過濾基本原理

1、第二節(jié)過濾一過濾基本原理1.過濾過濾是在外力作用下，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)固、液分離的操作。的懸浮液稱為濾濾液濾漿濾餅過濾介質(zhì)濾餅或?yàn)V渣；通過 以有重力、壓力 凈的液體產(chǎn)品，液或除去濾餅說明的懸浮液稱為濾濾液濾漿濾餅過濾介質(zhì)濾餅或?yàn)V渣；通過 以有重力、壓力 凈的液體產(chǎn)品，液或除去濾餅驅(qū)使液體通過過濾介質(zhì)的推動(dòng)力可（或壓差）和離心力；過濾操作的目的可能是為了獲得清也可能是為了得到固體產(chǎn)品。洗滌的作用：回收濾餅中殘留的濾 中的可溶性鹽。2 .過濾介質(zhì)過濾介質(zhì)起著支撐濾餅的作用，并能讓濾液通過，對(duì)其基本要求是具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和盡可 能小的

2、流動(dòng)阻力，同時(shí)，還應(yīng)具有相應(yīng)的耐腐蝕性和耐熱性。工業(yè)上常見的過濾介質(zhì)：織物介質(zhì)：又稱濾布，是用棉、毛、絲、麻等天然纖維及合成纖維織成的的織物，以及由玻 璃絲或金屬絲織成的網(wǎng)。這類介質(zhì)能截留顆粒的最小直徑為565m?？椢锝橘|(zhì)在工業(yè)上的應(yīng)用最 為廣泛。堆積介質(zhì)：由各種固體顆粒（砂、木碳、石棉、硅藻土）或非紡織纖維等堆積而成，多用于 深床過濾中。多孔固體介質(zhì)：具有很多微細(xì)孔道的固體材料，如多孔陶瓷、多孔塑料、多孔金屬制成的管 或板，能攔截13伽的微細(xì)顆粒多孔膜：用于膜過濾的的各種有機(jī)高分子膜和無機(jī)材料膜。廣泛使用的是醋酸纖維素和芳香 酰胺系兩大類有機(jī)高分子膜?？捎糜诮亓舸ㄉ揭韵碌奈⑿☆w粒。3 .深層

3、過濾和濾餅過濾（1）濾餅過濾：懸浮液中顆粒的尺寸大多都比介質(zhì)的孔道大。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，顆粒在介質(zhì)上逐步堆積，形成了一個(gè)顆粒層，稱為濾餅。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。（2）深層過濾：此時(shí)，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，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。因 此，深層過濾時(shí)并不在

4、介質(zhì)上形成濾餅，固體顆粒沉積于過濾介質(zhì)的內(nèi)部。這種過濾適合于處理固 體顆粒含量極少的懸浮液。4.濾餅的可壓縮性和助濾劑濾餅的可壓縮性是指濾餅受壓后空隙率明顯減小的現(xiàn)象，它使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)過濾時(shí)常采用助濾劑。二過濾設(shè)備.板框過濾機(jī)（1）結(jié)構(gòu)與工作原理：由多塊帶凸凹紋路的濾板和濾框交替排列于機(jī)架而構(gòu)成。板和框一般 制成方形，其角端均開有圓孔，這樣板

5、、框裝合，壓緊后即構(gòu)成供濾漿、濾液或洗滌液流動(dòng)的通道。 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。板和框的結(jié)構(gòu)如圖所示。懸浮液從框右上角的通道1（位于框內(nèi)）進(jìn)入濾框，固體顆粒被截留 在框內(nèi)形成濾餅，濾液穿過濾餅和濾布到達(dá)兩側(cè)的板，經(jīng)板面從板的左下角旋塞排出。待框內(nèi)充滿 濾餅，即停止過濾。如果濾餅需要洗滌，先關(guān)閉洗滌板下方的旋塞，洗液從洗板左上角的通道2（位 于框內(nèi)）進(jìn)入，依次穿過濾布、濾餅、濾布，到達(dá)非洗滌板，從其下角的旋塞排出。如果將非洗滌板編號(hào)為1、框?yàn)?、洗滌板為3，則板框的組合方式服從123212-3之規(guī)律。組裝之后的過濾和洗滌原理如圖所示。濾液的排出方式有明流和暗流之分

