化工原理 第三章 過濾

1、2024/3/31,第四節(jié) 過濾一、過濾操作的基本概念二、過濾基本方程式三、恒壓過濾四、過濾常數(shù)的測定五、過濾設(shè)備六、濾餅的洗滌七、過濾機(jī)的生產(chǎn)能力,,,,第三章沉降與過濾,2024/3/31,,,一、過濾的基本概念,1、什么是過濾,固液混合，外力驅(qū)動(dòng)，多孔介質(zhì)，顆粒截留，液體通過,2024/3/31,2、過濾的概念,過濾——在外力作用下，使懸浮液中的液體通過多孔介質(zhì)的孔道，而懸浮液中的固體顆粒被截留在介質(zhì)上，從而實(shí)現(xiàn)

2、固、液分離的單元操作。,②驅(qū)使液體通過過濾介質(zhì)的推動(dòng)力可以有重力、壓力（或壓差）和離心力，工業(yè)過程中經(jīng)常采用的是壓力；③過濾操作的目的可能是為了獲得清凈的液體產(chǎn)品，也可能是為了得到固體產(chǎn)品；④洗滌的作用：回收濾餅中殘留的濾液或除去濾餅中的可溶性鹽。,①其中多孔介質(zhì)稱為過濾介質(zhì)；所處理的懸浮液稱為濾漿；濾漿中被過濾介質(zhì)截留的固體顆粒稱為稱為濾餅或?yàn)V渣；通過過濾介質(zhì)后的液體稱為濾液；,幾點(diǎn)說明：,2024/3/31,3、過濾的分類,（1

3、）按粒子的尺度——過濾與超濾,過濾：宏觀尺度，過濾懸浮液；,超濾：微觀尺度，用超濾膜將大小不同的分子分開。,（2）按操作過程中的推動(dòng)力,加壓過濾；減壓過濾；常壓過濾；離心過濾。,2024/3/31,（3）按截留顆粒的方式,①深層過濾,適合對(duì)象——固體顆粒粒徑較小、含量極少（固相體積分率在0.1%以下）的懸浮液。（如自來水廠的處理過程）,過濾原理——懸浮液中的顆粒尺寸比介質(zhì)孔道的尺寸小得多，顆粒容易進(jìn)入介質(zhì)孔道。但由于孔道彎曲細(xì)長，

4、顆粒隨流體在曲折孔道中流過時(shí)，在表面力和靜電力的作用下附著在孔道壁上。,過濾特征——過濾時(shí)并不在介質(zhì)上形成濾餅，固體顆粒沉積于過濾介質(zhì)的內(nèi)部。,2024/3/31,②濾餅過濾,適合對(duì)象——固體顆粒的尺寸大多都比介質(zhì)的孔道大，固相含量稍高（固相體積分率在1%以上）的懸浮液。,過濾原理——過濾時(shí)懸浮液置于過濾介質(zhì)的一側(cè)，在過濾操作的開始階段，會(huì)有部分小顆粒進(jìn)入介質(zhì)孔道內(nèi)，并可能穿過孔道而不被截留，使濾液仍然是混濁的。隨著過程的進(jìn)行，發(fā)生“架

5、橋現(xiàn)象”，顆粒在介質(zhì)上逐步堆積，形成了一個(gè)顆粒層，稱為濾餅。,過濾特征——在濾餅形成之后，它便成為對(duì)其后的顆粒起主要截留作用的介質(zhì)。因此，不斷增厚的濾餅才是真正有效的過濾介質(zhì)，穿過濾餅的液體則變?yōu)槌吻宓囊后w。,工業(yè)過程中一般為濾餅過濾。,2024/3/31,架橋現(xiàn)象,2024/3/31,過濾介質(zhì)應(yīng)具有下列條件： （1） 多孔性，孔道適當(dāng)?shù)男?，?duì)流體的阻力小，又能截住要分離的顆粒； （2） 物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐熱，耐化學(xué)腐蝕； （3

