耗较高、反应沉降器结焦严重、烟机轮盘结垢严重、干气不干和装置压力平衡不合理等一系列问题,为保证装置长周期安全运行,同时优化产品结垢,需要对沉降器、内提升管进行改造,旋风分离器进行更换,本文着重介绍了催化装置沉降器改造的施工要点。
关键词:催化装置;沉降器;施工要点1沉降器改造施工技术措施1.1沉降器拆除施工工序停产以前搭设外脚手架、布置挡风棚→并对老烟道进行加固→顶平台及封头上的管线、仪表进行拆除→全部人孔打开→搭设内脚手架、砸封头衬里、清焦→焊接支撑圈、拆除顶部管线、拆除油气大管→切割封头焊道→封头连顶平台吊装落地→清焦完成→中心管屏蔽罩拆除→料腿拆除→翼阀拆除→内提升管上段拆除→底部搭设脚手架→外环板拆除→内提升管下段拆除。
1.2拆除过程及方法首先由清焦施工单位先对沉降器进行清焦,后与车间技术员联系,将与顶封头连接的管线全部断开,并做好标识,每条管线断开处的两侧编同样的标号,便于恢复,管线断开后,对断开处的管线用Φ114x5钢管做支撑,并封堵管口,然后拆除吊装油气出口管,并对剩余部分用I20的工字钢做龙门架进行支撑。
在封头部位将需要切割的部位划线,处理切割部位的衬里,然后用氧乙炔焊切割封头,并在封头外焊缝上下250mm宽的位置安装支撑环板进行防变形处理。
环板安装采取焊条电弧焊的方式进行焊接。
将封头进行挂钩作业,使用火焊小车切割环焊缝,切割过程中密切观察吊车载重。
若载重突然增加,应立即暂停切割,并观察整个顶部封头位移情况,是否有局部变形严重、封头下沉的问题。
确认具备作业条件后,吊车应适当起钩,恢复吊车负载后继续进行切割作业工作,确保封头安全落地。
沉降器的概念沉降器是一种用于控制结构物或地基的沉降量和变形的工程措施。
它常常被应用于大型建筑物、桥梁、地铁隧道和岸壁等工程中。
沉降器通过改变结构体或地基的应力分布,达到减小沉降量和控制变形的目的。
下面将从沉降器的原理、分类、设计与施工等方面进行详细介绍。
沉降器的原理:沉降器的基本原理是通过在结构体或地基中引入附加载荷来平衡工作载荷,从而减小结构体或地基的沉降量。
比如,在地基沉陷较大而且对结构稳定性影响较大的情况下,可以在地基上设置均布载荷和荷载平衡器,使地基的荷载分布更加均匀,从而减小地基沉降的不均匀性。
此外,沉降器还可以通过改变结构体或地基的刚度来减小结构体或地基的变形。
沉降器的分类:根据不同的分类标准,沉降器可以划分为多种类型。
按照作用原理,沉降器主要分为增加地基刚度的刚度增加型沉降器和减小结构体荷载的荷载减小型沉降器两种。
前者包括肋板墙、加固桩、悬臂梁、预应力锚杆等,后者包括软土地基减载桩、梁式沉降器、桩机沉降器等。
此外,根据使用方式,沉降器还可以分为可拆卸型和非可拆卸型两种。
沉降器的设计与施工:沉降器的设计要根据具体的结构和地基条件进行,主要包括确定沉降器的型式、数量、尺寸和布置等。
在设计时,需要进行一系列的计算和分析,如荷载计算、结构刚度分析、地基沉降分析等。
设计者还需要考虑沉降器的可行性、安全性和经济性等因素。
沉降器的施工主要包括沉降器的安装和调试两个步骤。
在施工过程中,需要严格按照设计要求和施工规范进行操作,确保沉降器能够正常工作。
此外,施工人员还需要进行监测和调整,及时发现并解决施工中可能出现的问题。
沉降器的优缺点:沉降器作为一种减小结构体或地基沉降量和控制变形的工程措施,具有以下优点:一是能够减小结构体或地基的沉降量和变形,保证结构的稳定性和安全性;二是能够提高结构体或地基的承载能力,延长使用寿命;三是可以根据实际需要进行调整和更换,提高结构的适应性。
然而,沉降器也存在一些缺点:一是施工难度较大,施工周期长,工程造价高;二是需要对结构体或地基进行改造,在一定程度上影响结构的正常使用;三是需要进行定期维护和监测,增加了工作量和成本。
1、工程概况2006年9月,由中油华东勘察设计研究院设计,位于湖北潜江,60万吨/年催化裂化装置进入工艺安装阶段,本方案主述了反再区沉降器及油气管线的预制安装,由于本装置再生器,沉降器为同轴式结构,安装时沉降器和再生器交叉作业,加工沉降器顶标高64米,需采用450T履带式吊车进行吊装,故本次工程中吊装及内件的安装为其中的重点和唯点。
