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过滤机的发展

作者: 来源: 日期:2014-6-1 14:59:17 人气:132
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.
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