6、）足夠的機(jī)械強(qiáng)度，使用壽命長； （4）價(jià)格便宜。,4、過濾介質(zhì)——濾餅的支承物,工業(yè)常用的過濾介質(zhì)主要有： （1）織物介質(zhì)：又稱濾布，包括有棉、毛、絲等天然纖維，玻璃絲和各種合成纖維制成的織物，以及金屬絲織成的網(wǎng)能截留的粒徑的范圍較寬，從幾十μm到1μm。,2024/3/31,（4）多孔膜：由高分子材料制成，膜很薄（幾十μm到200μm），孔很小，可以分離小到0.05μm的顆粒,應(yīng)用多孔膜的過濾有超濾和微濾。,優(yōu)點(diǎn)：織物介質(zhì)薄，

7、阻力小，清洗與更新方便，價(jià)格比較便宜，是工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的過濾介質(zhì)。,（2）多孔固體介質(zhì)：如素?zé)沾?，燒結(jié)金屬．塑料細(xì)粉粘成的多孔塑料，棉花餅等。 這類介質(zhì)較厚，孔道細(xì)，阻力大，能截留1～3μm的顆粒。,（3）堆積介質(zhì)：由各種固體顆粒（砂、木炭、石棉粉等）或非編織的纖維（玻璃棉等）堆積而成，層較厚。,2024/3/31,2024/3/31,5、助濾劑,濾餅,,不可壓縮濾餅：,顆粒有一定的剛性，所形成的濾餅并不因所受的壓力差而變形 ；,

8、可壓縮濾餅：,顆粒比較軟，所形成的濾餅在壓差的作用下變形，使濾餅中的流動(dòng)通道變小，阻力增大。,（1）濾餅的種類,助濾劑一般用于可壓縮濾餅。,2024/3/31,對(duì)于可壓縮濾餅，過濾阻力在過濾壓力提高時(shí)明顯增大，過濾壓力越大，這種情況會(huì)越嚴(yán)重。另外，懸浮液中所含的顆粒都很細(xì)，剛開始過濾時(shí)這些細(xì)粒進(jìn)入介質(zhì)的孔道中會(huì)將孔道堵死，即使未嚴(yán)重到這種程度，這些很細(xì)顆粒所形成的濾餅對(duì)液體的透過性也很差，即阻力大，使過濾困難。為解決上述兩個(gè)問題，工業(yè)

9、過濾時(shí)常采用助濾劑。,（2）助濾劑的作用,加入助濾劑后，可以改變?yōu)V餅的結(jié)構(gòu)，增加濾餅的剛性，使形成的濾餅不僅結(jié)構(gòu)疏松，而且?guī)缀跏遣豢蓧嚎s的濾餅。,2024/3/31,（4）助濾劑的加入方法,加入方法,,預(yù)涂,將助濾劑混在濾漿中一起過濾。,用助濾劑配成懸浮液，在正式過濾前用它進(jìn)行過濾，在過濾介質(zhì)上形成一層由助濾劑組成的濾餅。,（3）常用的助濾劑——堅(jiān)硬且形狀不規(guī)則的小固體顆粒,①硅藻土；②珍珠巖；③石棉；④炭粉、紙漿粉等。,2024

10、/3/31,6、懸浮液量、固體量、濾液量及濾渣量之間的關(guān)系,C——濕濾渣與其中所含干渣的質(zhì)量比。（kg濕渣/kg干渣）,2024/3/31,（1）濕濾渣密度ρc 的計(jì)算,由：濕濾渣體積＝干濾渣體積＋濾液體積以1kg干渣為基準(zhǔn)，故：,（2）干渣質(zhì)量與濾液體積的比值w,由過濾所得到的濾液體積量確定干渣質(zhì)量。,設(shè)：X——懸浮液中固體顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，kg固體/kg懸浮液。,以1kg懸浮液為基準(zhǔn)，故：,2024/3/31,（3）濕濾渣質(zhì)量與濾液

