化工原理-第三章-過(guò)濾課件

化工原理第三章過(guò)濾2023/10/7化工原理第三章過(guò)濾2023/7/262023/10/7一、過(guò)濾的基本概念1、什么是過(guò)濾固液混合，外力驅(qū)動(dòng)，多孔介質(zhì)，顆粒截留，液體通過(guò)2023/7/26一、過(guò)濾的基本概念1、什么是過(guò)濾固液混合，2023/10/72、過(guò)濾的概念過(guò)濾——在外力作用下，使懸浮液中的液體通過(guò)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、液分離的單元操作。

②驅(qū)使液體通過(guò)過(guò)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(guò)程中經(jīng)常采用的是壓力；③過(guò)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(chēng)為過(guò)濾介質(zhì)；所處理的懸浮液稱(chēng)為濾漿；濾漿中被過(guò)濾介質(zhì)截留的固體顆粒稱(chēng)為稱(chēng)為濾餅或?yàn)V渣；通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)后的液體稱(chēng)為濾液；幾點(diǎn)說(shuō)明：2023/7/262、過(guò)濾的概念過(guò)濾——在外力作用下，使懸浮2023/10/73、過(guò)濾的分類(lèi)（1）按粒子的尺度——過(guò)濾與超濾過(guò)濾：宏觀尺度，過(guò)濾懸浮液；超濾：微觀尺度，用超濾膜將大小不同的分子分開(kāi)。（2）按操作過(guò)程中的推動(dòng)力加壓過(guò)濾；減壓過(guò)濾；常壓過(guò)濾；離心過(guò)濾。2023/7/263、過(guò)濾的分類(lèi)（1）按粒子的尺度——過(guò)濾與2023/10/7（3）按截留顆粒的方式①深層過(guò)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(lái)水廠(chǎng)的處理過(guò)程）過(guò)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(zhǎng)，顆粒隨流體在曲折孔道中流過(guò)時(shí)，在表面力和靜電力的作用下附著在孔道壁上。過(guò)濾特征——過(guò)濾時(shí)并不在介質(zhì)上形成濾餅，固體顆粒沉積于過(guò)濾介質(zhì)的內(nèi)部。2023/7/26（3）按截留顆粒的方式①深層過(guò)濾適合對(duì)象—2023/10/7②濾餅過(guò)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(guò)濾原理——過(guò)濾時(shí)懸浮液置于過(guò)濾介質(zhì)的一側(cè)，在過(guò)濾操作的開(kāi)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(guò)孔道而不被截留，使濾液仍然是混濁的。隨著過(guò)程的進(jìn)行，發(fā)生“架橋現(xiàn)象”，顆粒在介質(zhì)上逐步堆積，形成了一個(gè)顆粒層，稱(chēng)為濾餅。

過(guò)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(guò)濾介質(zhì)，穿過(guò)濾餅的液體則變?yōu)槌吻宓囊后w。

工業(yè)過(guò)程中一般為濾餅過(guò)濾。2023/7/26②濾餅過(guò)濾適合對(duì)象——固體顆粒的尺寸大多都2023/10/7架橋現(xiàn)象2023/7/26架橋現(xiàn)象2023/10/7過(guò)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）足夠的機(jī)械強(qiáng)度，使用壽命長(zhǎng)；（4）價(jià)格便宜。4、過(guò)濾介質(zhì)——濾餅的支承物工業(yè)常用的過(guò)濾介質(zhì)主要有：

（1）織物介質(zhì)：又稱(chēng)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。2023/7/26過(guò)濾介質(zhì)應(yīng)具有下列條件：4、過(guò)濾介2023/10/7（4）多孔膜：由高分子材料制成，膜很?。◣资蘭到200μm），孔很小，可以分離小到0.05μm的顆粒,應(yīng)用多孔膜的過(guò)濾有超濾和微濾。優(yōu)點(diǎn)：織物介質(zhì)薄，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(guò)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(lèi)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。2023/7/26（4）多孔膜：由高分子材料制成，膜很?。◣?023/10/72023/7/262023/10/75、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；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(lèi)助濾劑一般用于可壓縮濾餅。2023/7/265、助濾劑濾餅不可壓縮濾餅：顆粒有一定的2023/10/7對(duì)于可壓縮濾餅，過(guò)濾阻力在過(guò)濾壓力提高時(shí)明顯增大，過(guò)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(kāi)始過(guò)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(guò)性也很差，即阻力大，使過(guò)濾困難。為解決上述兩個(gè)問(wèn)題，工業(yè)過(guò)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。2023/7/26對(duì)于可壓縮濾餅，過(guò)濾阻力在過(guò)濾壓力提高時(shí)明2023/10/7（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(guò)濾。

