關(guān)于無(wú)機(jī)鹽生產(chǎn)過(guò)濾一、過(guò)濾過(guò)程二、過(guò)濾介質(zhì)三、過(guò)濾分類(lèi)本節(jié)的主要內(nèi)容第一節(jié)過(guò)濾操作的基本概念第2頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天混合物的分離：液體和氣體混合物什么現(xiàn)象屬于過(guò)濾？混合物中的流體在推動(dòng)力（重力、壓力、離心力）的作用下通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)，固體粒子被截留，而流體通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)流體與顆粒物的分離。液-固分離，氣-固分離如砂濾池、袋式除塵器、口罩……

過(guò)濾分離的對(duì)象？粗大顆粒、細(xì)微粒子、細(xì)菌、病毒和高分子物質(zhì)等

一、過(guò)濾過(guò)程第一節(jié)過(guò)濾操作的基本概念第3頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天固體顆粒：由一定形狀的固體顆粒堆積而成，包括天然的和人工合成的。

天然：石英砂、無(wú)煙煤、磁鐵礦粒等。

人工：聚苯乙烯發(fā)泡塑料球等。固體顆粒過(guò)濾介質(zhì)在水處理中的各類(lèi)濾池中應(yīng)用廣泛，通常稱為濾料。二、過(guò)濾介質(zhì)第一節(jié)過(guò)濾操作的基本概念第4頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天

織物介質(zhì)：又稱濾布，如棉、麻、絲、毛、合成纖維、金屬絲等編制成的濾布。

多孔固體介質(zhì)：如素?zé)沾砂寤蚬?、燒結(jié)金屬板或管等。

多孔膜：由高分子有機(jī)材料或無(wú)機(jī)材料制成的薄膜，根據(jù)分離孔徑的大小，可分為微濾、超濾等。第一節(jié)過(guò)濾操作的基本概念第5頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.按過(guò)濾機(jī)理分：表面過(guò)濾和深層過(guò)濾2.按促使流體流動(dòng)的推動(dòng)力分：1）重力過(guò)濾2）真空過(guò)濾3）壓力差過(guò)濾4）離心過(guò)濾三、過(guò)濾分類(lèi)

第一節(jié)過(guò)濾操作的基本概念第6頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天重力過(guò)濾：懸浮液的重力和位差在過(guò)濾介質(zhì)上形成的壓力作為過(guò)濾的推動(dòng)力。真空過(guò)濾：在濾液出口處形成負(fù)壓作為過(guò)濾的推動(dòng)力。壓力差過(guò)濾：以在懸浮液進(jìn)口處施加的壓力或?qū)裎锪鲜┘拥臋C(jī)械壓榨力作為過(guò)濾推動(dòng)力離心過(guò)濾：以離心力的作用作為過(guò)濾的推動(dòng)力。第7頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天

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目前國(guó)內(nèi)過(guò)主要濾設(shè)備的種類(lèi)

目前我國(guó)在用的過(guò)濾設(shè)備種類(lèi)繁多，性能差異很大，用于細(xì)粒物料過(guò)濾的設(shè)備，按工作原理劃分主要有以下幾類(lèi)：

1.真空過(guò)濾機(jī)

2.壓濾機(jī)

3.沉降離心過(guò)濾機(jī)

4.加壓過(guò)濾機(jī)第8頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天真空過(guò)濾機(jī)1.1盤(pán)式真空過(guò)濾機(jī)曾廣泛應(yīng)用于煤炭、冶金、化工等領(lǐng)域，是我國(guó)９０年代以前應(yīng)用最多的過(guò)濾設(shè)備之一?！窆ぷ髟恚阂哉婵兆鳛檫^(guò)濾動(dòng)力源，通過(guò)分配頭的配氣，將濾盤(pán)分成過(guò)濾成餅、濾餅干燥、卸料餅、再生等功能扇區(qū)，在濾盤(pán)旋轉(zhuǎn)的作用下實(shí)現(xiàn)連續(xù)過(guò)濾。在壓差的作用下漿體中的固體顆粒附著沉積在過(guò)濾介質(zhì)表面形成濾餅，濾液則通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)匯集到濾盤(pán)內(nèi)腔經(jīng)分配頭抽出。ＧＰＳ型深槽盤(pán)式真空過(guò)濾機(jī)第9頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天真空過(guò)濾機(jī)●優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格低廉、運(yùn)行可靠●缺點(diǎn)：過(guò)濾壓差低、產(chǎn)品水分高、處理能力小、能耗高●改進(jìn)：