11、體積的比值（wC）,（4）濕濾渣體積與濾液體積的比值（v）,,由過濾所得到的濾液體積量確定濕濾渣的體積。,由過濾所得到的濾液體積量確定濕濾渣質(zhì)量。,2024/3/31,二、過濾基本方程式,1、過濾速率與過濾速度的定義,過濾速率——單位時(shí)間內(nèi)所得到的濾液體積量，m3/s 。表達(dá)式為：,過濾速度——單位時(shí)間內(nèi)通過單位過濾面積的濾液體積 ，表達(dá)式為：,式中：u——瞬時(shí)過濾速度，m3/s·m2，m/s；­ V

12、——濾液體積，m3； A——過濾面積，m2； τ——過濾時(shí)間，s。,2024/3/31,兩點(diǎn)說明：,①隨著過濾過程的進(jìn)行，濾餅逐漸加厚。可以想見，如果過濾壓力不變，即恒壓過濾時(shí)，過濾速度將逐漸減小。因此上述定義為瞬時(shí)過濾速度。（恒壓變速過程）,②過濾過程中，若要維持過濾速度不變，即維持恒速過濾，則必須逐漸增加過濾壓力或壓差。（恒速變壓過程）,因此，過濾是一個(gè)不穩(wěn)定的過程。即不存在既恒壓又恒速的過程。,2024/3

13、/31,2、過濾速度的表達(dá),其中：Δpc——濾液通過濾餅層時(shí)的壓力降，也是通過該層的推動(dòng)力； Δpm——濾液通過介質(zhì)層時(shí)的壓力降，也是通過該層的推動(dòng)力。,（1）過程的推動(dòng)力,過濾過程中，需要在濾漿一側(cè)和濾液透過一側(cè)維持一定的壓差，過濾過程才能進(jìn)行。從流體力學(xué)的角度講，這一壓差用于克服濾液通過濾餅層和過濾介質(zhì)層的微小孔道時(shí)的阻力，稱為過濾過程的總推動(dòng)力，以Δp表示。,這一壓差部分消耗在了濾餅層，部分消耗在了過濾介質(zhì)層，即：,2

14、024/3/31,當(dāng)濾液在濾餅層中流過時(shí)，由于通道的直徑很小，阻力很大，因而流體的流速很小，應(yīng)該屬于層流，壓降與流速的關(guān)系服從Poiseuille(泊謖葉）定律：,其中，u—濾液在濾餅中的真實(shí)流速； μ—濾液粘度； l—通道的平均長度； d—通道的平均直徑。,（2）濾液通過濾餅層時(shí)的速度,2024/3/31,（3）濾餅層的過濾速度,∵

15、 且 ∴ 寫成等式，即：,——濾餅層過濾速度計(jì)算式,式中 Vc ——濾餅層體積 ； r——比例系數(shù)，稱為濾餅比阻，其值取決于濾餅的性質(zhì)。,2024/3/31,（4）濾餅層的阻力,由： 比較,可知：濾餅層阻力為 Rc＝rμVc/A,而：Vc=vV,∴ 濾餅層阻力 Rc=rμvV/A,式中 V——濾液

16、體積量； v——單位體積濾液所對(duì)應(yīng)的濾餅體積。,2024/3/31,（5）過濾介質(zhì)阻力,仿照濾餅阻力的確定方法，將過濾介質(zhì)的阻力表示為：,Rm=rμvVe /A,式中 Ve ——當(dāng)量濾液體積。指過濾介質(zhì)所產(chǎn)生的阻力與某一體積的濾餅層的阻力相等時(shí)，獲得該濾餅層所得到的濾液量。,注意：Ve 是一個(gè)虛擬量，在過濾過程中并不會(huì)出現(xiàn)。因?yàn)?，再過濾開始前，過濾介質(zhì)就已經(jīng)存在。其值取決于過濾介質(zhì)和濾餅的性質(zhì) 。,2024/3/3