用助濾劑配成懸浮液，在正式過(guò)濾前用它進(jìn)行過(guò)濾，在過(guò)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。2023/7/26（4）助濾劑的加入方法加入方法預(yù)涂將助濾2023/10/76、懸浮液量、固體量、濾液量及濾渣量之間的關(guān)系

質(zhì)量密度

固體

1ρp

濕濾渣Cρc

濕濾渣含液量C－1ρC——濕濾渣與其中所含干渣的質(zhì)量比。（kg濕渣/kg干渣）2023/7/266、懸浮液量、固體量、濾液量及濾渣量之間的2023/10/7（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(guò)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：2023/7/26（1）濕濾渣密度ρc的計(jì)算由：濕濾渣體積2023/10/7（3）濕濾渣質(zhì)量與濾液體積的比值（wC）（4）濕濾渣體積與濾液體積的比值（v）由過(guò)濾所得到的濾液體積量確定濕濾渣的體積。由過(guò)濾所得到的濾液體積量確定濕濾渣質(zhì)量。2023/7/26（3）濕濾渣質(zhì)量與濾液體積的比值（wC）（2023/10/7二、過(guò)濾基本方程式1、過(guò)濾速率與過(guò)濾速度的定義過(guò)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(guò)濾速度——單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位過(guò)濾面積的濾液體積，表達(dá)式為：式中：u——瞬時(shí)過(guò)濾速度，m3/s·m2，m/s；-V——濾液體積，m3；A——過(guò)濾面積，m2；

τ——過(guò)濾時(shí)間，s。

2023/7/26二、過(guò)濾基本方程式1、過(guò)濾速率與過(guò)濾速度的2023/10/7兩點(diǎn)說(shuō)明：①隨著過(guò)濾過(guò)程的進(jìn)行，濾餅逐漸加厚。可以想見(jiàn)，如果過(guò)濾壓力不變，即恒壓過(guò)濾時(shí)，過(guò)濾速度將逐漸減小。因此上述定義為瞬時(shí)過(guò)濾速度。（恒壓變速過(guò)程）②過(guò)濾過(guò)程中，若要維持過(guò)濾速度不變，即維持恒速過(guò)濾，則必須逐漸增加過(guò)濾壓力或壓差。（恒速變壓過(guò)程）因此，過(guò)濾是一個(gè)不穩(wěn)定的過(guò)程。即不存在既恒壓又恒速的過(guò)程。

2023/7/26兩點(diǎn)說(shuō)明：①隨著過(guò)濾過(guò)程的進(jìn)行，濾餅逐漸加2023/10/72、過(guò)濾速度的表達(dá)其中：Δpc——濾液通過(guò)濾餅層時(shí)的壓力降，也是通過(guò)該層的推動(dòng)力；

Δpm——濾液通過(guò)介質(zhì)層時(shí)的壓力降，也是通過(guò)該層的推動(dòng)力。（1）過(guò)程的推動(dòng)力過(guò)濾過(guò)程中，需要在濾漿一側(cè)和濾液透過(guò)一側(cè)維持一定的壓差，過(guò)濾過(guò)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(guò)濾餅層和過(guò)濾介質(zhì)層的微小孔道時(shí)的阻力，稱(chēng)為過(guò)濾過(guò)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(guò)濾介質(zhì)層，即：2023/7/262、過(guò)濾速度的表達(dá)其中：Δpc——濾液通過(guò)2023/10/7

當(dāng)濾液在濾餅層中流過(guò)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：濾漿濾餅，濾渣過(guò)濾介質(zhì)濾液p1p2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(zhǎng)度；

d—通道的平均直徑。（2）濾液通過(guò)濾餅層時(shí)的速度2023/7/26當(dāng)濾液在濾餅層中流過(guò)時(shí)，由于通道的直徑2023/10/7（3）濾餅層的過(guò)濾速度∵