2、施工方案编制依据及遵循标准和规范2.1 同轴式沉降-再生器图纸2.2 《石油化工设备安装工程质量检验评定标准》SH3514-20012.3 《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》 GB50236-982.4 《钢制压力容器》GB150-982.5 《催化裂化装置反应再生系统设备施工及验收规范》SH3504-20002.6 450吨履带式起重机吊装性能表3、主要工程量此次安装的沉降器为同轴式沉降-再生器,我工程一队主要负责安装上段的沉降器,安装方法共分4段,总重205.2吨,选用450吨履带式起重机吊装。
4、施工技术方案及措施沉降器总高62.28米沉降器,吊装工程选用450吨履带式起重机分四段吊装的方法。
第一段:待生立管底部至过度段(一)焊口下米1处, 长11.60米, 总重2.2吨。
第二段:剩余1米待生立管和过度段(一)、汽提段、过度段(二),长14.9米,总重54吨。
第三段:再生器筒体至封头焊缝,长13.65米,总重52吨。
第四段:封头集汽室、封头总重19吨。
如图14.1. 沉降器内部构件及断口分段示意图:图1沉降器沉降器具体安装方法:4.1. 先将预制的各段运至现场指定位置(根据现场实际情况,有利于运输和吊装的位置)。
4.2. 先联系再生器的施工单位,在再生器现场安装组对过渡段(二)下焊缝时,用450吨吊车主吊50吨吊车溜尾,将第一段放入再生器底部,然后用450吨吊车主吊50吨吊车溜尾,将第二段吊至再生器内,在由再生器施工单位将再生器过渡段(二)组对并焊接,选用30mm 厚度的钢板制作4个内部焊接板式吊耳00-900-1800-270焊接(如图2)。
名词解释加速期:经过迟滞期后,细胞开始大量繁殖,进入一个短暂的加速期并很快到达对数生长期。
对数生长期:微生物经过迟滞期的调整后,进入快速生长阶段,使细胞数目喝菌体质量的增长随培养时间成直线上升。
Monod方程:菌体生长比速与限制性基质浓度的关系方程。
减速期:微生物群体不会长时间保持指数生长,因为营养物质的缺乏,代谢产物的积累,从而导致生长速率下降,进入减速期。
稳定生长期:微生物在对数生长后期,随着基质的消耗,基质不能支持微生物的下一次细胞分裂。
衰亡期:随着基质的严重缺乏,代谢产物的更多积累,细胞的能量储备消耗完毕以及环境条件如温度,PH,无机离子浓度的恶劣变化,使细胞生长进入衰亡期简单反应型:底物以恒定的化学计量转化为产物,没有中间产物的积累并行反应型:底物以不定的化学计量转化为一种以上的产物,而且产物生成速率随底物浓度而变化,无中间产物的积累。
串联反应型:底物形成产物前积累一定程度的中间产物。
分段反应型:底物形成产物前全部转化为中间产物,再由中间产物转化为最终产物。
复合反应型:大多数发酵反应即底物转化产物的过程是一个复杂的联合反应。
得率:生成的菌体或产物与消耗的基质的关系。
最大生产率:指发酵时间按从对数生长期开始至发酵结束计算得出的生产率。
开放式连续培养与发酵:指在连续培养与发酵系统中,微生物细胞随发酵液一起从发酵容器中流出,细胞的流出速率与新细胞的生成速率相等。
封闭式连续培养与发酵:指在连续培养与发酵系统中,只允许发酵液从发酵容器中流出,而使微生物细胞保留在发酵容器中。
单级式连续培养与发酵:采用单个发酵容器进行的连续培养与发酵系统。
多级式连续培养与发酵:采用多个发酵容器串联起来进行的连续培养与发酵系统。
恒浊器:指通过光电池检测发酵容器中发酵液的浊度,使发酵容器中的微生物细胞浓度保持恒定,从而保证微生物以最大的生长速率生长。
恒化器:通过自动控制系统使发酵容器中限制性基质的浓度保持恒定,从而保持微生物恒定的生长速率。
沉降器清焦方案1. 背景介绍沉降器是一种用于处理工业废气中的颗粒物的装置。
在工业生产过程中,废气中往往含有大量的颗粒物,如果不经过处理直接排放到大气中,会对环境和人体健康造成严重影响。
沉降器作为一种常见的废气处理设备,能够有效地去除废气中的颗粒物,保护环境和人体健康。
然而,随着沉降器的使用时间的增长,颗粒物会逐渐积聚在沉降器的内部表面,形成焦垢。