17、1,（6）過濾速率（速度）方程,濾液通過濾餅層及過濾介質(zhì)的總推動(dòng)力為：,通過濾餅層及過濾介質(zhì)的總阻力為：,由此可知：,——過濾速度方程,——過濾速率方程,2024/3/31,三、恒壓過濾,過濾操作的方式可分為：,實(shí)際生產(chǎn)中恒壓過濾占主要地位，主要是易于控制。,恒壓過濾的特點(diǎn)：在恒定壓強(qiáng)差下進(jìn)行操作。恒壓過濾時(shí)，濾餅不斷變厚致使阻力逐漸增加。但推動(dòng)力ΔP恒定，過濾速率逐漸變小。,（1）恒壓變速；,（2）恒速變壓；,（3）先恒速后恒壓。,2

18、024/3/31,1、恒壓過濾方程式,據(jù),條件：恒壓 Δp=const 設(shè)備一定 A=const過濾介質(zhì)一定 Ve=const 懸浮液一定 r、μ、v =const,令,——過濾常數(shù),則,2024/3/31,邊界條件： τ＝0 V＝0 τ=τ V＝V,∴,令 q＝V/A——單位過濾面積得到的濾液體積； qe=Ve /A ——過濾常數(shù)，單位過濾面積獲得的虛擬濾

19、液體積量。,∴,2024/3/31,幾點(diǎn)討論：,（1）兩式均稱為恒壓過濾方程式；,（2）反映了過濾一定時(shí)間后，所能得到的濾液量；,（3）此方程為一元二次方程，曲線形狀為拋物線型。,（4）由于是非線性關(guān)系，過濾開始時(shí)，一定時(shí)間內(nèi)可得到較多的濾液量，隨著過濾的進(jìn)行，同樣長的時(shí)間，得到的濾液量越來越少（阻力增大），若要得到相同的濾液量（恒速過濾），則只有增大推動(dòng)力（Δp ）。,2024/3/31,,2024/3/31,（5）由比阻r的定義可以

20、看出，其值與濾餅的空隙率ε及比例系數(shù)有關(guān)。如果濾餅不可壓縮，則這兩個(gè)量便與壓力無關(guān)，則比阻便與壓力無關(guān)，于是過濾常數(shù)K便與壓力無關(guān)。如果濾餅可壓縮，則r,K,qe與壓力有關(guān)，則在某一壓力下測定的r、K、qe不能用于其它壓力下的過濾計(jì)算。,（6）平均比阻與壓力之間有如下經(jīng)驗(yàn)關(guān)系：r＝r0ps，其中s稱為壓縮性指數(shù)，其值取決于濾餅的壓縮性，若不可壓縮，則s=0，r0為不隨壓力而變的常數(shù)。將這關(guān)系代入過濾常數(shù)的定義式可得：,——過濾常數(shù)與壓力

21、之關(guān)系,2024/3/31,過濾計(jì)算必須在過濾常數(shù)具備的條件下才能進(jìn)行。過濾常數(shù)K、qe （或Ve ）的影響因素很多，包括：操作壓力、濾餅及顆粒的性質(zhì)、濾漿的濃度、濾液的性質(zhì)、過濾介質(zhì)的性質(zhì)等，因此從理論上直接計(jì)算過濾常數(shù)比較困難，應(yīng)該用實(shí)驗(yàn)的方法測定。,2、過濾常數(shù)的實(shí)驗(yàn)測定,兩種測定方法,（1）方法一：對(duì)q2+2qqe=Kτ進(jìn)行微分可得：,整理后可得：,2024/3/31,將該式等號(hào)左邊的微分用差分（增量）代替：,上式為一直線方程，

22、它表明： 對(duì)于恒壓下過濾要測定的懸浮液，在實(shí)驗(yàn)中測出連續(xù)時(shí)間τ及以單位面積計(jì)的濾液累積量q，然后算出一系列Δτ與Δq的對(duì)應(yīng)值，在直角坐標(biāo)系中以Δτ/Δq為縱坐標(biāo)，以q為橫坐標(biāo)進(jìn)行標(biāo)繪，可得一條直線。,這條直線的斜率為: 2/K,直線的截距為: 2qe /K,2024/3/31,2024/3/31,對(duì)于恒壓下過濾要測定的懸浮液，在實(shí)驗(yàn)中測出連續(xù)時(shí)間τ及以單位面積計(jì)的濾液累積量q，，以q為橫坐標(biāo)，以τ/q為縱坐標(biāo)，在直

