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固液分离的终极目的在于将固体和液体彻底分离,获得各自纯净的成分

时间:2024-01-18    浏览量:

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固液分离的终极目的在于将固体和液体彻底分离,获得各自纯净的成分。根据现有的发展,固液分离基本上可以分为两种方法:沉降分离和过滤分离。沉降分离又可以分为重力沉降和离心沉降。

1. 沉降分离:

沉降分离依靠固体颗粒的运动进行,在这个过程中,固体从高度分散的状态向浓缩状态过渡。在沉降分离中,固体颗粒的浓度越低,有利于分离的进行。而过滤则相反,过滤时运动的是液相,因此含液量越少,即固体浓度越高,有利于分离。

      a. 重力沉降原理:

利用重力沉降特性进行液体间的分离,仅由地心引力驱动,无需外加能量,理论上是最经济的方法。需要提供足够的沉降面积,加速固体颗粒的终端沉降速度。通常需要添加凝聚物和絮凝技术。对于由较小颗粒和较高黏度溶液构成的悬浮液而言,单靠絮凝技术往往难以满足固液分离的要求,因此需要引入人工离心力以增强固体颗粒的沉降推动力,即离心沉降。

      b. 离心沉降原理:

离心技术是利用物体高速旋转时产生的强大离心力,使置于旋转体中的悬浮物发生沉降或浮起,达到浓缩或与其他颗粒分离的目的。悬浮在液体中的质量为m的固体颗粒在高速旋转的离心机中,沿径向受到的力为:

其中Fr为颗粒所在的离心半径,ω为旋转角速度,n为转速。上述公式表明,离心力与转速的平方成正比,与颗粒离轴心的距离r成正比。别离因数即为离心力与重力场受力之比。

2. 过滤分离:

过滤一般使用某种介质阻挡或截留悬浮液中的固体,达到固液分离的目的。固体颗粒被截留在介质上游,液体则被收集在介质下游。根据当前使用的过滤介质和过滤方法的不同,过滤机理基本上可以分为四种类型:表面阻拦、深层阻拦、深层过滤和滤饼过滤。过滤介质通常能够捕获比介质孔径小的许多颗粒,这取决于介质的性质。同时,以上机理可以同时存在,相互作用。液体对过滤性能也有影响。

3. 膜分离:

膜分离过程通常在环境温度下进行。通过在膜的两侧施加压力、浓度差、电压差等,使得处于膜两侧的混合物在所需方向上实现物质传递。

总结来说,固液分离的方法主要有沉降和过滤,而沉降又可以分为重力沉降和离心沉降。根据具体的分离要求和物质特性,选择合适的分离方法和设备,可以有效实现固液分离,满足生产和处理的要求。

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