《液固分離及干燥》PPT課件

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1、第六章分離6.3固液分離固液分離可分為濃縮和過濾，濃縮包括重力分離和離心濃縮。重力分離主要利用沉降槽使獲得濃縮的底流產(chǎn)物和溢流的清液，使固液分離。離心濃縮設(shè)備根據(jù)離心力產(chǎn)生的方式可分為兩種類型：水力旋流器和離心機。我們重點介紹水力旋流器。6.3.1濃縮6.3.1.1水力旋流器水力旋流器是在水介質(zhì)中根據(jù)不同大小的固體顆粒在離心力作用下沉降速度不同進行分級。水力旋流器由于其結(jié)構(gòu)簡單，無運動部件，操作強度小，造價低，維修方便，分級效率高等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于濕法磨礦作業(yè)。第六章分離圖6.6水力旋流器1-溢流管；2-筒體；3-底流管；4-進料管1243第六章分離（1）構(gòu)造

2、和原理水力旋流器的構(gòu)造和工作原理示意圖如圖6.6所示。筒體2的上部為圓柱形、下部為圓錐體，中間插入溢流管1。在筒體的上部，沿圓柱的切線方向有進料管4，圓柱形的出口為底流管3。料漿在壓力的作用下經(jīng)進料管沿切線方向進入筒體，在筒體中料漿作旋轉(zhuǎn)運動，其中的固體顆粒在離心力的作用下除隨料漿一起旋轉(zhuǎn)運動外，還沿半徑方向發(fā)生離心沉降，粗顆粒的沉降速度大，很快即到達筒體內(nèi)壁并沿內(nèi)壁下落至圓錐部分，最后從底流管排出，稱為沉砂。細顆粒的沉降速度小，它們尚未接近筒壁仍處于筒體的中心附近時即被后來的料漿所排擠，被迫上升到溢流管排出，稱為溢流。如此粗細顆粒分別從底流和溢流流出收集，從

3、而實現(xiàn)了固液分離。第六章分離①生產(chǎn)能力根據(jù)生產(chǎn)實踐，錐角為20o水力旋流器，其生產(chǎn)能力為式中di——溢流管直徑，m；d0——進料管直徑，m；ΔP——進料管與溢流管中料漿的壓力差，Pa。所謂進料管的當量直徑是指與進料口截面積相等的圓的直徑。設(shè)進料口的截面積為F，則有（6.13）對于錐角不是20o的旋流器，應(yīng)乘以校正系數(shù)（6.14）（m3/h）（6.12）第六章分離②臨界分離粒徑根據(jù)與旋風(fēng)分離器類似的原理，經(jīng)推導(dǎo)可得臨界分離粒徑dc為如果在半徑為r，高度為h的圓柱面上，液體的軸向速度為零，則凡大于dc的顆粒均成為沉砂，小于dc的顆粒進入溢流，粒徑等于dc的顆粒為旋

4、流器的臨界分離粒徑。通常以位于半徑等于溢流管半徑處的顆粒作為臨界粒徑，同時考慮到實際上在旋流器底部液體的徑向速度較大，以致有些較粗顆粒可能進入溢流，因此一般取圓柱筒體高度h為錐筒高度H2的2/3。旋流器底流管的直徑比其本身的直徑小得多，錐筒高度可近似表示為：（m）（6.15）第六章分離（6.18）式中?——液體的黏度，Pa·s；——進料管與溢流管中液體的壓力差，Pa；——顆粒的密度，kg/m3；——液體的密度，kg/m3。將上述有關(guān)各式整理可得自由沉降條件下的臨界分離粒徑為：（6.16）（6.17）第六章分離（m）（6.19）應(yīng)該指出，實際上溢流中還有約5％顆

5、粒的粒徑大于計算值，其中最粗的可達計算值的1.5～2倍。由此得出，水力旋流器的進口壓力對生產(chǎn)能力和臨界分離粒徑有較大影響。進口壓力增大，則生產(chǎn)能力增大，分離粒徑減小。為了得到細顆粒，有時會用較大的進口壓力。但隨著進口壓力的增大，動力消耗增加很多，會加劇旋流器的磨損。實際上，通過增大進口壓力的方法來滿足生產(chǎn)能力和分離粒徑的要求是不經(jīng)濟的。對于錐角為20o的旋流器，水的黏度以1.005×10-3Pa·s計，上式則可寫成：第六章分離根據(jù)分離粒徑大小不同，進口壓力一般為30～200kPa。為了獲得良好的分離效果，最重要的是保持穩(wěn)定的進口壓力。進口壓力的波動會引起分離效

6、率的降低，在沉砂中會混入大量的細小顆粒，進口壓力越低，壓力波動的影響越大。③直徑水力旋流器的直徑與生產(chǎn)能力、分離粒徑有關(guān)，直徑的選擇應(yīng)根據(jù)分離粒徑的大小而定。一般情況下，為滿足生產(chǎn)能力的需要，可將幾個旋流器并聯(lián)使用。作為細粒物料分級的旋流器其直徑通常為50～100mm。水力旋流器直筒高度一般為其直徑的0.5～1.5倍。第六章分離④溢流管直徑溢流管直徑的變化會影響旋流器的所有工作參數(shù)，一般取旋流器直徑的0.2～0.4倍。溢流管插入深度會影響其溢流粒度。插入深度增大，溢流粒度變細，但插入深度以直筒的下部邊緣為界，若超過下部邊緣，反會使溢流變粗。⑤底流管直徑底流管直

7、徑為溢流管直徑的0.2～0.7倍。應(yīng)設(shè)計一個可調(diào)節(jié)孔徑的底流管，以便調(diào)整至分級效率最佳的合適尺寸。進料管的當量直徑可在下述范圍內(nèi)選取0.5d0＜di＜do（6.20）⑥錐角實踐表明，作為分級用的水力旋流器，合適的錐角為20°左右；對于濃度較小的料漿，為了獲得細粒溢流可用較小的錐角。第六章分離6.3.2過濾在陶瓷和耐火材料生產(chǎn)過程中，濕法粉磨的料漿的含水量往往高達40％以上，不符合成型工藝的要求，例如，可塑成型的物料水分為20％～26％，半干壓成型要求的水分更低，約7%左右，因此，必須將料漿中過多的水分除去。將料漿中水分除去的操作稱為脫水，實際上就是液一固分離過

8、程。壓濾機即是常用的脫水設(shè)備之一。（1