23、角坐標(biāo)系中可得一條直線。,（2）方法二：將 q2+2qqe=Kτ 兩邊同除以Kq可得：,該直線的斜率為: 1/K,該直線的截距為： 2qe /K,2024/3/31,測定步驟：,在一定壓力P和過濾面積A下，測定濾液量V與過濾時(shí)間τ的數(shù)據(jù)：,τ τ1 τ2 τ3 …… τn,V V1 V2 V3 …… Vn,數(shù)據(jù)處理：用V除以A, 即q=V/A轉(zhuǎn)換，則有：,q q1 q2 q3……

24、 qn,τ/q τ1/q1 τ2/q2 τ3/q3……τn/qn,然后以q為橫坐標(biāo)，以τ/q 為縱坐標(biāo)作圖，可得到一條直線，讀取該直線的斜率與截距。,2024/3/31,2024/3/31,1、板框壓濾機(jī),四、過濾設(shè)備,濾框的兩側(cè)覆以濾布，空框與濾布圍成了容納濾漿和濾餅的空間。,濾板和濾框多做成正方形 ，角上均開有小孔，組合后即構(gòu)成供濾漿和洗滌水流通的孔道。,由許多塊帶凹凸紋路的濾板與濾框交替排列組裝而構(gòu)成。,（1）板框壓濾機(jī)的構(gòu)

25、造,2024/3/31,2024/3/31,板框過濾機(jī)實(shí)物圖片,2024/3/31,（2）濾板與濾框,濾框：一般為方形，右上角的圓孔為濾漿（懸浮液）通道，此通道與框內(nèi)相通，使濾漿進(jìn)入框內(nèi)。左上角的圓孔是洗水通道，不與框內(nèi)相通。在框外鑄有兩個(gè)鈕。,濾板：兩側(cè)表面均做成縱橫交錯(cuò)的溝槽，形成凹凸不平的表面，凸出部分用來支撐濾布，凹槽是濾液的流道。其右上角的圓孔為濾漿通道，左上角的圓孔為洗水通道。（與濾框相同）,2024/3/31,（3）濾板的

26、兩種類型——洗滌板與非洗滌板,洗滌板：左上角的洗水通道與兩側(cè)表面的凹槽相同，可使洗水進(jìn)入凹槽。通常在板的外側(cè)鑄有三個(gè)鈕。,非洗滌板：左上角的洗水通道與兩側(cè)表面的凹槽不相通。通常在板的外側(cè)鑄有一個(gè)鈕。,（4）板框的組合方式,按鈕數(shù)以1-2-3-2-1-2的順序排列。,2024/3/31,2024/3/31,洗滌板,非洗滌板,濾框（注意右上角的通道）,2024/3/31,（5）板框壓濾機(jī)的操作,板框壓濾機(jī)一般為間歇操作，每個(gè)操作循環(huán)由5個(gè)階

27、段組成，即：,①組裝；,②過濾；,③洗滌；,④卸餅；,⑤整理。,2024/3/31,懸浮液在指定壓強(qiáng)下經(jīng)濾漿通道由濾框角右上角的孔道并行進(jìn)入各個(gè)濾框； 濾液分別穿過濾框兩側(cè)的濾布，沿濾板板面的溝道至濾液出口排出； 顆粒被濾布截留而沉積在濾布上，待濾餅充滿全框后，停止過濾。,過濾階段,在此階段，洗滌板與非洗滌板下角的閥門全部打開。,2024/3/31,洗滌階段,洗滌時(shí)，先將洗滌板上的濾液出口閥關(guān)閉 ，洗滌水經(jīng)洗水

