《重力沉降分离设备》由会员分享，可在线阅读，更多相关《重力沉降分离设备（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、二、重力沉降分离设备二、重力沉降分离设备1、分级器、分级器 将密度不同的颗粒分离的设备将密度不同的颗粒分离的设备【分分离离原原理理】利用不不同同密密度度的的颗颗粒粒在流体中的沉沉降降速度不同速度不同这一原理来实现它们之间的分离。【分分离离对对象象】不同种类（密密度度不不同同）的固体颗粒，工业上的选矿选矿便是利用此原理。选矿工艺流程图选矿工艺流程图【说说明明】1、2、3号分级器直直径径逐逐渐渐增增大大而三者中上升水流量均相同，所以水在三者中流流速速逐逐渐渐减减小小。【分级器的结构分级器的结构】（1）将沉降速度（密密度度）不同的两种颗粒倾倒到向上流动的水流中；（2）水水的的速速度度调调整整到到在在
2、两两者者的的沉降速度之间沉降速度之间；（3）沉降速度（密密度度）较小的那部分颗粒便被漂走分出，沉降速度（密密度度）较大的则被截留下来。 【分级原理分级原理】【例如例如】石英和方铅矿石英和方铅矿的混合球形颗粒在水力分级器中进行分离。两者的密度分别为2650kg/m3和7500kg/m3。纯方铅矿纯方铅矿方铅矿方铅矿及大颗及大颗粒石英粒石英小石英颗粒小石英颗粒123面粉分级器工艺流程图面粉分级器工艺流程图【说明说明】利用面粉颗粒大小颗粒大小与蛋白质含量蛋白质含量之间的关系，将面粉按蛋白质含量高（低颗粒大小）分成几种不同部分。 2、降尘室、降尘室分离气固混合物的设备分离气固混合物的设备（1）降尘室的
3、构造）降尘室的构造含尘气体入口含尘气体入口降尘室降尘室净化气体出口净化气体出口尘粒出口尘粒出口降降尘尘室室实实物物图图降尘室降尘室（2）降尘室的工作原理）降尘室的工作原理LH水平运水平运动速度动速度沉降速度沉降速度如果气体的停留时间（L/u ）颗粒的沉降时间（H/ut），尘粒便可分离出来。结论结论（3）降尘室的性能及工艺参数）降尘室的性能及工艺参数 降尘室的工艺参数及性能指标主要有以下几项：临界粒径临界粒径（分离效果）；临界沉降速度临界沉降速度；最大处理量最大处理量（生产能力）。层流区临界粒径计算式层流区临界粒径计算式能被除去的最小颗粒直径能被除去的最小颗粒直径临界粒径（临界粒径（dpc）【定
4、定义义】对于一定的设备（L、b、H）、一定的处理量（qVs ）下，能能100被被除除去去的的最最小小颗颗粒粒直直径径称为临临界粒径界粒径。一般情况下可推得：能被完全（100%）除去的最小颗粒尺寸不仅与颗粒和气体的性性质质有关，还与处处理量理量和降尘室底面积底面积有关。结论结论【层流区临界粒径计算式的推导层流区临界粒径计算式的推导】由 L/u（停留时间）H/ut （沉降时间）斯托克斯（斯托克斯（Stokes）定律）定律层流区临界粒径计算式层流区临界粒径计算式临界沉降速度临界沉降速度【定定义义】能100被被除除去去的的最最小小颗颗粒粒所对应的沉降速度称为临界沉降速度临界沉降速度，用utc 表示。由
5、 L/u（停留时间）H/utc （沉降时间）则有其中 qVs以气体体积流量表示的处理量，m3/s； A0降尘室的底面积，m2； b降尘室的宽度，m。【临界沉降速度的计算临界沉降速度的计算】层流区临界沉降速度计算式层流区临界沉降速度计算式【方法方法】临界沉降速度可根据临界粒径临界粒径计算获取。 一般情况下，因为考虑的是最小颗粒直径，沉降速度很小，所以可以认为沉沉降降运运动动处处于于层层流流区区。据斯托克斯公式：最大处理量最大处理量降尘室的生产能力降尘室的生产能力由式可知：最大处理量计算式最大处理量计算式【定定义义】对于一定的沉降设备和分离要求，所能处理的最大含尘气体量，m3/s。几几点点说说明明
