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1、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,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。织物介质在工业上的应用最为广泛。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。,4.1.1 过滤原理,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板，能拦截的微细颗粒多孔膜：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胺系两大类有机高分子膜。可用于截留 以下
2、的微小颗粒。,4.1.1 过滤原理,离心沉降速度 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,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）,Z越大，越利于分离,Z5000 高速离心机；Z：2104 2106 超速离心机；,4.1.2 沉降原理,4.1.3 液-固分离设备类别,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
3、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,结构组成:机架 压紧机构 过滤机构,4.2.1 板框式过滤机,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,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。止推板它与支座连接将压滤机的一端坐落在地基上，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
4、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。,4.2.1 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,滤浆由总管入框,框内形成滤饼,滤液穿过饼和布,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),过滤,4.2.1 板
5、框式过滤机,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,洗涤液行程与滤液相同。洗涤面=过滤面,置换洗涤：,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。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。,4.2.1 板框式过滤机,说明,间歇操作过滤、洗涤、卸渣、整理、装合,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。,型号：例如：XAMZG160/1250-30u型压
6、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12501250；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,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
7、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。,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。,4.2.2 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
8、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确定。,4.2.2 真空转鼓过滤机,一.分类按作用原理分类 过滤式:（分离机）：转鼓壁上有孔并装滤布（三足
9、式）沉降式:（澄清机）：转鼓壁上无孔无滤布，碟片式、管式 按离心分离因素分类 常速离心机，分离因素f小于3000 中速离心机，分离因素f 3000-50000 高速离心机，分离因素f大于50000 超高速离心机，分离因素f大于20万；,4.3 离心分离设备,管式离心机 优点：转速可达2104r/min,离心力较大，设备简单，分离效率高，操作稳定；缺点：沉降面积小，处理能力低(可达10m3/h),碟片式离心机 优点：沉降面积大（碟片），提高处理能力(最大300m3/h)；缺点：转速较管式离心机低，约1104r/min,结构复杂,4.3 离心沉降设备,4.3.1 管式离心机 管式离心机转鼓的直径小
10、而长度较长。其特点：结构简单，运转可靠；（D 40150mm，H/D 48）转速高；一般在10000转/分以上分理效果好；离心分离因数可达1500065000 缺点：处理能力低,由于直径小，不致使转鼓内壁产生过高的应力,适于处理直径0.1100m；固液密度差大于10Kg/m3，固相浓度小于5的难分离的悬浮液和液液两相密度差较小的乳浊液,国产离心机有GQ型两种（沉降机 悬浮液），GF型（分离机 乳浊液）,国产离心机有GQ型两种（沉降机 悬浮液），GF型（分离机 乳浊液）,管式离心机型号标记,GQ105NA,改型设计：A第一次设计,材料：N不锈钢；碳钢不标记,转鼓内经（mm）,澄清用（Q）；分离用
11、（F）,管式离心机（G）,管式离心机的技术规格,管式离心机的计算,4.3 离心沉降设备,4.3.2 碟片式离心机结构复杂，价格昂贵；转速较管式离心机低；400012000r/min分理效果较好；离心分离因数300013000沉降面积大；可达10000200000m2，生产能力可达100m3/h。,4.3 离心沉降设备,4.3.2 碟片式离心机 离心澄清机：依据离心沉降速度的不同将悬浮液中的液、固相分开的离心机。离心分离机：依据离心沉降速度的不同将轻重不同或互不溶解的两种液体分开的离心机。区别是离心分离机的每只碟片在离开轴线一定距离的圆周上开有几只对称分布的圆孔，许多这样的碟片叠置起来时，对应的
12、园孔就形成垂直的通道。,碟片式离心机的计算,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,以等效时间放大 等效时间：依据离心力和离心时间的乘积来估计离心分离的难易程度。,以几何特征参数放大,对于管式离心机，其几何特征参数,对于碟片式离心机，其几何特征参数,f：分离因数 f愈大，t愈短,离心分离设备的放大,例2：现生产一种新型蛋白质，需选用离心机，已知在实验室所用离心管内外经分别为5cm和15cm，在2000r/min的转速下离心分离30min，请推荐一种工业离
13、心机，每小时处理10立方米，性质与实验所用性质相同的悬浮液。,板式膜过滤器类似于板筐过滤机为减少浓差极化，滤板的表面为凹凸型，以形成湍流,4.4 膜分离设备,滤过液体滤板刚性多孔支撑板超滤膜,4.4 膜分离设备,管式膜过滤器类似于列管式换热气，管子为膜的支撑体特点：优点：结构简单，适应性强，清洗，安装方便，单根管子可以更换，耐高压，无死角，适于处理高黏度和固体含量高的料液。缺点：压降大，单位体积所含过滤面积小。,中空纤维式膜分离器,4.4 膜分离设备,内经 0.51.4mm 外经 1.12.3mm内压式和外压式操作特点：单位体积膜面积大，操作压力低（0.3MPa）单根损坏，需更换整个膜件，易堵塞，需预处理,螺旋卷式膜分离器,4.4 膜分离设备,主要元件：螺旋卷膜 它是将膜，支撑材料，膜间隔材料依次叠好，绕一中心管卷紧即成一个膜组，若干膜组顺次连接装一外壳内。操作时，料液在膜表面通过间隔材料沿轴线流动，透过液流向中心管。,特点：优点：膜面积大，湍流状况好，换膜容易，适于反渗透；缺点：流体阻力大，清洗困难,