28、通路從左上角的孔道并行進(jìn)入各個(gè)洗滌板的兩側(cè)。,洗滌水在壓差的推動(dòng)力下先穿過一層濾布及整個(gè)框厚的濾餅，然后再穿過一層濾布，最后沿濾板（一鈕板）板面溝道至濾液出口排出。稱為橫穿洗滌法。,洗滌的目的：,（1）回收濾餅中殘留的濾液；,（2）除去濾餅中的可溶性鹽。,2024/3/31,2024/3/31,板框壓濾機(jī)的優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡單，制造容易； 設(shè)備緊湊，過濾面積大而占地??； 操作壓強(qiáng)高，濾餅含水少，對(duì)各種物料的適應(yīng)能力強(qiáng)。,（6）板

29、框壓濾機(jī)的特點(diǎn),板框壓濾機(jī)的缺點(diǎn)： 間歇操作，生產(chǎn)能力低； 手工操作，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低。,2024/3/31,2024/3/31,2、加壓葉濾機(jī) 葉濾機(jī)是由許多不同寬度的長方形濾葉裝合而成。濾葉 由金屬絲網(wǎng)制造，內(nèi)部具有空間，外罩濾布。 葉濾機(jī)也為間歇操作，過濾時(shí)濾葉安裝在能承受內(nèi)壓的 密閉機(jī)殼內(nèi)。濾漿用泵送到機(jī)殼內(nèi)，穿過濾布進(jìn)入絲網(wǎng) 構(gòu)成的中空部分，然后匯集到下部

30、總管而后流出。顆粒沉 積在濾布上形成濾餅，當(dāng)濾餅積到一定厚度，停止過濾。 洗滌時(shí)，洗水的路徑與濾液相同，這種洗滌方法稱為置換 洗滌法。 葉濾機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備緊湊，密閉操作，勞動(dòng)條件較好，每 次循環(huán)濾布不用裝卸，勞動(dòng)力較省。,2024/3/31,2024/3/31,3、轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)1）轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)的結(jié)構(gòu) 轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)是應(yīng)用最廣的一種連續(xù)操作的過濾設(shè)備。 設(shè)備的主體是一

31、個(gè)能轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓筒，圓筒表面有一層金 屬網(wǎng)，網(wǎng)上覆蓋濾布； 筒的下部進(jìn)入濾漿中，圓筒沿徑向分割成若干扇形格，每 個(gè)都有單獨(dú)的孔道通至分配頭上。 圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，憑借分配頭的作用使這些孔道依次分別與真 空管及壓縮空氣管相通，因而在回轉(zhuǎn)一周的過程中每個(gè)扇 形格表面即可順序進(jìn)行過濾、洗滌、吸干、吹松、卸餅等 項(xiàng)操作 。,2024/3/31,2024/3/31,2）分配頭的結(jié)構(gòu)及工作原理 分配頭由緊密貼合著的轉(zhuǎn)動(dòng)

32、盤與固定盤構(gòu)成，轉(zhuǎn)動(dòng)盤隨筒體一起旋轉(zhuǎn)，固定盤內(nèi)側(cè)面各凹槽分別與各種不同作用的管道相通。 如圖。 當(dāng)扇形格1開始進(jìn)入濾漿內(nèi)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)盤上相應(yīng)的小孔道與固定盤上的凹槽f相對(duì)，從而與真空管道連通，吸走濾液。圖上扇形格1至7所處的位置稱為過濾區(qū)。扇形格轉(zhuǎn)出濾漿槽后，仍與凹槽f相通，繼續(xù)吸干殘留在濾餅中的濾液。扇形格8至10所處的位置稱為吸干區(qū)。,2024/3/31,扇形格轉(zhuǎn)至12的位置時(shí)，洗滌水噴灑于濾餅上，此時(shí)扇形格與固定盤上的凹槽

33、g相通，經(jīng)另一真空管道吸走洗水。扇形格12、13所處的位置稱為洗滌區(qū)。扇形格11對(duì)應(yīng)于固定盤上凹槽f與g之間,不與任何管道相連通，該位置稱為不工作區(qū)。 當(dāng)扇形格有一區(qū)轉(zhuǎn)入另一區(qū)時(shí)，因有不工作區(qū)的存在，使操作區(qū)不致相互串通。扇形格14的位置稱為吸干區(qū)，15為不工作區(qū)。扇形格16、17與固定盤凹槽h相通，在與壓縮空氣管道相連，壓縮空氣從內(nèi)向外穿過濾布而將濾餅吹松，隨后由刮刀將濾餅卸除。扇形格16、17的位置稱為吹松區(qū)及卸,20