6、含尘气体的最最大大处处理理量量是是与与某某一一粒粒径径对对应应的，是指这一粒径及大于该粒径的颗粒都能100%被除去时的最大气体量（粒径越大，处理量越大粒径越大，处理量越大）；最大的气体处理量不仅与粒径相对应，还与降尘室底面积（A0）有关，底面积越大处理量越大，但处处理理量量与与高高度度无无关关。为此，降降尘尘室室都都做成扁平形做成扁平形；为提高气体处理量，室内以水平隔板将降尘室分割成若干层，称为多层降尘室多层降尘室。常用的隔板常用的隔板间距为间距为40100mm含尘气体含尘气体净化气体净化气体隔板隔板调节阀门调节阀门（4）降尘室的计算）降尘室的计算 【降尘室的计算类型降尘室的计算类型】设计型计
7、算与操作型计算。设计型计算设计型计算（由生产任务确定设备尺寸由生产任务确定设备尺寸） 已已知知气气体体处处理理量量qVs和除尘要求dpc ，求求降降尘尘室室的的大大小。小。（长度和宽度）【例例】某降尘室长3米，在常压下处理2500m3/h含尘气体，设颗粒为球形，密度为2400 kg/m3，气体密度为1 kg/m3，粘度为210-5Pa.s，现要求该降尘室能够除去的最小颗粒直径为410-5 m，计算降尘室宽度为多少？ 例例题题解解答答【解解】据： 设降尘室内颗粒沉降时处于层流区层流区（斯托克斯定律区），即：已知：dPc4105m P2400kg/m3 1kg/m3 2105Pa.s 故假设成立，
8、计算结果有效。 已知 qVs2500kg/h L3m 因此降尘室的宽度为：操作型计算操作型计算、用已已知知尺尺寸寸（WL）的降尘室处理一定量qVs含尘气体时，计算可以完全除掉的最小颗粒的尺寸（临临界粒径界粒径dpc ）；、用已已知知尺尺寸寸（bL）的降尘室处理含尘气体时，计算要求完全除去直径dpc的尘粒时所能处理的气体流量（最大处理量（最大处理量qVs ）。式中：【例例】有一降尘室长为长为4m，宽为，宽为2m，高为，高为2.5m，内部用隔板分成25层层。进入降尘室的炉气密度为0.5kg/m3，粘度为0.035cP，尘粒密度为4500kg/m3。现用此降尘室分离100m以上的颗粒，试求可处理的炉
9、气流量炉气流量。 例例题题解解答答【解解】设沉降处在斯托克斯区。依题意知 P=4500kg/m3 =0.5kg/m3 dPC=100106m =0.035103Pa.s据 而 故假设成立，计算有效。据 qVs=A0utcbLutc已知 L=4m b=2m故每层每层可处理的炉气流量为： qVs=240.75.6(m3/s)降尘室共有25层，则处理的总炉气流量总炉气流量为： （qVs）总5.625140（m3/s）（5）有关降尘室的几点说明）有关降尘室的几点说明气体在降尘室内流通截面上的均布流通截面上的均布非常重要，分布不均必然有部分气体在室内停留时间过短停留时间过短，其中所含颗粒来不及沉降而被带
10、出室外。为使气体均布，降尘室进、出口进、出口通常都做成锥形做成锥形；降降尘尘室室实实物物图图锥形进、出口锥形进、出口为防止操作过程中已被除下的尘粒又被气流重新卷起，降尘室的操作气速往往很低操作气速往往很低（一般不超过一般不超过3m/s）；为保证分离效率（临界粒径小），室底面积也必须较大。因此，降尘室是一种庞大而低效的设备庞大而低效的设备；通常只能捕获粒径大于粒径大于50m的粗颗粒。要将更细小的颗粒分离出来，就必须采用更高效更高效的除尘设备（如旋风除尘器旋风除尘器、电除尘器电除尘器等）。 焙烧炉焙烧炉降尘室降尘室旋风分离器旋风分离器电除尘器电除尘器泡沫塔泡沫塔硫铁矿硫铁矿空气空气去转化器去转化器
