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机械分离设备

  机械分离设备_机械/仪表_工程科技_专业资料。模块三 药厂通用设备 第三章 第四章 流体输送设备 机械分离设备 2018/11/16 第四章 机械分离机械 ? 过滤机 ? 离心机 ? 气体非均相系的分离设备 2018/11/16 dedecms.com

  模块三 药厂通用设备 第三章 第四章 流体输送设备 机械分离设备 2018/11/16 第四章 机械分离机械 ? 过滤机 ? 离心机 ? 气体非均相系的分离设备 2018/11/16 中药生产的原料药生产、制药用水生产、制剂生产、空气净化等均涉 及非均相物系的分离。 依靠机械作用,对悬浮液、乳浊液、泡沫液、含尘气体、含雾(沫) 气体及固体颗粒进行分离、分级的设备称为机械分离设备: 推动力 过滤设备 沉降设备 重力 重力过滤器 重力沉降器 真空 过滤机 加压 离心力 过滤式离心机 离 心 沉降式离心机 机 旋流分离器 真空过滤机 加压过滤机 沉降器 第四章 机械分离机械 ? 过滤机 ? 真空过滤机(转筒真空过滤机) ? 压滤机(板框压滤机) 2018/11/16 第四章 机械分离机械 一、过滤机 (1)基本概念 过滤:在外力作用下,悬浮液(或含固体颗粒的气体)中的液体(或气 体)透过多孔性材料,固体颗粒及其他物质被多孔性材料截留,从而使固 体颗粒及其他物质与液体(或气体)分离的操作 过滤介质:过滤过程中使液体(或气体)透过而截留固体颗粒及其他物 质的多孔性材料称为过滤介质。 料浆(滤浆):待分离(过滤)的悬浮液。 滤液:透过过滤介质流出来的液体。 滤饼(滤渣):经过滤得到的固体浓缩物。 滤浆 滤饼 滤液 过滤 介质 (2)过滤方式 ? 滤饼过滤 第四章 机械分离机械 ? 刚开始:有细小颗粒通过孔道,滤液混浊。 ? 开始后:迅速发生“架桥现象”,颗粒被拦截,滤液澄清。 在滤饼过滤时真正起过滤作用的是滤饼本身,而非过滤介质。 ? 深层过滤(深床过滤) 特点:颗粒(粒子)沉积于介质内部。 过滤对象:悬浮液中的固体颗粒小而少。 过滤介质:堆积较厚的粒状床层。 过滤原理:颗粒尺寸? 介质通道尺寸,颗粒通过细长 而弯曲的孔道,靠静电和分子的作用力附着在介质孔 道上。 ? 应用:适于处理生产能力大而悬浮液中颗粒小而且含 量少的场合,如水处理和酒的过滤。 ? ? ? ? 第四章 机械分离机械 (3)过滤设备 ? 按操作方式分类:间歇过滤机、连续过滤机 ? 按操作压强差分类:压滤、吸滤和离心过滤 ? 工业上使用的典型过滤设备: ? 转筒真空过滤机(连续操作) ? 板框压滤机(间歇操作) ? 过滤式离心机 第四章 机械分离机械 (一)真空过滤机 对过滤介质下游滤液一侧抽真空,以上游常压、下游低压之间的压力 差(等于下游真空度)作为过滤推动力的过滤机称为真空过滤机。 间歇式真空过滤机有真空叶滤机,连续式真空过滤机有转筒真空过滤 机、圆盘真空过滤机、转台真空过滤机、翻盘真空过滤机和带式真空 过滤机。 第四章 机械分离机械 转筒线)基本结构 转筒 洗涤喷头 金属网 滤布 滤饼 刮 刀 (2)工作原理 动盘 料浆槽 定盘 搅拌器 浸没于滤浆中的过滤面积约占全部面积的30?40% 一个操作循环:过滤、洗涤、吸干、吹松卸渣 第四章 机械分离机械 (3)特点 ?自动连续操作; ?适用于处理量大,固体颗粒含量较多的滤浆; ?真空下操作,其过滤推动力较低(最高只有1atm),对于滤饼阻力 较大的物料适应能力较差。 第四章 机械分离机械 (二)压滤机 常温时真空过滤机的压力差一般接近一个大气压,如果采用真空过滤机还 不够快,可以考虑采用加压过滤机,其压力差常达到几个大气压。 使过滤 介质上游料浆处于高压状态,以上游高压、下游常压之间的压力差作为过 滤推动力的过滤机称为加压过滤机,简称压滤机。 间歇式加压过滤机常用的有板框压滤机、厢式压滤机、间歇式加压叶滤机 等。