6、，若濾液經(jīng)由每塊板底部旋塞直接排出，則稱為明流（顯然， 以上討論以明流為例）；若濾液不宜暴露于空氣中，則需要將各板流出的濾液匯集于總管后送走， 稱為暗流。說明：板框壓濾機(jī)的操作是間歇的，每個(gè)操作循環(huán)由裝合、過濾、洗滌、卸渣、整理五個(gè)階 段組成。（詳見教材）上面介紹的洗滌方法稱為橫穿洗滌法，其洗滌面積為過濾面積的1/2，洗滌液穿過的濾餅厚 度為過濾終了時(shí)濾液穿過厚度的2倍。若采用置換洗滌法，則洗滌液的行程和洗滌面積與濾液完全 相同。（2）主要優(yōu)缺點(diǎn)：板框壓濾機(jī)構(gòu)造簡單，過濾面積大而占地省，過濾壓力高，便于用耐腐蝕 材料制造，操作靈活，過濾面積可根據(jù)產(chǎn)生任務(wù)調(diào)節(jié)。主要缺點(diǎn)是間歇操作，勞動(dòng)強(qiáng)度大，產(chǎn)

7、生效 率低。.葉濾機(jī)（1）結(jié)構(gòu)與工作原理：葉濾機(jī)由許多濾葉組成。濾葉是由金屬多孔板或多孔網(wǎng)制造的扁平框 架，內(nèi)有空間，外包濾布，將濾葉裝在密閉的機(jī)殼內(nèi)，為濾漿所浸沒。濾漿中的液體在壓力作用下 穿過濾布進(jìn)入濾葉內(nèi)部，成為濾液后從其一端排出。過濾完畢，機(jī)殼內(nèi)改充清水，使水循著與濾液 相同的路徑通過濾餅進(jìn)行洗滌，故為置換洗滌。最后，濾餅可用振動(dòng)器使其脫落，或用壓縮空氣將 其吹下。濾葉可以水平放置也可以垂直放置，濾漿可用泵壓入也可用真空泵抽入。（2）主要優(yōu)缺點(diǎn)：葉濾機(jī)也是間歇操作設(shè)備。它具有過濾推動(dòng)力大，過濾面積大，濾餅洗滌 較充分等優(yōu)點(diǎn)。其產(chǎn)生能力比壓濾機(jī)還大，而且機(jī)械化程度高，勞動(dòng)力較省。缺點(diǎn)是構(gòu)

8、造較為復(fù)雜， 造價(jià)較高，粒度差別較大的顆?？赡芊謩e聚集于不同的高度，故洗滌不均勻。.轉(zhuǎn)筒過濾機(jī)（1）結(jié)構(gòu)與工作原理：設(shè)備的主體是一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓筒，其表面有一層金屬網(wǎng)作為支承， 網(wǎng)的外圍覆蓋濾布，筒的下部浸入濾漿中。圓筒沿徑向被分割成若干扇形格，每格都有管與位于筒 中心、的分配頭相連。憑借分配頭的作用，這些孔道依次分別與真空管和壓縮空氣管相連通，從而使 相應(yīng)的轉(zhuǎn)筒表面部位分別處于被抽吸或吹送的狀態(tài)。這樣，在圓筒旋轉(zhuǎn)一周的過程中，每個(gè)扇形表 面可依次順序進(jìn)行過濾、洗滌、吸干、吹松、卸渣等操作。分配頭由緊密貼合的轉(zhuǎn)動(dòng)盤與固定盤構(gòu)成，轉(zhuǎn)動(dòng)盤上的每一孔通過前述的連通管各與轉(zhuǎn)筒表面 的一段相通。固定盤上

9、有三個(gè)凹槽，分別與真空系統(tǒng)和吹氣管相連。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)盤上的某幾個(gè)小孔與固定盤上的凹槽2相對(duì)時(shí)，這幾個(gè)小孔對(duì)應(yīng)的連通管及相應(yīng)的轉(zhuǎn) 筒表面與濾液真空管相連，濾液便可經(jīng)連通管和轉(zhuǎn)動(dòng)盤上的小孔被吸入真空系統(tǒng)；同時(shí)濾餅沉積于 濾布的外表面上。此為過濾。轉(zhuǎn)動(dòng)盤轉(zhuǎn)到使這幾個(gè)小孔與凹槽3相對(duì)時(shí)，這幾個(gè)小孔對(duì)應(yīng)的連通管及相應(yīng)的轉(zhuǎn)筒表面與洗 水真空管相連，轉(zhuǎn)筒上方噴灑的洗水被從外表面吸入連通管中，經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)盤上的小孔被送入真空系統(tǒng)。 此為洗滌、吸干。當(dāng)這些小孔凹槽4相對(duì)時(shí)，這幾個(gè)小孔對(duì)應(yīng)的連通管及相應(yīng)的轉(zhuǎn)筒表面與壓縮空氣吹氣相連， 壓縮空氣經(jīng)連通管從內(nèi)向外吹向?yàn)V餅，此為吹松。隨著轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)，這些小孔對(duì)應(yīng)表面上的濾餅又與刮刀