11、二氧化硫除尘净化工艺流程简图二氧化硫除尘净化工艺流程简图3、增稠器（沉降槽、澄清器）、增稠器（沉降槽、澄清器）【定定义义】通过沉降的方法分分离离悬悬浮浮液液（液液固固混混合合物物）的设备。（1）沉降槽的作用）沉降槽的作用提高悬浮液浓度（浓度（增稠器增稠器）；得到澄清液体（澄清液体（澄清器澄清器）。（2）沉降槽的分类）沉降槽的分类 分为间歇沉降槽间歇沉降槽和连续沉降槽连续沉降槽。 工业过程中一般采用连续沉降槽。底部略成锥状的大直径圆槽圆槽；直径直径小者为数米，大者可达数百米；高度高度为2.54m；槽底有一个徐徐转动的搅搅拌拌耙耙，由顶部的电机通过减速机带动。通常小槽耙的转转速速为1r/min，大
12、槽的约为0.1r/min左右。（3）连续沉降槽的构造）连续沉降槽的构造连续沉降槽结构示意图连续沉降槽结构示意图 园槽园槽锥形底部锥形底部料井料井转耙转耙澄澄清清器器的的内内部部结结构构澄澄清清器器的的倒倒喇喇叭叭形形料料井井【说说明明】料料浆浆进入倒喇叭形料井后，流流速速减减小小，以免将沉降到底部的固体颗粒卷入液相中。电机电机变速齿轮变速齿轮进料管进料管通常小槽耙的转速转速为1r/min，大槽的约为0.1r/min左右。（3）沉降槽的工作原理）沉降槽的工作原理料浆经料井料井送到液面以下0.31.0m处。迅速分散到整个横截面上；液体向上流动液体向上流动，清液经由槽顶端四周的溢流堰溢流堰连续流出，
13、 称为溢流溢流；固体颗粒下沉固体颗粒下沉至底部，槽底的转耙转耙将沉渣缓慢地聚拢到底部中央的排渣口排渣口连续排出。排出的稠浆称为底流稠浆称为底流。（4）沉降槽的特点）沉降槽的特点【优优点点】结构简单，操作连续，处理量大且增稠物的浓度均匀。【缺点缺点】设备庞大，占地面积大，分离效率底。【应应用用】连续沉降槽适用于处处理理量量大大而而浓浓度度不不高高，且颗颗粒粒不不甚甚细细微微的悬浮料浆，如烧烧碱碱生生产产中中的的盐盐水水精精制制过过程程就是一例。经过这种设备处理后的沉沉渣渣中中还含有约还含有约59%的液体的液体。（5）絮凝剂及其作用）絮凝剂及其作用液固混合物的两种类型液固混合物的两种类型【悬悬浮浮
14、液液】颗粒直径较大，采用各种沉降设备即可分离；【溶溶 胶胶】颗粒直径较小，通常小于1m 。通常情况下难以沉降，须加入絮凝剂絮凝剂方可进行分离。絮凝剂的作用絮凝剂的作用【作用作用】使细小颗粒发生凝聚凝聚。【凝凝聚聚】胶体颗粒失去稳定性的过程称为脱脱稳稳过过程程。脱稳即意味着液液体体中中原原来来均均匀匀分分散散的的固固体体微微粒粒（溶溶胶胶）结结合合成成了了较较大大的的颗颗粒粒，从液体中沉淀下来。这种现象即称为凝聚 。絮凝剂的种类絮凝剂的种类 凡能促促进进溶溶胶胶中中微微粒粒凝凝聚聚的的物物质质皆可作为絮凝剂，常用的絮凝剂有以下几种： A.电解质电解质：如明矾、三氯化铝等； B.高分子化合物高分子化合物：如聚丙烯酰胺等； C.表面活性剂表面活性剂。盐水生产工艺流程简图盐水生产工艺流程简图 化盐桶化盐桶精制折流槽精制折流槽澄清槽澄清槽原盐原盐粗盐水粗盐水砂滤器砂滤器聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺清盐水清盐水至电解槽至电解槽化盐水化盐水