焦垢的存在会降低沉降器的处理效率,增加能耗,甚至导致沉降器的故障。
因此,定期进行沉降器的清焦是非常重要的。
本文将介绍沉降器清焦的方案,包括清焦工具、清焦步骤和清焦周期等内容,旨在提供清洁维护沉降器的指导。
2. 清焦工具2.1 高压水枪高压水枪是清洁沉降器最常用的工具之一。
它可以产生高压水流,通过冲击和冲刷的方式将焦垢从沉降器的内部表面去除。
高压水枪具有作用范围广、清洗效果好等优点。
2.2 刮板刮板是清洁沉降器另一种常用的工具。
它可以通过刮擦的方式将附着在沉降器内部表面的焦垢刮下来。
刮板具有刮擦力大、适用于较硬焦垢等特点。
3. 清焦步骤3.1 断气在进行沉降器清洁之前,首先需要断开废气的供应,停止沉降器的运行。
这是为了确保清洁操作的安全性和有效性。
在清洁沉降器之前,需要对废气进行除尘处理,避免颗粒物被再次带入沉降器。
常见的除尘设备有旋风除尘器、袋式除尘器等,可以根据实际情况选择合适的除尘设备进行除尘。
3.3 清洁清洁沉降器的过程中,可以使用高压水枪和刮板两种工具。
首先,使用高压水枪将焦垢喷洒,利用水流的冲击作用将焦垢松动;然后,使用刮板将松动的焦垢刮下来。
需要注意的是,在清洁过程中要避免对沉降器造成损坏。
3.4 冲洗清洁完毕后,需要对沉降器进行充分的冲洗,确保清洁剂和剩余的焦垢等物质被彻底冲洗干净。
冲洗的同时,可以使用清水测试沉降器的水密性和流量。
清洁和冲洗完毕后,可以重新接通废气的供应,使沉降器恢复正常运行状态。
同时,可以对沉降器的运行情况进行监测和记录,以便及时发现问题并进行处理。
题目:沉降器的原理及其选型学生姓名:郭起军系别:化学与材料工程学院专业年级:用化工技术专业指导教师:王汉林学号:2012年4月21日沉降器的原理及其选型[摘要]固液两相的沉降分离是将分散在悬浮液中的固体颗粒,利用固液两相间存在的密度差,使其在同一力场中所受的质量力不同进行分离的过程。
沉降分离过程按分离要求不同可分为浓缩、澄清以及分级等;按分离推动力不同,可分重力沉降和离心沉降。
沉降分离设备可按操作目的、操作方法、结构形式、分离过程推动力以及卸料方式等进行分类。
按设备机身是否转动,沉降设备可分机身固定和机身转动,机身固定的沉降分离设备统称为沉降器。
[关键词]固液两相;沉降分离;沉降;密度差The settlement of the principle and the selection[A bstract] The settlement of solid-liquid two-phase separation will be dispersed in the suspension is solid particles, the use of solid-liquid two alternate with of the density difference exists, so that in the same force field of force by the quality of the process to separate different. Settlement separation process according to the separation requirements can be divided into different concentration, clarification and classification; According to different separation impetus, can divide gravity settlement and centrifugal sedimentation. Settlement separation equipment can press operation purpose, operation methods, structure, separation process impetus and unloading methods of classification. According to whether the rotating equipment, settlement equipment can be fixed and the extension body rotation, the fixed settlement separation equipment collectively referred to as the settlement.