10、相遇，被刮下。此為卸渣。繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，這些小孔對(duì)應(yīng)的又重新浸入濾漿中，這些小孔又與固定盤上的凹槽2相對(duì)，又重新 開始一個(gè)操作循環(huán)。每當(dāng)小孔與固定盤兩凹槽之間的空白位置（與外界不相通的部分）相遇時(shí)，則轉(zhuǎn)筒表面與之 相對(duì)應(yīng)的段停止工作，以便從一個(gè)操作區(qū)轉(zhuǎn)向另一操作區(qū)，不致使兩區(qū)相互串通。（2）主要優(yōu)缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)筒過濾機(jī)的突出優(yōu)點(diǎn)是操作自動(dòng)，對(duì)處理量大而容易過濾的料漿特別適 宜。其缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)筒體積龐大而過濾面積相形之下嫌?。挥谜婵瘴?，過濾推動(dòng)力不大，懸浮液中溫 度不能高。三過濾基本理論1 .過濾速度的定義過濾速度指單位時(shí)間內(nèi)通過單位過濾面積的濾液體積，即其中，u 瞬時(shí)過濾速度，m3/sm2，m/s； y 濾

11、液體積，m3； a 過濾面積，m2；過濾時(shí)間，s。說明：隨著過濾過程的進(jìn)行，濾餅逐漸加厚?？梢韵胍姡绻^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。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?？傊?，過濾是一個(gè)不穩(wěn)定的過程。上面給出的只是過濾速度的定義式，為計(jì)算過濾速度，首先需要該撐握過濾過程的推動(dòng)力和阻 力。2.過濾速度的表達(dá)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A

12、p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Ap = Ap +Ap 2。其中Ap1為濾液通過濾餅層時(shí)的壓力降，也是通過該層的推動(dòng)力；Ap 2 為濾液通過介質(zhì)層時(shí)的壓力降，也是通過該層的推動(dòng)力?？紤]濾液通過濾餅層時(shí)的阻力：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定律：其中，u1一濾液在濾餅中的真實(shí)流速；u一濾液粘度；i 一通道的平均長度；一通道的當(dāng)量直徑。討論u與u的關(guān)系：定義濾餅層的空隙率為： =濾餅層的空隙體積1濾餅層的總體積_濾液體積流量；以u(píng) =濾餅的截面積U1濾餅截面中空隙部分的

13、面積 濾餅空隙率X濾餅截面積所以，U1 =u，孔道的平均長度可以認(rèn)為與濾餅的厚度成正比：I = K 0 L比表面積x顆粒體積孔道的當(dāng)量直徑d = 4 x流通截面積L = 4 x空隙體積4 x濾餅層體積x空隙率比表面積x顆粒體積e 一潤濕周邊長L 一顆粒表面積根據(jù)這三點(diǎn)結(jié)論，可出導(dǎo)出過濾速度的表達(dá)式： 其中，1二? ：:，稱為濾餅的比阻，其值完全取決于濾餅的性質(zhì)。r K 0S0 _說明：過濾速度等于濾餅層推動(dòng)力/濾餅層阻力，而后者由兩方面的因素決定，一是濾餅層的性質(zhì) 及其厚度，二是濾液的粘度。(3)考慮濾液通過過濾介質(zhì)時(shí)的阻力對(duì)介質(zhì)的阻力作如下近似處理：認(rèn)為它的阻力相當(dāng)于厚度為匕的一層濾餅層的阻