连续式加压过滤机常用的是连续式加压叶滤机。 第四章 机械分离机械 板框压滤机 (1)基本结构 滤板:凹凸不平的表 面,凸部用来支撑滤 布,凹槽是滤液的流 道。滤板右上角的圆 孔,是滤浆通道;左 上角的圆孔,是洗水 通道。 第四章 机械分离机械 (2)工作原理 滤板分为: ? 洗涤板:左上角的洗水通道与两侧表面的凹槽相通,使洗水流进凹槽(三钮板) ? 非洗涤板:洗水通道与两侧表面的凹槽不相通(单钮板) 为了避免两种板和框的安装次序有错,在铸造时常在板与框的外侧面分别铸有一个、两个或三个小钮: 非洗涤板为一钮板;框为两钮板;洗涤板为三钮板。 第四章 机械分离机械 第四章 机械分离机械 (3)操作规程 装合:将板与框按 1-2-3-2-1-2-3的顺序(1为非洗涤板、2为框、3为洗涤 板、-为滤布),滤板的两侧表面放上滤布,然后用手动的或机动的压紧装 置固定,使板与框紧密接触。 过滤:用泵把滤浆送进右上角的滤浆通道,由通道流进每个滤框里。滤液 穿过滤布沿滤板的凹槽流至每个滤板下角的阀门排出。固体颗粒积存在滤 框内形成滤饼,直到框内充满滤饼为止。 洗涤:将洗水送入洗水通道,经洗涤板左上角的洗水进口,进入板的两侧 表面的凹槽中。然后,洗水横穿滤布和滤饼,最后由非洗涤板下角的滤液 出口排出。在此阶段中,洗涤板下角的滤液出口阀门关闭。 卸渣、整理:打开板框,卸出滤饼,洗涤滤布及板、框。 第四章 机械分离机械 (4)特点 ? 结构简单,价格低廉,占地面积小,过滤面积大。 ? 可根据需要增减滤板的数量,调节过滤能力。 ? 对物料的适应能力较强,由于操作压力较高(3~10kg/cm2 ),对颗粒细小 而液体粘度较大的滤浆,也能适用。 ? 间歇操作,生产能力低,卸渣清洗和组装阶段需用人力操作,劳动强度大, 所以它只适用于小规模生产。 ? 近年出现了各种自动操作的板框压滤机,使劳动强度得到减轻。 第四章 机械分离机械 ? 离心机 ? 过滤式离心机(三足式离心机) ? 沉降式离心机(螺旋卸料沉降离心机) ? 分离式离心机(管式、碟式分离机) 2018/11/16 第四章 机械分离机械 二、离心机 离心机:利用机件带动悬浮液、乳浊液或其他非均相物系旋转产生的惯 性离心力实现其分离或浓缩的机器。 离心力与重力之比成为分离因数,离心机的转速越高,分离因数越大,分 离能力越好。 (1)分类(按操作原理) ? 过滤式离心机:转鼓壁上有孔,内测装有滤布,借离心力实现过滤分 离,分离因数不大,适用于易过滤的晶体悬浮液和较大颗粒悬浮液的 分离以及物料的脱水。 ? 沉降式离心机:鼓壁上无孔,不需要滤布,借离心力实现沉降分离。 适用于不易过滤的悬浮液和小颗粒悬浮液的分离。(沉降:由于分散相和分 散介质的密度不同,分散相粒子在力场(重力场或离心力场)作用下发生的定向运动。) ? 分离式离心机(简称分离机):鼓壁上无孔,分离因数在3000以上, 主要用于乳浊液的分离和悬浮液的增浓或澄清。 第四章 机械分离机械 (2)特点 ? 属于物理分离过程,不发生相的变化和添加辅助剂,更好的体现中药复方的 特点。 ? 常温下进行,不需加热,保证有效成分不被破坏。 ? 设备简单,操作方便,适用于工业化大生产。 ? 不需要特殊处理,费用少,成本较低。 ? 分离效果良好,适用范围广。 第四章 机械分离机械 (一)过滤式离心机 过滤式离心机:用离心过滤方法分离悬浮液中组分的离心分离机,也称离 心式过滤机。 (1)原理 在过滤离心机转鼓壁上有许多孔,转 鼓内表面覆盖过滤介质。加入转鼓的 悬浮液随转鼓一同旋转产生巨大的离 心压力,在压力作用下悬浮液中的液 体流经过滤介质和转鼓壁上的孔甩出, 固体被截留在过滤介质表面,从而实 现固体与液体的分离。 第四章 机械分离机械 (2) 分类 ? 间歇式过滤离心机有三足式离心机、上悬式离心机、卧式刮刀卸料 离心机、翻袋卸料离心机等。 ? 连续式过滤离心机有活塞推料离心机、离心卸料离心机、螺旋卸料 离心机、进动卸料离心机、振动卸料离心机等。 