34、24/3/31,料區(qū)，18為不工作區(qū)。如此連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，整個(gè)轉(zhuǎn)筒表面上便構(gòu)成了連續(xù)的過濾操作。 轉(zhuǎn)筒的過濾面積一般為5～40m2，浸沒部分占總面積的30%～40%。轉(zhuǎn)速可在一定范圍內(nèi)調(diào)整，通常為0.1～3r/min。濾餅厚度一般保持在40mm以內(nèi)，轉(zhuǎn)筒過濾機(jī)所得濾餅中的液體含量很少低于10%，?？蛇_(dá)30%左右。 轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是能連續(xù)自動(dòng)操作，省人力，生產(chǎn)能力大，適用于處理易含過濾顆粒的濃懸浮液。

35、 缺點(diǎn)是附屬設(shè)備較多，投資費(fèi)用高，過濾面積不大。過濾推動(dòng)力有限，不易過濾高溫的懸浮液。,2024/3/31,2024/3/31,2024/3/31,六、濾餅的洗滌,濾餅洗滌的目的：為了回收濾餅里存留的濾液，或者凈 化構(gòu)成濾餅顆粒。,1、洗滌速率 洗滌速率：,洗滌時(shí)間：,洗滌速率與過濾終了時(shí)的過濾速率有關(guān)，這個(gè)關(guān)系取決于濾液設(shè)備上采用的洗滌方式。,2024/3/31

36、,葉濾機(jī)采用的置換洗滌法，洗水與過濾終了時(shí)的濾液流過的路徑完全相同。 當(dāng)操作壓強(qiáng)差、洗水與濾液粘度相同時(shí) ：,板框過濾機(jī)采用的是橫穿洗滌法，洗水橫穿兩層濾布及整個(gè)厚度的濾餅，流徑長度約為過濾終了時(shí)濾液流動(dòng)的兩倍，而供洗水流通的面積僅為過濾面積的一半，則 ：,2024/3/31,當(dāng)操作壓強(qiáng)差、洗水與濾液粘度相同時(shí)：,當(dāng)洗水粘度、洗水表壓與濾液粘度、過濾壓強(qiáng)差有明顯差異時(shí)，所需的過濾時(shí)間可進(jìn)行校正：,2024/3/31,七、過濾機(jī)

37、生產(chǎn)能力的計(jì)算,過濾機(jī)的生產(chǎn)能力 ：,單位時(shí)間的濾液體積或?yàn)V渣體積，m3/s,1、間歇過濾機(jī)的計(jì)算 一個(gè)操作周期時(shí)間為,生產(chǎn)能力為,在間歇過濾機(jī)的生產(chǎn)中，總是力求獲得最大的生產(chǎn)能力，因此，對(duì)于間歇過濾過程來說，合理選擇每個(gè)循環(huán)中的過濾時(shí)間，可以得到最大的生產(chǎn)能力。,2024/3/31,由,恒壓過濾時(shí)，每次過濾所需時(shí)間,對(duì)于葉濾機(jī) ,令a為洗滌液量與濾液量的比值，那么洗滌液量為aV，洗滌時(shí)間為:,2024/3/31,——生產(chǎn)能力最

38、大的條件,2024/3/31,對(duì)于板框壓濾機(jī)，也可用此法求最大生產(chǎn)能力，但是，由于洗滌速率與最終過濾速率不同,,2a應(yīng)改為8a。,例：用一臺(tái)BMS/635-25板框壓濾機(jī)過濾一種含固體顆粒為25kg/m3的懸浮液，在過濾機(jī)入口處濾漿的表壓為3.39×105Pa,已測得在此壓力下K=1.86×10-4，qe=0.0282，所用濾布與實(shí)驗(yàn)時(shí)的相同，料漿溫度為25℃， 每次過濾到濾餅充滿濾框?yàn)橹?，然后用清水洗滌濾餅，洗水溫