14、力，于是介質(zhì)阻力可以表達(dá)為： 中L。濾餅層與介質(zhì)層為兩個(gè)串聯(lián)的阻力層，通過兩者的過濾速度應(yīng)該相等，其中，R = rL，R = rLe。(4)兩種具體的表達(dá)形式濾餅層的體積為AL，它應(yīng)該與獲得的濾液量成正比，設(shè)比例系數(shù)為c，于是AL = eV。由c = AL/V， 可知c的物理意義是獲得體積的濾液量能得到的濾餅體積。由前面的討論可知： R = rL = rcV / A， R = rL = rcV / A。 其中匕為濾得體積為ALe或厚度為Le的 濾餅層可獲得的濾液體積。但這部分濾液并不存在，而只是一個(gè)虛似量，其值取決于過濾介質(zhì)和濾 餅的性質(zhì)。于是：(1)dVA2 (1)d。UrcV + V )e

15、又設(shè)，獲得的濾餅層的質(zhì)量與獲得的濾液體積成正比，即w = cV。其中c，為獲得單位體積的濾 液能得到的濾餅質(zhì)量。由r = rL = r濾餅體積可知，r與單位面積上的濾餅體積成正比，我們也有理由認(rèn)為它與單位面 濾餅面積積上的濾餅質(zhì)量成正比，只是比例系數(shù)需要改變，即濾餅質(zhì)量R = r濾餅面積=r / A = r c V / A ； R = r吧 / A = r 匕 / A于是我們可以得到與（1）式形式相同的微分方程：dVA 2 挪、（2）dQ r c（V + V ）由獲得這一方程的過程可知：rc = rC至此，我們已經(jīng)得到了表達(dá)過濾速度的兩種形式。3 .恒壓過濾方程式前已述及，過濾操作可以在恒壓變

16、速或恒速變壓的條件下進(jìn)行，但實(shí)際生產(chǎn)中還是恒壓過濾占 主要地位。下面的討論都限于恒壓過濾。對(duì)式（1）或（2）分離變量，積分（以下以式（1）為例），式中的u取決于流體的性質(zhì)，濾 餅比阻r取決于濾餅的性質(zhì)，c取決于濾漿的濃度和顆粒的性質(zhì)，積分時(shí)可將這三個(gè)與時(shí)間無關(guān)的 量提到積分號(hào)外，而Ve可以作為常數(shù)放在微分號(hào)內(nèi)：積分，可得：V 2 + 2VV = KA 2Q（3）其中k =至P =當(dāng)，稱為過濾常數(shù)，m2/s。式（3）還可以寫成如下形式： prc Ur cq 2 + 2qq = KQ（4）其中，q = V / A 一單位過濾面積得到的濾液體積；q = V / A說明：恒壓過濾方程式給出了過濾時(shí)間與

17、獲得的濾液量之間的關(guān)系。這一關(guān)系為拋物線，如圖所 示。值得注意的是，圖中標(biāo)出了兩個(gè)坐標(biāo)系，積分時(shí)橫坐標(biāo)采用了 0Q，縱坐標(biāo)采用了 V V + V， 但實(shí)際得到的濾液量仍是V。圖中的9e為得到Ve這一虛擬濾液量所需要的時(shí)間，因而也是一個(gè)虛 擬時(shí)間。由比阻r的定義可以看出，其值與濾餅的空隙率及比例系數(shù)K 0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8, K 0 一 I K, qe與壓力有關(guān)，則在某一壓力下測定的r、K、q不能用于其它壓力下的過濾計(jì)算。平均比阻W壓力之間有如下經(jīng)驗(yàn)關(guān)系：r = rps或r = r 0 pl其中

18、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或尸。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：K = 2 =尚；另外，介質(zhì)的阻力Re =七=rps% = rpscqe =常數(shù)，所以勾。4.過濾常數(shù)的實(shí)驗(yàn)測定過濾計(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 （或匕）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。（1）方法一：對(duì)式（4）進(jìn)行微分可得：2（q + q）dq = KdQ，整理得： TOC o 1-5 h z 將該式等號(hào)左邊

19、的微分用增量代替：巖=K q + iKe式（5）為一直線方程，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0及以 單位面積計(jì)的濾液累積量q，然后算出一系列A0與膏的對(duì)應(yīng)值，在直角坐標(biāo)系中以A0 / Aq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，截距為2qe /K（2）方法二：式（4）兩邊同除以Kq可得：6實(shí)驗(yàn)測定變量與上相同，即測出連續(xù)時(shí)間0及以單位面積計(jì)的濾液累積量q，以0 / q為橫坐標(biāo)，以q 為縱坐標(biāo)，在直角坐標(biāo)系中可得一條直線，該直線的斜率為1/K，截距為2qe / K。（3）討論：前已述及，過濾常數(shù)與諸多因素有關(guān)，只有當(dāng)實(shí)際生產(chǎn)條件與實(shí)驗(yàn)條

