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        过滤机基础知识

        浏览次数: 日期:2011年3月22日 20:41

        过滤机是利用多孔性过滤介质,截留液体与固体颗粒混合物中的固体颗粒,而实现固、液分离的设备。过滤机广泛应用于化工、石油、制药、轻工、食品、选矿、煤炭和水处理等部门。
          中国古代即已应用过滤技术于生产,公元前二百年已有植物纤维制作的纸。公元105年,蔡伦改进了造纸法,他在造纸过程中将植物纤维纸浆荡于致密的细竹帘上,水经竹帘缝隙滤过,一薄层湿纸浆留于竹帘面上,干后即成纸张。
          最早的过滤大多为重力过滤,后来采用加压过滤提高了过滤速度,进而又出现了真空过滤。20世纪初发明的转鼓真空过滤机实现了过滤操作的连续化。此后,各种类型的连续过滤机相继出现。间歇操作的过滤机因能实现自动化操作而得到发展,过滤面积越来越大。为得到含湿量低的滤渣,机械压榨的过滤机得到了发展。
          用过滤介质把容器分隔为上、下腔,即构成简单的过滤器。悬浮液加入上腔,在压力作用下通过过滤介质进入下腔成为滤液,固体颗粒被截留在过滤介质表面形成滤渣(或称滤饼)
          过滤过程中过滤介质表面积存的滤渣层逐渐加厚,液体通过滤渣层的阻力随之增高,过滤速度减小。当滤室充满滤渣或过滤速度太小时,停止过滤,清除滤渣,使过滤介质再生,以完成一次过滤循环。
          液体通过滤渣层和过滤介质必须克服阻力,因此在过滤介质的两侧必须有压力差,这是实现过滤的推动力。增大压力差可以加速过滤,但受压后变形的颗粒在大压力差时易堵塞过滤介质孔隙,过滤反而减慢。
          悬浮液过滤有滤渣层过滤、深层过滤和筛滤三种方式。滤渣层过滤是指在经过过滤初期后,形成了初始滤渣层,此后,滤渣层对过滤起主要作用,这时大、小颗粒均被截留;深层过滤是指过滤介质较厚,悬浮液中含固体颗粒较少,且颗粒小于过滤介质的孔道,过滤时,颗粒进入后被吸附在孔道内的过滤;筛滤是过滤截留的固体颗粒都大于过滤介质的孔隙,过滤介质内部不吸附固体颗粒的过滤方式,例如转筒式过滤筛滤去污水中的粗粒杂质。
          在实际的过滤过程中,三种方式常常是同时或相继出现。过滤机的处理能力取决于过滤速度。悬浮液中的固体颗粒大、粒度均匀时,过滤的滤渣层孔隙较为畅通,滤液通过滤渣层的速度较大。应用凝聚剂将微细的颗粒集合成较大的团块,有利于提高过滤速度。
          对于固体颗粒沉降速度快的悬浮液,应用在过滤介质上部加料的过滤机,使过滤方向与重力方向一致,粗颗粒首先沉降,可减少过滤介质和滤渣层的堵塞;在难过滤的悬浮液(如胶体)中混入如硅藻土、膨胀珍珠岩等较粗的固体颗粒,可使滤渣层变得疏松;滤液粘度较大时,可加热悬浮液以降低粘度。这些措施都能加快过滤速度。
          过滤机按获得过滤推动力的方法不同,分为重力过滤器、真空过滤机和加压过滤机三类。重力过滤器是借助悬浮液的重力和位差,在过滤介质上形成的压力作为过滤的推动力,一般为间歇操作。
          真空过滤器是在滤液出口处形成负压作为过滤的推动力。这种过滤机又分为间歇操作和连续操作两种。间歇操作的真空过滤机可过滤各种浓度的悬浮液,连续操作的真空过滤机适于过滤含固体颗粒较多的稠厚悬浮液。
          加压过滤器以在悬浮液进口处施加的压力,或对湿物料施加的机械压榨力作为过滤推动力,适用于要求过滤压差较大的悬浮液,也分为间歇操作和连续操作两种。
          过滤机应根据悬浮液的浓度、固体粒度、液体粘度和对过滤质量的要求选用。先选择几种过滤介质,利用过滤漏斗实验,测定不同过滤介质和不同压差下的过滤速度、滤液的固体含量、滤渣层的厚度和含湿量,找出适宜的过滤条件,初步选定过滤机类型,再根据处理量选定过滤面积,并经实际试验验证。
          正在发展的新型过滤设备有:机械力压榨过滤设备;能实现无滤渣层过滤的动态过滤机;洗选煤炭污水处理、化工和石油工业用的大型过滤设备。
          在过滤理论研究方面,滤渣层过滤阻力和孔隙率的测算、过滤速度、过滤设备的模拟和放大、稀薄液体澄清过滤和动态过滤机理,以及过滤介质的研究,都是重要的课题。利用电子计算机控制过滤操作是过滤设备的发展方向。

        所属类别: 常用过滤设备

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