[K ey words] Solid-liquid two-phase; Settlement separation; Settlement; Densitydifference目录摘要 (1)ABSTRACT (1)第1章绪论 (3)第2章沉降分离的基本理论 (4)2.1非扩散性颗粒的稳态沉降 (4)2.2 非稳态沉降 (4)2.3 扩散性颗粒的沉降 (5)2.4 流动流体中颗粒的沉降 (5)第3章重力沉降设备 (7)3.1 重力湿式分离设备 (7)3.2重力澄清设备.............................................. (7)3.3 重力浓缩设备.............................................. (7)3.4 主要部件和附件 (8)3.5 设计原则和规定 (9)第4章结论 (10)致谢 (11)参考文献 (12)第1章绪论在化工、冶金、制糖等许多工业部门中,其生产过程往往会产生含有悬浮的固体颗粒的液体,一般称为“悬浮液”。
为了获得某种纯净的产品以及保证生产的连续进行,必须对悬浮液进行液体和固体分离,在很多工艺过程中应用固液分离以达到:回收有用固体(废弃液体),回收液体(废弃固体),回收固体和液体。
例如化肥硫酸铵的生产中,必须将硫酸铵的结晶体从母液中分离出来才能得到纯净的硫酸铵(固体颗粒)。
在制糖工业中必须将糖汁与蔗糖渣(或甜菜渣)分开而取其中的液体糖汁。
悬浮液中的固液分离一般是由颗粒和液体的基本性质以及悬浮液浓度和状态决定的,悬浮液的分离通过沉降和过滤来完成[1]。
第2章 沉降分离的基本理论2.1 非扩散性颗粒的稳态沉降2.1.1 单分散性体系单分散性颗粒体系是指体系中,所有分散颗粒的粒径和物径均相同。
对于均匀地分散在牛顿流体中的单分散性球形颗粒,如果以流体作为参照系,则颗粒的稳态沉降速度d U 在不同流体状态时的表达可描述如文献[6]。
如果以静止容器作为参照系,则颗粒的沉降速度U d 便是以容积为参照系沉降速度。
因为颗粒运动所引起的流体运动速度可描述为:ϕϕU U f = (2-1)于是颗粒沉降速度d U 为:()ϕϕϕ-=-=1U U U U f d (2-2)浓度ϕ的函数()ϕf 还有其他的形式,详情见文献[2,3]。
式中 ϕU ——以流体为参照系数的颗粒沉降速度,即颗粒与其周围流体间的相对运动速度,m/s;ϕ——悬浮液中颗粒所占的体积分率,即颗粒相的体积浓度,%; d ——颗粒当量直径,m 。
沉降体积通量密度定义为单位沉降面积上单位时间内所通过的颗粒体积,用J 表示。
在静止容器参照系中,通量密度J 为:()ϕϕϕ-=-=1U U U J f (2-3)作通量密度的估算对于质量衡算是非常重要的。
如果一个沉降区域的流入通量超过其流出通量的上限,则颗粒便会在该区域内聚集。
2.1.2 多分散性颗粒体系多分散性颗粒体系是指体系中的分散颗粒在粒度、密度和形状等方面或其中一方面的特点不同,换言之,分散颗粒的物性需要用分布函数进行描述。
在此我们不讨论其函数的形式。
2.2 非稳态沉降 2.2.1 瞬态沉降非稳态沉降是指沉降系统特性随时间而改变,而瞬态沉降是指在恒定推动力作用下颗粒的非稳定沉降[4]。
2.2.2 湍流悬浮液体系中的沉降当悬浮液体系处于充分发展的湍流时,流体中单分散性颗粒的沉降速度方 程[6]。
2.3 扩散性颗粒的沉降 2.3.1 单分散性颗粒体系对于扩散驱动与流体阻力相平衡的单分子颗粒的稳定扩散。
2.3.2 多分散性颗粒体系[6]如果用()ηf 表示任选特征量η的概率密度函数,则()ηf 满足()ηηϕϕd f d = 和()1=⎰∞∞-ηηd f 。
