前言 所谓固液分离,系指从悬浮液中分离出固相和液相迄今为 止,固液分离设备(过滤机械和离心机械)广泛应用于国民经济 的各领域和许多不同的工艺过程,并能实现以下月的:回收有用 固体(废弃液体),回收液体(废弃固体)回收固体和液体,固体 和液体均不回收(例如防止水的污染) 近年来,由于电力、石油化工、食品加工、生物工程、精细 加、环保水处理等部门中新技术的不断发展,对固液分离技术 与装备提出了新的挑战和更高要求,不仅要求提供更多更新的品 种和规格,而且迫切需要在分离效率能有更大的提高鉴丁 此,本书在编写过程中不仅加强了对固液分离过程的原理、设备 以及与之相关的诸多重要问题的论述;而且还重点介绍了固液分 离与水处理设备的工业应用以及结构设计问题因此,本书对相 关专业的工程技术人员,特别是对从事现场操作、设备设计以及 试验安装和制造等方面的工程师大有裨益 本书的许多章节先后在东北电力学院和北京化工大学的研 究生和高年级本科生中作过专题讲座,并在国内外许多关专业 刊物(例如《工业水处理》、《过滤与分离》《流体工程》《化与 通用机械》、《iltraion&《FilaioSeation《Chem.Eng.Res.De》《Chem.Eng.Res.Des》等)上 发表过。在成书过程中,除取材于作者发表的论文以及过去编印 的讲义外,还特别参考了国内外知名刊物和作(已详尽列在书 后的参考文献中),力求反映最新的科研成果并做到理论和实践 相结合。限于作者水平和经验,书中的缺点和差错在所难免,真 诚希望广大读者批评指正
作者简介 刘凡清吉林电力学院敦授,吉林省环境科学学会副理事 长,吉林省环保产业协会常务理事,国家有突出荧献的中青年专 家。九十年代创建飞特公司,现任上海凡清环境程有限公司董 事长、总经理。多年从事工业水处理设备的研究与应用推广。八 十年代发明高效纤维过滤器,获国家发明三等奖、联合国发明创 新科技之星奖,并被列为国家级重点科技新产品,取得中、美、 德、芬兰、英、意、法、∏等国专利。从八十年代至今发表了大 量学术论文及专著、取得了较好的社会和经济效益。主要论著有 《工业锅炉水处理及水质分析》、《LY-高效过滤器的研制》、《水 的预处理与活性炭的冉生》、《JLY-高效过滤器滤层状态及其对 过滤性能的影响》、《IY-高效过滤器水头损失公式的推导》、《高 效纤维过滤器的凉理及应用》、《LLY-高效过滤器效率公式的建 立》、《LY一高效过滤器的工业应用》、《企业行为对环境的彰 响》等。 范徳顺北京化τ大学机械τ程学院副教授,化学I业机械 设备标准化技术委员会委员,一直从事离心机、混合机和过滤器 的教学和设计研究工作,并取得多项国家专利。主持设计的 WJ-540式进动高心机荣获1996年北京市科学技术进步奖。主 要论著有《材料力学解法技巧》、《离心机》及《实用应力分析》等, 后者荣获1998年度北京市科学技术(科技专著)进步奖 黄钟北京化工大学机械工程学院教授,从事应用力学的 教学和研究工作。主要论著有《机械强度与剛度计算》、《材料力学 解法技巧》及《实用应力分析》等,其中《实用应力分析》荣获1998 年度北京市科学技术(科技专著)进步奖
符号说明 A面积、常数 M质量、力矩 a面积、常数、距离、绝m质量、质量比 对加速度 N转速 B常数、变化系数 n指数、个数、压缩系数 b实验常数 C滤液浓度、校正因子 P功率 p压力 D筒径 Q体积流量 d粒径、直径 表观速度 E R半径、阻力 空隙比 半径 F力、可滤性参数 振荡力 ∫摩擦系数、分离因数 s表面积 G级效率 T动能 g重力常数 时间 H总压头、滤饼层高度 U平均速度 h过滤层高度 1转动惯量 ↓体积 U速度、体积 J轴转动惯量 W l0因体颗粒重量 K常数、惯量比 渗透率 x坐标 L长度 1长度 坐标
动力粘度、摩擦系数 z坐标 运动粘度 a平均比阻、实验常数、压力分布函数 角度 p液体密度 β指数、实验常数、角度Σ当量沉降面积、求和号 度 σ比沉积量 差值、孔隙直径 z环向分量 ε孔隙度 φ、ψ角度 3无因次压力 y角度、球度 角速度 角度、时间 角速度 λ无因次径向坐标
目 录 第一章总论··· .......... (1) 1-1离心分离过程的分类 (1) 1-2离心机的分类及应用 (4) 1-3过滤过程的分类 ...............· (11) 1-4过滤机的分类 ... (13) 1-5工业水处理 ·... (17) 第二章渗流物理和过滤理论 (21) 2-!多孔介质及其特征量 (22) 2-2孔隙度的测量方法 (24) 2-3达西定律 (27) 2-4滤饼的阻力与压缩性 (34) 2-5过滤过程的类型 (41) 2-6深层过滤的机理··· (46) 2-7计算过滤器压力降的主要方法(54) 第三章过滤式离心机·(60) 3-1三足式离心机 (60) 3-2离心力卸料离心机 (72) 3-3反跳环式离心机 ..................... (82) 3-4振动式离心机 ·........· (88) 3-5控制环离心机· (95) 3-6过滤式螺旋卸料离心机 .............. (106) 3-7双级活塞推料离心机 .................... (108) 1