20、件完全相 同時(shí)，實(shí)驗(yàn)測定的過濾常數(shù)才可用于生產(chǎn)設(shè)備的計(jì)算。這里最需要注意的就是操作壓力，實(shí)際生產(chǎn) 時(shí)的過濾壓力可能有一些變化，實(shí)驗(yàn)應(yīng)該在不同的壓力測定過濾常數(shù)。在一定的壓力下測定過濾常數(shù)K，并直接測出濾液的粘度和懸浮液的c或d后，還可根據(jù)K的 定義式反算出該壓力下的比阻。多次進(jìn)行這樣的過程，可以得到一系列（r,）數(shù)據(jù)，在雙對(duì)數(shù)坐 標(biāo)系中作圖，由r = ros關(guān)系可知，應(yīng)該得到一條直線，該直線的斜率為壓縮性指數(shù)s，截距為單位 壓力下的比阻ro。壓縮性指數(shù)和比阻才是過濾理論研究的對(duì)象。四過濾計(jì)算1 .間歇過濾機(jī)的計(jì)算（1）操作周期與生產(chǎn)能力：間歇過濾機(jī)的特點(diǎn)是在整個(gè)過濾機(jī)上依次進(jìn)行一個(gè)過濾循環(huán)中的

21、 過濾、洗滌、卸渣、清理、裝合等操作。在每一操作循環(huán)中，全部過濾面積只有部分時(shí)間在進(jìn)行過 濾，但是過濾之外的其它各步操作所占用的時(shí)間也必須計(jì)入生產(chǎn)時(shí)間內(nèi)。一個(gè)操作周期內(nèi)的總時(shí)間 為：其中，0 c 一操作周期；0 一一個(gè)周期內(nèi)的過濾時(shí)間；0w 一一個(gè)操作周期內(nèi)的洗滌時(shí)間；0.一操作周期內(nèi)的卸渣、清理、裝合所用的時(shí)間。間歇過濾機(jī)的生產(chǎn)能力計(jì)算和設(shè)備尺寸計(jì)算都 應(yīng)根據(jù)0 c而不是0 來定。間歇過濾機(jī)的生產(chǎn)能力定義為一個(gè)操作周期中單位時(shí)間內(nèi)獲得的濾液體 積或?yàn)V餅體積來表示：（2）洗滌速率和洗滌時(shí)間：洗滌的目的是回收滯留在顆?？p隙間的濾液，或凈化構(gòu)成濾餅的 顆粒。當(dāng)濾餅需要洗滌時(shí)，洗滌液的用量應(yīng)該由具體

22、情況來定，一般認(rèn)為洗滌液用量與前面獲得的 濾液量成正比。即匕=JVF。洗滌速率定義為單位時(shí)間的洗滌液用量。在洗滌過程中，濾餅厚度不再增加，故洗滌速率恒定 不變。將單位時(shí)間內(nèi)獲得的濾液量稱為過濾速率。我們研究洗滌速度時(shí)作如下假定：洗滌液粘度與 濾液相同；洗滌壓力與過濾壓力相同。葉濾機(jī)的洗滌速率和洗滌時(shí)間：此類設(shè)備采用置換洗滌法，洗滌液流經(jīng)濾餅的通道與過濾終 了時(shí)濾液的通道完全相同，洗滌液通過的濾餅面積也與過濾面積相同，所以終了過濾速率與洗滌速 率相等。由式（1）可得：（6）（7（6）（7）心終了 州W 岫勺了 +為）2（k終了 +為）用洗滌液總用量除以洗滌速率，就可得到洗滌時(shí)間：=羽,嚴(yán)(七終了