且∴

寫(xiě)成等式，即：——濾餅層過(guò)濾速度計(jì)算式式中

Vc——濾餅層體積；

r——比例系數(shù)，稱(chēng)為濾餅比阻，其值取決于濾餅的性質(zhì)。2023/7/26（3）濾餅層的過(guò)濾速度——濾餅層過(guò)濾速度計(jì)2023/10/7（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——濾液體積量；

v——單位體積濾液所對(duì)應(yīng)的濾餅體積。2023/7/26（4）濾餅層的阻力由：2023/10/7（5）過(guò)濾介質(zhì)阻力仿照濾餅阻力的確定方法，將過(guò)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(guò)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(guò)濾過(guò)程中并不會(huì)出現(xiàn)。因?yàn)椋龠^(guò)濾開(kāi)始前，過(guò)濾介質(zhì)就已經(jīng)存在。其值取決于過(guò)濾介質(zhì)和濾餅的性質(zhì)。2023/7/26（5）過(guò)濾介質(zhì)阻力仿照濾餅阻力的確定方法，2023/10/7（6）過(guò)濾速率（速度）方程濾液通過(guò)濾餅層及過(guò)濾介質(zhì)的總推動(dòng)力為：通過(guò)濾餅層及過(guò)濾介質(zhì)的總阻力為：由此可知：——過(guò)濾速度方程——過(guò)濾速率方程2023/7/26（6）過(guò)濾速率（速度）方程濾液通過(guò)濾餅層及2023/10/7三、恒壓過(guò)濾過(guò)濾操作的方式可分為：實(shí)際生產(chǎn)中恒壓過(guò)濾占主要地位，主要是易于控制。恒壓過(guò)濾的特點(diǎn)：在恒定壓強(qiáng)差下進(jìn)行操作。恒壓過(guò)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(guò)濾速率逐漸變小。（1）恒壓變速；（2）恒速變壓；（3）先恒速后恒壓。2023/7/26三、恒壓過(guò)濾過(guò)濾操作的方式可分為：實(shí)際生產(chǎn)2023/10/71、恒壓過(guò)濾方程式

據(jù)

條件：恒壓Δp=const

設(shè)備一定A=const過(guò)濾介質(zhì)一定Ve=const懸浮液一定r、μ、v=const令

——過(guò)濾常數(shù)

則

2023/7/261、恒壓過(guò)濾方程式據(jù)條件：恒壓Δp=2023/10/7邊界條件：τ＝0V＝0τ=τ

V＝V∴令

q＝V/A——單位過(guò)濾面積得到的濾液體積；

qe=Ve/A

——過(guò)濾常數(shù)，單位過(guò)濾面積獲得的虛擬濾液體積量?！?023/7/26邊界條件：τ＝0V＝0∴令2023/10/7幾點(diǎn)討論：（1）兩式均稱(chēng)為恒壓過(guò)濾方程式；（2）反映了過(guò)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(xiàn)形狀為拋物線(xiàn)型。（4）由于是非線(xiàn)性關(guān)系，過(guò)濾開(kāi)始時(shí)，一定時(shí)間內(nèi)可得到較多的濾液量，隨著過(guò)濾的進(jìn)行，同樣長(zhǎng)的時(shí)間，得到的濾液量越來(lái)越少（阻力增大），若要得到相同的濾液量（恒速過(guò)濾），則只有增大推動(dòng)力（Δp

）。2023/7/26幾點(diǎn)討論：（1）兩式均稱(chēng)為恒壓過(guò)濾方程式；2023/10/72023/7/262023/10/7（5）由比阻r的定義可以看出，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(wú)關(guān)，則比阻便與壓力無(wú)關(guān)，于是過(guò)濾常數(shù)K便與壓力無(wú)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(cè)定的r、K、qe不能用于其它壓力下的過(guò)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(chēng)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(guò)濾常數(shù)的定義式可得：

——過(guò)濾常數(shù)與壓力之關(guān)系2023/7/26（5）由比阻r的定義可以看出，其值與濾餅的2023/10/7過(guò)濾計(jì)算必須在過(guò)濾常數(shù)具備的條件下才能進(jìn)行。過(guò)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(guò)濾介質(zhì)的性質(zhì)等，因此從理論上直接計(jì)算過(guò)濾常數(shù)比較困難，應(yīng)該用實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)定。

2、過(guò)濾常數(shù)的實(shí)驗(yàn)測(cè)定兩種測(cè)定方法（1）方法一：對(duì)q2+2qqe=Kτ進(jìn)行微分可得：

整理后可得：

2023/7/26過(guò)濾計(jì)算必須在過(guò)濾常數(shù)具備的條件下才能2023/10/7將該式等號(hào)左邊的微分用差分（增量）代替：