第四章 机械分离机械 三足式离心机 三足离心机在制药行业中应用较普遍。因为底部支撑 为三个柱脚,以等分三角形的方式排列而得名。主要 用于将液体中的固体分离除去或将固体中的液体分离 出去。其造价低廉,抗震性好,结构简单,操作方便。 (1)结构 上部卸料三足式吊袋离心机 由柱脚、底盘、主轴、机壳、转鼓、滤 袋等组成。 整个底盘靠弹簧悬挂在三个支柱的球面 支撑上,可沿水平方向自由摆动,有利 于减缓分布不均匀时旋转引起的振动 第四章 机械分离机械 (2) 工作原理 转鼓和滤袋内的悬浮液、膏状物料或湿固体随转鼓一同旋转,在离心力作用 下,物料紧贴内壁成圆筒形(上部被拦液板限制),液体透过滤布和鼓壁上的 孔被甩出转鼓形成滤液,又被外壳汇集而从下部滤液出口流出,固相被截留在 滤袋内表面上,完全停机后人工上部卸渣,分别得到固相和滤液。 第四章 机械分离机械 几种过滤设备的比较 设备名称 主要结构 工作过程 特点 适用性 板框压滤 机 滤板、滤框、 夹紧机构、机 架 加压过滤,推动力较大 装合、过滤、 ?结构简单,造价低; 应用范围广。 洗涤、卸渣、 ?过滤面积大,能耗少; 对原料的适 整理 ?多为间歇操作,推动力较大; 应性强 ?洗涤时间长,生产效率低。 ? ?真空过滤,推动力较小; 过滤、洗涤、 适于粒度中 ?连续化生产,自动化程度高, 吸干、吹松 等,粘度不 推动力小,滤饼湿度大,设备 卸渣 太大的物料 投资高 转鼓真空 过滤机 转筒(滤网、 滤布)、分配 头、滤浆槽 离心过滤 机 转鼓(滤网、 滤布)、机架 过滤、洗涤、 卸渣等 离心过滤,推动力最大; ?滤液湿度小。 ? 应用广泛, 适应性强。 仪设备成本 高,过滤面 积小。 第四章 机械分离机械 (二)沉降式离心机 鼓壁上无孔,不需要滤布,借离心力实现沉降分离。 有三足式沉降离心机和螺旋卸料沉降离心机等。 螺旋卸料沉降离心机 (1)结构 差速器作用:两轴相互间以不同转速旋转 第四章 机械分离机械 (2)工作原理 欲分离的悬浮液经加料管从中心进入输料螺旋内,再从进料孔进入输料螺旋和 转鼓之间,在离心力的作用下固体粒子沉降到转鼓内表面上,由螺旋推送送到 转鼓小端排出。清液由转鼓大端排出。 改善沉降性 能的聚合物 物料 用于分离固体颗粒含量较多的悬浮液,其生产能力较大。也可以在高温、高压下操作 改变清液的含固量和沉渣的含水量:调节转鼓的转速、转鼓和螺旋的转速差、进料量、 溢流孔径向尺寸等参数。 第四章 机械分离机械 (三)分离式离心机 分离式离心机(简称分离机):用于分离乳浊液或含少量固体微粒的悬浮液 的立式沉降分离机。 分离因数一般大于5000,属于高速离心机。 分为管式分离机、室式分离机、碟式分离机。 1、管式分离机 离心分离因数可达13000,也有高达105的超速离心机。 适用于于分离乳浊液及含细颗粒的稀悬浮液。 第四章 机械分离机械 工作原理 转鼓由转轴带动旋转。物料由底部进入,在转鼓内从下向上流动过程中: ? 乳浊液的分离:由于两种液体的密度不同而分成内、外两液层。外层为重 液层,内层为轻液层。到达顶部后,轻液与重液分别从各自的溢流口排出。 ? 悬浮液的分离:颗粒由液面r1处沉降到转鼓内表面r2处沉降除去。 第四章 机械分离机械 2、碟式分离机 主要分离乳浊液中轻、重两液相,也可以澄清含少量细小颗粒固体的悬浮液。 分离乳浊液的碟式离心机:碟片上开有小孔。乳浊液通过小孔流到碟片的间隙。在离心力作 用下,重液由于产生的离心力较大,沿外侧周围向下流动,沿着每个碟片的斜面沉降,并向 转鼓内壁移动,由重液出口连续排出;而轻液沿着每个碟片的斜面向上移动,汇集后由上端 轻液出口排出。 澄清悬浮液用的碟式离心沉降机:碟片上不开孔。只有一个清液排出口。在悬浮液一定压力 作用下,经中心管流入高速旋转的碟片之间的间隙时,便产生了惯性离心力,其中密度较大 的固体颗粒在离心力的作用下向上层碟片的下表面运动,而后沿碟片下表面向转子周围下滑, 液体则沿转子中心上升,从套管中排出。 