23、 +V= 2V +勺A 2 pA 2 K板框壓濾機(jī)的洗滌速度和洗滌時(shí)間：板框壓濾機(jī)過濾終了時(shí)，濾液通過濾餅層的厚度為框厚 的一半，過濾面積則為全部濾框面積之和的兩倍。但由于其采用橫穿洗滌，洗滌液必須穿過兩倍于 過濾終了時(shí)濾液的路徑，所以Lw = 2L ；而洗滌面積為過濾面積的1/2，即Aw = A/2，由c的定義可 知 cw = c將洗滌過程看成是濾餅不再增厚度的過濾過程，則單位時(shí)間內(nèi)通過濾餅層的洗滌液量：f 糾=A_ = （A/2）2P = 1 A2K（7）I d0） W Cw V終了 +Ve）岫V終了 +Ve）42（七冬了+勺此時(shí)過濾最終速率仍可用式（6）來計(jì)算。式（7）說明，采用橫穿洗滌

24、的板框式壓濾機(jī)其洗滌速率 為最終過濾速率的1/4。洗滌時(shí)間：0 = V /f業(yè)=8（V終了 +匕）（8）w w d0）wA 2 K（3）最佳操作周期在一個(gè)操作循環(huán)中，過濾裝置卸渣、清理、裝合這些工序所占的輔助時(shí)間往往是固定，與生產(chǎn) 能力無關(guān)?，F(xiàn)在可變的就是過濾時(shí)間和洗滌時(shí)間。若采用較短的過濾時(shí)間，由于濾餅較薄而具有較 大的過濾速度，但非過濾操作時(shí)間在整個(gè)周期中所占的比例較大，使生產(chǎn)能力較低；相反，若采用 較長的過濾時(shí)間，非過濾時(shí)間在整個(gè)操作周期中所占比例較小，但因形成的濾餅較厚，過濾后期速 度很慢，使過濾的平均速度減小，生產(chǎn)能力也不會(huì)太高。綜上所述，在一操作周期中過濾時(shí)間應(yīng)該 有一個(gè)使生產(chǎn)能力

25、達(dá)到最大的最佳值?？梢宰C明，當(dāng)過濾與洗滌時(shí)間之和等于輔助時(shí)間時(shí)，達(dá)到一 定生產(chǎn)能力所需要的總時(shí)間最短少，即生產(chǎn)能力最大。板框過濾機(jī)的框厚度應(yīng)據(jù)此最佳過濾時(shí)間內(nèi) 生成的濾餅厚度來決定。2 .連續(xù)過濾機(jī)的計(jì)算（1）操作周期與過濾時(shí)間:轉(zhuǎn)筒過濾機(jī)的特點(diǎn)是過濾、洗滌、卸渣等操作是在過濾機(jī)分區(qū)域同時(shí)進(jìn)行的。任何時(shí)間內(nèi)都在 進(jìn)行過濾，但過濾面積中只有屬于過濾區(qū)的那部分才有濾液通過。連續(xù)過濾機(jī)的操作周期就是轉(zhuǎn)筒 旋轉(zhuǎn)一周所經(jīng)歷的時(shí)間。設(shè)轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速為每秒鐘n次，則每個(gè)操作周期的時(shí)間：轉(zhuǎn)筒表面浸入濾漿中分?jǐn)?shù)為：小=浸入角度/360。于是一個(gè)操作周期中的全部過濾面積所經(jīng)歷的 過濾時(shí)間為該分?jǐn)?shù)乘以操作周期長度：如此

26、，我們將一個(gè)操作周期中所有時(shí)間但部分面積在過濾轉(zhuǎn)換為所有面積但部分時(shí)間在過濾。 這樣，轉(zhuǎn)筒過濾機(jī)的計(jì)算方法便于間歇取得一致。（2）生產(chǎn)能力轉(zhuǎn)筒過濾機(jī)是在恒壓操作的。設(shè)轉(zhuǎn)筒面積為A，一個(gè)操作周期中（即旋轉(zhuǎn)一周）單位過濾面積 的所得濾液量為則轉(zhuǎn)筒過濾機(jī)的生產(chǎn)能力為：而q可由恒壓過濾方程求得：上式可以變?yōu)椋簈 =七q +-K -qe于是Qhh于是Qhh1 、 . ，一 0_._=3600nqA = 3600n、V 2 + KA 2 - VV e n e7（9）當(dāng)濾布的阻力可以忽略時(shí)，ve = 0，式（9）可以變?yōu)椋篞h = 3600Kn（10）式（9）和（10）可用于轉(zhuǎn)筒過濾機(jī)生產(chǎn)能力的計(jì)算。說明：旋轉(zhuǎn)過濾機(jī)的生產(chǎn)能力首先