制药化工原理（资料）沉降与过滤2

制药化工原理（资料）沉降与过滤2内容摘要：

制药化工原理（资料）沉降与过滤2 以多孔材料为介质，在外力的作用下，使悬浮液中的液体通过介质的孔道而固体颗粒被截留，从而实现固、液分离的操作。 获得清净的液体或固体产品，常作为沉降、结晶、固液反应等操作的后续过程；属于机械分离操作，与蒸发、干燥等非机械分离操作相比，其分离速度较快，能量消耗较低。 一、基本概念第三节 离悬浮液 (滤浆 (料浆 ) (滤液 (滤饼 (滤渣 ) (过滤介质 (特性： 多孔 流阻小机械强度高 耐热、耐腐蚀分类： 织物介质 ：棉、毛、丝、麻等天然纤维和各种合成纤维制成的织物以及由玻璃丝、金属丝等织成的网可截留颗粒的最小直径为 565m 粒状介质： 包括砂、木炭、分子筛等细小而坚硬的颗粒状物质 ,一般堆积成固定床层 ,多用于深层过滤。 操作推动力重力压强差离心力有无滤饼饼层过滤深床过滤 多孔性固体介质 ：包括由多孔陶瓷 、 多孔塑料及多孔金属等制成的管或板 ,可截留颗粒的最小直径为13m。 多孔膜 ：在超滤和微滤中以多孔无机膜 、 有机膜为介质 , 可截留颗粒在 1化工原理51） 深床过滤 (当颗粒随液体进入床层内细长而弯曲的孔道时 ， 在静电 及 分子间引力 的作用下 ， 颗粒将被吸附于孔道壁面上 ， 而在过滤介质床层之上并不形成滤饼层。 深床过滤化工原理6 深层过滤中 真正起过滤作用的是过滤介质。 深层过滤适用于颗粒很小 、含量很低 (固相体积分率1%)的悬浮液。 2）饼层过滤 (将悬浮液置于过滤介质的一侧，固体被过滤介质截留形成滤饼层，而液体则通过过滤介质形成滤液。 化工原理8 滤饼种类：不可压缩滤饼： 当 p 时 ,(流阻 /滤饼厚度 )压缩滤饼： 当 p 时 ,(流阻 /滤饼厚度 ) 助滤剂 (用法：常用：硅藻土、珍珠岩粉、纤维粉末、碳粉和石棉粉使用量一般不超过固体颗粒质量的 一般以回收清净液体为目的的过滤，使用助滤剂是合适的。 防堵、减阻预涂法 预混法化工原理93/3, 讨论： 1层中固体颗粒所占的体积操作时， 也为滤饼中的液体分率 越大； 越小二、3颗粒体积颗粒表面积: 44e)1( 流道表面积流道容积流道长度流道长度化工原理11 长度与滤饼厚度相同的一组平行细管 垂直的通道，其当量直径为 工原理12三、u)： 单位时间通过单位过滤面积的滤液体积 ,m2·s)12f ad e)1( )1(ulu化工原理13 c223)1(1 223)1( )： c 223)1(5dd 单位时间获取的滤液体积 ,m3/s c 223)1( c 223)1(51(5 滤饼比阻(单位厚度滤饼的阻力 ,1/ r cRp c滤饼阻力 ,1/滤介质处：总速度：)()(+=)( 令虚拟滤饼厚度过滤压强差(当量 )化工原理16说明： 当操作条件和过滤介质一定时， 同一介质在不同的过滤操作中33液体积滤饼体积虚拟 (当量 )滤液体积同理：)()(过滤速度 )(过滤速率 )化工原理18)( 滤饼面积 Ap ：推动力u 、 r ：料浆的物性讨论：A p (0 单位压强差下的比阻压缩性指数 (s=01)(过滤基本方程适用可压缩滤饼不可压缩滤饼(s=0)知某悬浮液中固相的质量分率为 相密度为 2200kg/相为水，每 1余全为固相。 求滤饼体积与滤液体积之比。 (1)以 1：1： 500体： 体积 1 0 0 质量 1100工原理21生成的滤液质量为 5 3 (2)以 1： 体： 化工原理22每 100固相体积分率为 饼体积：345102 6 滤饼中含水： 3 0102 6 =××则 1 ×=)设得到 1x 0 0 = 0 + x 1000解得：1 5 8.0=压过滤特点： )(2 )(1 12)(以 )(作为变量整体)(2)()()( 化工原理25过滤时间 滤液体积边界条件：)()(21 12200 = 1222 e0 ee 0)()(化工原理26以 V+液体积边界条件：se V 122)(21022 2 e 0 )()()( 化工原理27e 22 2 =+)( 22 =+q 2e 22)()( 2 22 )(K)( 22 若介质阻力可忽略，即 00 ee 222 22 2 e 12 K 物料特性及过滤压强差决定，过滤常数 同一滤浆： 1)(q 、 反映了过滤介质阻力大小介质常数 23 mmeq se化工原理30变化p可压缩 :不可压缩：ee ,均变化变化滤布阻力不变，即em 恒定， r 0常数=es 工原理31例 1：已知，p= =0s，滤饼不可压缩，过滤介质阻力可忽略。 求 (1)q= ；(2)=2 时，可再得多少滤液 ?，33 / 210 1/ m (1)0,0 12(2) =303 / 化工原理32例 2：有一板框过滤机， p 2小时后得滤液 40滤介质阻力可忽略不计。 (1)其它条件不变，过滤面积加倍，可得滤液多少。 (2) 饼可压缩，2小时后可得滤液多少。 (3)其它条件不变，操作时间缩短 1小时，可得滤液多少。 解： (1)恒压过滤，阻力忽略不计22 12=料浆定， 12 802402 化工原理33(2) p 变， 12 s22 112212 )()( ( (3)操作时间缩短 1小时， 12212 12 7 m化工原理34六、测定：,)()( 2 =+e 2 =+22 化工原理35 eq s q)( q /q12311q11 / q 33 / q 0 0 0化工原理37q 的测定： 12 )2l g ()l g ()1(=画图 1 - ：以小型板框压滤机对碳酸钙颗粒在水中的悬浮液进行过滤试验，测得数据列于下表，已知过滤。