2.4 流动流体中颗粒的沉降 2.4.1 水平流中颗粒的沉降颗粒在水平流中的沉降是经常遇到的现象。
图2-1所示的即为底层流体作为水平流动的沉降槽。
颗粒在水平流中既有水平速度u 又有沉降速度t u 。
颗粒进入沉降槽顶层水平流后能被分离到沉降槽内而不进入溢流的条件是:颗粒在沉降槽内的水平流动时间大于或等于颗粒通过水平层厚度的沉降时间。
当两个时间相等时,颗粒可能沉降在沉降槽内,也可能被溢流带走,此时颗粒所对应的粒径称为分离临界粒径,记为k d 。
当颗粒沉降过程为层流时,临界分离粒径[5]为:()21lg 25.4⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-=f p f k b Qd ρρμ (2-4)式中 Q ——悬浮液进入沉降槽的体积流量,m 3/s ;l b ,——分别为沉降槽顶部水平流动部位槽体的宽度和长度,m 。
p ρ——颗粒密度,kg/m 3;f ρ——流体密度,kg/m 3。
根据式(2-4)可知,不同的b,l 值对应着不同的分离临界粒径,据此可设计水平串联的沉降槽,以提高分离效率、或提高分离精度、或实现多级分离的目的。
2.4.2 放射状上升流体中颗粒的沉降在带有中心进料桶的沉降槽内,颗粒在放射状上升流体中进行沉降。
在工程中考虑到中心进料桶的存在,常取沉降槽面积为k A A e /=,一般取有效面积系数k =0.85~0.95。
对于颗粒进行层流沉降的状态,颗粒的临界分离粒径:210)(25.4⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-=A kg Q d f p f k ρρμ (2-5)式中 A ——沉降槽面积,m 2; e A ——沉降槽有效面积,m 2。
图2-1 水平流动沉降槽[16]第3章 重力沉降设备3.1 重力湿式分离设备[3,7]3.1.1 沉降分离器沉降分离器是利用颗粒群中颗粒的重力沉降速度差异进行分级的简单重力分级设备。
3.1.2 水力分级器水力分级器是沉降分离器的改进形式,在在沉降槽底部或分选室中加入压力水,向上流动的水起淘洗作用,可带走颗粒,提高分级精度。
3.1.3 机械式分离器机械式分离器是利用机械装置连续排出粗粒的重力分级设备,处理能力较前两种分级器大,结构特点是有倾斜槽底和排出粗粒组分的机械装置。
3.2 重力澄清设备 3.2.1 设计方法重力澄清的过程中,所处理的悬浮液浓度较低,,故可以认为固体颗粒处于自由沉降状态,澄清设备尺寸的设计,将根据处理量Q 和溢流澄清度的要求,由溢流速度0υ(液体在槽内上上速度)和悬浮液在槽内停留的时间d t 来确定,其计算如下: A Q q /0=υ (3-1)0///υH Q AH Q V t d ===(3-2)式中 A ——沉降面积,任何形式的沉降设备均按澄清区容积的水平投影面积计,m 2; V ——澄清槽澄清区的容积,m 3;H ——澄清区高度(按重力方向测定),m 。
为了根据生产要求的溢流液含固量来确定0υ和d t 的值,需要用澄清悬浮液进行试验。
试验方法[8]主要有三种:长管实验[3],短管实验,两级实验。
3.2.2 结构工业生产中,重力澄清设备的典型结构分为一次通过型澄清槽、流化床型澄清槽和固体再循环型澄清槽三大类[3]。
3.3 重力浓缩设备3.3.1 设计方法间歇沉降实验设计重力浓缩设备的方法有很多,其中应用较为广的有Coe-Clevenger 方法[9]、Kynch 法[10]、Talmage-Fitch 法[11]和Oltmann 法[8]。
3.3.2结构工业生产中一般采用连续式浓缩。
如果按槽体的轴向层数来分,连续式浓缩机可分为单层式和多层式两大类。
3.4主要部件和附件3.4.1 槽体槽体可用钢材、木材、混凝土、压紧粘土和塑料板等材料制成。
材料的选取主要考虑价格、来源、地形、地下水位、基本情况、气候、操作温度以及化学腐蚀能力等因素。
一般情况下,在槽径小于30m时,常选用钢材。
混凝土池一般用在市政工程和规模比较大的工业设施中,特大装置则采用带有防水衬里的土池。