上式為一直線(xiàn)方程，它表明：對(duì)于恒壓下過(guò)濾要測(cè)定的懸浮液，在實(shí)驗(yàn)中測(cè)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(xiàn)。這條直線(xiàn)的斜率為:2/K

直線(xiàn)的截距為:2qe/K2023/7/26將該式等號(hào)左邊的微分用差分（增量）代替：2023/10/72023/7/262023/10/7對(duì)于恒壓下過(guò)濾要測(cè)定的懸浮液，在實(shí)驗(yàn)中測(cè)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)，在直角坐標(biāo)系中可得一條直線(xiàn)。（2）方法二：將q2+2qqe=Kτ

兩邊同除以Kq可得：該直線(xiàn)的斜率為:1/K

該直線(xiàn)的截距為：2qe/K

2023/7/26對(duì)于恒壓下過(guò)濾要測(cè)定的懸浮液，在實(shí)驗(yàn)中2023/10/7測(cè)定步驟：

在一定壓力P和過(guò)濾面積A下，測(cè)定濾液量V與過(guò)濾時(shí)間τ的數(shù)據(jù)：

ττ1τ2τ3

……τn

VV1V2V3

……Vn

數(shù)據(jù)處理：用V除以A,即q=V/A轉(zhuǎn)換，則有：qq1q2q3……qn

τ/qτ1/q1τ2/q2τ3/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(xiàn)，讀取該直線(xiàn)的斜率與截距。2023/7/26測(cè)定步驟：在一定壓力P和過(guò)濾面積2023/10/72023/7/262023/10/71、板框壓濾機(jī)四、過(guò)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(kāi)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)造2023/7/261、板框壓濾機(jī)四、過(guò)濾設(shè)備濾框的兩2023/10/72023/7/262023/10/7板框過(guò)濾機(jī)實(shí)物圖片2023/7/26板框過(guò)濾機(jī)實(shí)物圖片2023/10/7（2）濾板與濾框?yàn)V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(lái)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）2023/7/26（2）濾板與濾框?yàn)V框：一般為方形，右上角的2023/10/7（3）濾板的兩種類(lèi)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。2023/7/26（3）濾板的兩種類(lèi)型——洗滌板與非洗滌板洗2023/10/72023/7/262023/10/7洗滌板非洗滌板濾框（注意右上角的通道）2023/7/26洗滌板非洗滌板濾框（注意右上角的通道）2023/10/7（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)階段組成，即：①組裝；

②過(guò)濾；

③洗滌；

④卸餅；

⑤整理。2023/7/26（5）板框壓濾機(jī)的操作板框壓濾機(jī)2023/10/7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(guò)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(mǎn)全框后，停止過(guò)濾。

過(guò)濾階段在此階段，洗滌板與非洗滌板下角的閥門(mén)全部打開(kāi)。2023/7/26懸浮液在指定壓強(qiáng)下經(jīng)濾漿通道由2023/10/7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(guò)一層濾布及整個(gè)框厚的濾餅，然后再穿過(guò)一層濾布，最后沿濾板（一鈕板）板面溝道至濾液出口排出。稱(chēng)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。2023/7/26洗滌階段洗滌時(shí)，先將洗滌板上的濾液出口2023/10/72023/7/262023/10/7板框壓濾機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易；設(shè)備緊湊，過(guò)濾面積大而占地小；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。2023/7/26板框壓濾機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：（6）板框壓濾機(jī)的特點(diǎn)板2023/10/72023/7/262023/10/72、加壓葉濾機(jī)

葉濾機(jī)是由許多不同寬度的長(zhǎng)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(guò)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(guò)濾布進(jìn)入絲網(wǎng)構(gòu)成的中空部分，然后匯集到下部總管而后流出。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(guò)濾。洗滌時(shí)，洗水的路徑與濾液相同，這種洗滌方法稱(chēng)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。

2023/7/262、加壓葉濾機(jī)2023/10/72023/7/262023/10/73、轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)1）轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)的結(jié)構(gòu)

轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)是應(yīng)用最廣的一種連續(xù)操作的過(guò)濾設(shè)備。設(shè)備的主體是一個(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(guò)程中每個(gè)扇形格表面即可順序進(jìn)行過(guò)濾、洗滌、吸干、吹松、卸餅等項(xiàng)操作。2023/7/263、轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)2023/10/72023/7/262023/10/72）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)盤(pán)與固定盤(pán)構(gòu)成，轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)隨筒體一起旋轉(zhuǎn)，固定盤(pán)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(kāi)始進(jìn)入濾漿內(nèi)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)上相應(yīng)的小孔道與固定盤(pán)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(chēng)為過(guò)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(chēng)為吸干區(qū)。2023/7/262）分配頭的結(jié)構(gòu)及工作原理2023/10/7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(pán)上的凹槽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(chēng)為洗滌區(qū)。扇形格11對(duì)應(yīng)于固定盤(pán)上凹槽f與g之間,不與任何管道相連通，該位置稱(chēng)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(chēng)為吸干區(qū)，15為不工作區(qū)。扇形格16、17與固定盤(pán)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(guò)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(chēng)為吹松區(qū)及卸2023/7/26扇形格轉(zhuǎn)至12的位置時(shí)，洗滌水噴灑于濾餅上2023/10/7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(guò)濾操作。轉(zhuǎn)筒的過(guò)濾面積一般為5～40m2，浸沒(méi)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?xún)?nèi)，轉(zhuǎn)筒過(guò)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(guò)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(guò)濾顆粒的濃懸浮液。缺點(diǎn)是附屬設(shè)備較多，投資費(fèi)用高，過(guò)濾面積不大。過(guò)濾推動(dòng)力有限，不易過(guò)濾高溫的懸浮液。2023/7/26料區(qū)，18為不工作區(qū)。如此連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，整個(gè)轉(zhuǎn)2023/10/72023/7/262023/10/72023/7/262023/10/7六、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：

單位時(shí)間內(nèi)消耗的洗水容積，以表示。洗滌時(shí)間：洗滌速率與過(guò)濾終了時(shí)的過(guò)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。2023/7/26六、濾餅的洗滌濾餅洗滌的目的：為了回收濾2023/10/7葉濾機(jī)采用的置換洗滌法，洗水與過(guò)濾終了時(shí)的濾液流過(guò)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(guò)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(zhǎng)度約為過(guò)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(guò)濾面積的一半，則：2023/7/26葉濾機(jī)采用的置換洗滌法，洗水與過(guò)2023/10/7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(guò)濾壓強(qiáng)差有明顯差異時(shí)，所需的過(guò)濾時(shí)間可進(jìn)行校正：2023/7/26當(dāng)操作壓強(qiáng)差、洗水與濾液粘度相同時(shí)：當(dāng)洗2023/10/7七、過(guò)濾機(jī)生產(chǎn)能力的計(jì)算過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力：?jiǎn)挝粫r(shí)間的濾液體積或?yàn)V渣體積，m3/s1、間歇過(guò)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(guò)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(guò)濾過(guò)程來(lái)說(shuō)，合理選擇每個(gè)循環(huán)中的過(guò)濾時(shí)間，可以得到最大的生產(chǎn)能力。2023/7/26七、過(guò)濾機(jī)生產(chǎn)能力的計(jì)算過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力2023/10/7由恒壓過(guò)濾時(shí)，每次過(guò)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:2023/7/26由恒壓過(guò)濾時(shí)，每次過(guò)濾所需時(shí)間對(duì)于葉濾2023/10/7以θ對(duì)V求導(dǎo)，令，得——生產(chǎn)能力最大的條件如果過(guò)濾介質(zhì)阻力可以忽略不計(jì)，可得時(shí)，生產(chǎn)能力最大。即。如不進(jìn)行洗滌，則時(shí)，生產(chǎn)能力最大。2023/7/26以θ對(duì)V求導(dǎo)，令，得——生產(chǎn)能力最大的2023/10/7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(guò)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(guò)濾一種含固體顆粒為25kg/m3的懸浮液，在過(guò)濾機(jī)入口處濾漿的表壓為3.39×105Pa,已測(cè)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(guò)濾到濾餅充滿(mǎn)濾框?yàn)橹?，然后用清水洗滌濾餅，洗水溫度及表壓與濾漿相同，體積為濾液體積的8%，每次卸渣，清理，2023/7/26對(duì)于板框壓濾機(jī)，也可用此法求最大2023/10/7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(cè)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(guò)濾面積濾框總?cè)莘e已知1m3濾餅的質(zhì)量為1930kg，其中含水xkg,水的密度按1000kg/m3考慮