39、度及表壓與濾漿相同，體積為濾液體積的8%，每次卸渣，清理，,2024/3/31,裝合等輔助操作時(shí)間為15min。已知固相顆粒密度為2930kg/m3，又測得濕濾餅的密度為1930kg/m3。求此板框壓濾機(jī)的生產(chǎn)能力，并討論此板框壓濾機(jī)是否在最佳操作狀態(tài)下操作。解：,總過濾面積,濾框總?cè)莘e,已知1m3濾餅的質(zhì)量為1930kg，其中含水x kg,水的密度按1000kg/m3考慮。,x=518kg,2024/3/31,1m3濾餅中固相顆粒質(zhì)

40、量為1930-518=1412 kg設(shè)每1m3濾液中含水ykg,y=991.5 kg,生成1m3濾餅所需的濾漿質(zhì)量為,生成1m3濾餅的濾液的質(zhì)量為：（57412-1930）=55482kg濾液體積為:,2024/3/31,濾框全部充滿時(shí)的濾液體積為,過濾終了時(shí)單位面積濾量為,代入,過濾終了時(shí)濾液的速率,2024/3/31,洗滌液體積,生產(chǎn)能力,2024/3/31,根據(jù)獲得最大生產(chǎn)能力的要求，輔助操作時(shí)間應(yīng)為,這就是說實(shí)際所用過濾時(shí)間

41、太長，對(duì)這種懸浮液，為提高生產(chǎn)能力。過濾時(shí)間應(yīng)短些。2、連續(xù)過濾機(jī)的生產(chǎn)能力 浸沒度:轉(zhuǎn)筒表面浸入濾漿中的分?jǐn)?shù)，以φ表示。 φ＝浸沒角度/360°,2024/3/31,若轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速為n r/min,轉(zhuǎn)筒回轉(zhuǎn)一周所用時(shí)間：,整個(gè)轉(zhuǎn)筒表面上任何一小塊過濾面積所經(jīng)歷的過濾時(shí)間為：,從生產(chǎn)能力的角度來看,一臺(tái)總過濾面積為A，浸沒角度為φ，轉(zhuǎn)速為n r/min的連續(xù)式轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)，與一臺(tái)同樣條件下

42、操作的過濾面積為A，操作周期為T=60/n，每次過濾時(shí)間,的間歇式板框壓濾機(jī)是等效的。,轉(zhuǎn)筒每轉(zhuǎn)一周所得濾液的體積為：,2024/3/31,生產(chǎn)能力：,當(dāng)濾布阻力可以忽略不計(jì)時(shí),其中：,D-轉(zhuǎn)筒直徑 L-轉(zhuǎn)筒的長度,轉(zhuǎn)速n愈高，浸沒度愈大，生產(chǎn)能力愈大。,2024/3/31,例：用轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)于50kPa真空度下過濾密度為1220kg/m3的某種水懸浮液，操作條件下的過濾常數(shù)K=5.2×10-6m2/s，過濾介質(zhì)的阻力可忽

43、略不計(jì)。已知，每次獲得1m3濾液生成的濾渣中含有固相590kg，固相密度為2200kg/m3，轉(zhuǎn)筒直徑為1.75m，寬度為0.92m，轉(zhuǎn)筒浸沒度1/3，其轉(zhuǎn)速為0.5r/min，試求：1) 過濾機(jī)的生產(chǎn)能力。2) 轉(zhuǎn)筒表面最終濾餅厚度δ。,2024/3/31,解：,1）,2）要求濾餅厚度，應(yīng)先通過物量衡算求得濾餅體積與濾液體積之比ν以1m3懸浮液為準(zhǔn)，設(shè)其中固相質(zhì)量分?jǐn)?shù)為xw,2024/3/31,所以過濾1m3懸浮液所得濾餅的固相