第四章 机械分离机械 (四)离心机的选型 根据滤浆的性质或固体粒子的直径选择离心机。 第四章 机械分离机械 ? 气体非均相系的分离设备 ? 惯性除尘器(降尘气道、除尘室、旋风分离器) ? 过滤式除尘器(袋式除尘器) ? 湿式除尘器(文丘里除尘器) ? 电除尘器(静电除尘器) 2018/11/16 第四章 机械分离机械 三、气体非均相系分离设备 除尘器是从含尘(固体颗粒)气体中分离、捕集粉尘的装置或设备,用于气体 输送机、粉碎机、干燥剂机、制粒机等,以回收产品、防止粉尘扩散、便于清 洁、避免污染和交叉污染。 除尘按工作原理分为惯性除尘器、过滤式除尘器、湿式除尘器和电除尘器。 第四章 机械分离机械 (一)惯性除尘器 惯性除尘器:利用惯性将粉尘从含尘气体中分离出来的除尘器。 分为挡板式除尘器(降尘气道)、重力沉降器(除尘室)、离心式除尘器(旋 风分离器)等。 1、挡板式除尘器 含尘气流冲击在挡 板上,气流方向发 生急剧转变,借助 尘粒本身的惯性力 作用(还利用了离 心力和重力的作 用),使其与气流 分离 第四章 机械分离机械 2、重力沉降器 沉降室的实际性能几 乎从不进行实验测量 或测试,在最好的情 况下,这种装置也只 能作为气体的初级净 化,除去最大和最重 的颗粒。沉降室的除 尘效率约为40-70%, 仅用于分离dp50μm 的尘粒。穿过沉降室 的颗粒物必须用其它 的装置继续捕集。 优点:结构简单、投资少、易维护管理、压损小(50—130Pa)。 缺点:占地面积大、除尘效率低(仅作为高效除尘器的预除尘装置,除去较大和较重的粒子) 第四章 机械分离机械 3、旋风分离器 旋风分离器是利用离心力作用净制 气体的设备。 (1)结构 圆筒、锥形筒、切向进口 管、排气管、下储灰斗等 (2)特点 ?其结构简单,制造方便; ?分离效率高; ?可用于高温含尘气体的分离; 第四章 机械分离机械 内圆筒 外圆筒 切向入口 净化气体 内螺旋 含尘气体 外螺旋 锥形筒 ?含尘气体从圆筒上部长方形切线进口进入。入口气速约为15~20m/s。 ?含尘气体沿圆筒内壁作旋转流动。颗粒的离心力较大,被甩向外层,气流在内 层。气固得以分离。 ?在圆锥部分,旋转半径缩小而切向速度增大,气流与颗粒作下螺旋运动。 ?在圆锥的底部附近,气流转为上升旋转运动,最后由上部出口管排出; ?固相沿内壁落入灰斗。 关风器 (防止空气进 入) 固相 第四章 机械分离机械 (二)过滤式除尘器 过滤式除尘器:利用多孔过滤介质分离捕集气体中粉尘的净化装置,属于高 效干式除尘装置。最常用的是袋式除尘器。 袋式除尘器 在工业尾气的除尘方 面应用较广,采用纤 维织物作滤料,除尘 效率一般可达99%以上, 效率高,性能稳定可 靠、操作简单。 第四章 机械分离机械 结构 滤袋、骨 架、机壳、 清灰装置、 灰斗、排 灰阀。 第四章 机械分离机械 (三)湿式除尘器 湿式除尘器:利用液体的洗涤作用使粉尘从含尘气体中分离出来。 分为冲激式除尘器、文丘里除尘器、旋风水膜除尘器、泡沫除尘器、洗涤过 滤式除尘器。 文丘里除尘器 第四章 机械分离机械 (四)电除尘器 电除尘器:利用高压电场使气体发生电离,再使气体中的粉尘荷电,并在电 场力的作用下,使气体中的悬浮粒子分离出来的装置。 第四章 机械分离机械 第四章 机械分离机械 优点 ?分离的作用力直接施之于粒子本身,而机械方法大多把作用力作用在整个气体。 ?气流阻力小。耗电少:0.2~0.4度/1000m3,压损小:一般为200~500Pa。 ?捕集细小颗粒(1μ m左右)的效率高。 ?除尘效率高,一般在95-99%(最高可达99.9%)。 ?处理气量大,可达105~106m3/h ? 可在高温或强腐蚀性气体下操作。 缺点 ?设备庞大,消耗钢材多,初投资大,要求安装和运行管理技术较高。 感谢您的聆听!

本文来自织梦


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