化工原理(2023春)

东北大学 张廷安

目录

  • 1 绪论
    • 1.1 绪论
    • 1.2 化工原理课程概述
    • 1.3 化工原理处理问题的方法
  • 2 第一章 流体流动
    • 2.1 流体流动
    • 2.2 概述
    • 2.3 流体静止的基本方程
    • 2.4 流体流动的基本方程
    • 2.5 流体流动现象
    • 2.6 管内流动的阻力损失
    • 2.7 管路计算
    • 2.8 流量测量
  • 3 第二章 流体输送机械
    • 3.1 流体输送机械
    • 3.2 概述
    • 3.3 液体输送机械(上)
    • 3.4 液体输送机械(中)
    • 3.5 液体输送机械(下)
    • 3.6 气体输送和压缩设备
    • 3.7 其他类型泵
  • 4 第三章 机械分离与固体流态化
    • 4.1 机械分离与固体流态化
    • 4.2 概述及筛分
    • 4.3 沉降分离
    • 4.4 过滤
    • 4.5 固体流态化
  • 5 第四章 搅拌
    • 5.1 搅拌
    • 5.2 概述
    • 5.3 搅拌设备
    • 5.4 搅拌功率
    • 5.5 搅拌装置的放大
    • 5.6 搅拌应用实例
  • 6 第五章 传热学
    • 6.1 传热学
    • 6.2 概述
    • 6.3 热传导
    • 6.4 两流体间的热量传递
    • 6.5 给热系数
    • 6.6 辐射传热
    • 6.7 传热设备
    • 6.8 填料床的传热分析
  • 7 第六章 蒸发
    • 7.1 概述
    • 7.2 单效蒸发
    • 7.3 多效蒸发
    • 7.4 蒸发
  • 8 第九章 吸收
    • 8.1 概述
    • 8.2 气液相平衡关系
    • 8.3 单相传质
    • 8.4 相际对流传质及总传质速率方程
    • 8.5 吸收塔的计算
    • 8.6 传质的理论
    • 8.7 吸收
过滤
  • 1 内容
  • 2 练习
  • 3 测验
  • 4 案例



3.3.1 概述

过滤是用某种多孔物质作为介质来处理悬浮液以实现固液分离的一种单元操作

两种过滤方式:深层过滤、滤饼过滤

滤饼过滤与深层过滤的主要区别:

1. 过滤介质:粒状床层孔道;滤饼层

2. 推动力:静电、分子间力、毛细管力;重力、压力、离心力

过滤介质:多孔性介质、耐腐蚀、耐热并具有足够的机械强度。工业用过滤介质主要有:棉、麻、丝、毛、合成纤维、金属丝等编织成的滤布。

助滤剂  是颗粒细小、粒度分布范围较窄、坚硬而悬浮性好的颗粒状或纤维固体,如硅藻土、纤维粉末、活性炭、石棉。使用时,可预涂,也可以混入待滤的滤浆中一起过滤。助滤剂能形成结构疏松、而且几乎是不可压缩的滤饼。可改善原滤饼的可压缩性和过于致密的缺点。

3.3.2 过滤基本方程

过滤基本方程滤液量V/m3~过滤时间q/s的关系

过滤速度u----即为流速,单位时间内通过单位过滤面积的滤液体积,m/s

1)过滤基本方程的推导

无法用已有物理公式描述,故采用数学模型法进行等效与简化。

(a)细管长度le与床层高度L成正比

(b)细管的内表面积等于全部颗粒的表面积,流体的流动空间等于床层中颗粒之间的全部空隙体积。

2)恒压过滤

特点:K为常数,过滤速度愈来愈小。

3)过滤常数的测定

恒压时:

logDp~logK作图求出压缩指数s

 

4)滤饼洗涤

推动力、阻力不变,洗涤速度为常数

5)过滤设备及过滤计算

 以压力差为推动力:如板框压滤机、叶滤机、回转真空过滤机等;

以离心力为推动力:如各种离心机。

1) 板框压滤机

一个操作循环:

过滤、洗涤、卸渣、整理重装

2)叶滤机

特点:属间歇式、置换洗涤

操作周期:与板框机相同

最佳操作周期: 与板框机相同

3转筒真空过滤机

一个操作循环:过滤、洗涤、吹松、刮渣

特点:属连续式,置换洗涤