80年代后期，我國(guó)引進(jìn)了國(guó)外公司的盤(pán)式真空過(guò)濾機(jī)，通過(guò)消化吸收，我國(guó)也研制成功了新一代的盤(pán)式過(guò)濾機(jī)。新型真空過(guò)濾機(jī)的主要特點(diǎn)，是外置式濾液管，增大了濾盤(pán)浸入深度、減小濾扇夾角、增加刮刀卸料裝置過(guò)濾；改進(jìn)后效率有所提高。目前在小型選煤廠用的較多。

ＰＧ型盤(pán)式真空過(guò)濾機(jī)第10頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天真空過(guò)濾機(jī)1.2真空轉(zhuǎn)鼓式過(guò)濾機(jī)

目前在化工、造紙等行業(yè)廣泛應(yīng)用的機(jī)型，能夠?qū)V布進(jìn)行洗滌，但同樣體積下比盤(pán)式真空過(guò)濾機(jī)的過(guò)濾面積要小很多。真空轉(zhuǎn)鼓式過(guò)濾機(jī)第11頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天真空過(guò)濾機(jī)1.3其它種類(lèi)真空過(guò)濾機(jī)水平真空帶式過(guò)濾機(jī)折帶式真空過(guò)濾機(jī)第12頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天微孔陶瓷盤(pán)式真空過(guò)濾機(jī)1.4微孔陶瓷盤(pán)式真空過(guò)濾機(jī)

在90年代研制成功的高效節(jié)能過(guò)濾設(shè)備。目前主要用于有色金屬行業(yè)。●原理：采用微孔（約2-3μm）陶瓷作為過(guò)濾介質(zhì)，利用毛細(xì)孔虹吸原理使耗氣量大幅度減少，解決了普通真空式過(guò)濾能耗過(guò)高的問(wèn)題；采用酸洗或超聲波對(duì)過(guò)濾介質(zhì)進(jìn)行再生。微孔陶瓷盤(pán)式真空過(guò)濾機(jī)第13頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天微孔陶瓷盤(pán)式真空過(guò)濾機(jī)優(yōu)點(diǎn)：●能耗低；親水性材料形成的毛細(xì)孔，在液膜張力的作用下，具有透水不透氣的特性，從而大大降低了過(guò)濾氣源的消耗。同等條件下功耗只有普通真空過(guò)濾機(jī)的1/50。●濾液濃度低；由于采用了微孔材料作為過(guò)濾介質(zhì)，使濾液中固體含量大幅度降低，可簡(jiǎn)化濾液后續(xù)處理工藝。問(wèn)題：●目前解決濾孔堵塞問(wèn)題主要采用酸洗和超聲波清洗，在有色金屬行業(yè)應(yīng)用效果良好，但在煤炭等其它行業(yè)還存在問(wèn)題，限制了更廣泛的推廣使用?！駠?guó)外芬蘭生產(chǎn)的微孔陶瓷盤(pán)式真空過(guò)濾機(jī)已經(jīng)推廣到有色冶金、黑色冶金、造紙、化工等行業(yè)，均取得了良好的效果。第14頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天

壓濾機(jī)2.板框壓濾機(jī)：

是我國(guó)應(yīng)用歷史最久遠(yuǎn)、使用領(lǐng)域最廣、種類(lèi)最多、數(shù)量最多、的過(guò)濾設(shè)備。在很多行業(yè)用于實(shí)現(xiàn)工業(yè)污水閉路循環(huán)的把關(guān)設(shè)備。2.1工作原理：

在油缸或壓緊螺旋的作用下將濾板組壓緊，相鄰濾板中間形成濾室，有壓漿體進(jìn)入濾室后，依靠漿體自身壓力進(jìn)行過(guò)濾。具有同時(shí)參與過(guò)濾的面積大，可實(shí)現(xiàn)高壓過(guò)濾優(yōu)點(diǎn)。板框壓濾機(jī)第15頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天壓濾機(jī)2.2特點(diǎn)：●對(duì)過(guò)濾漿體的適用范圍廣，尤其是對(duì)極細(xì)、難過(guò)濾的物料也能實(shí)現(xiàn)有效的過(guò)濾作業(yè)?！駷V液濃度低，在選擇適合的濾布情況下，濾液含固量低；如在煤炭行業(yè)使用無(wú)紡濾布的情況下，濾液濃度小于0.2g/L，可直接循環(huán)利用?！窠Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維修●屬于間歇過(guò)濾，濾板之間容易噴料造成污染?！裼捎诓捎玫V漿自身壓力實(shí)現(xiàn)過(guò)濾，濾餅的孔隙中充滿了液體，對(duì)于不可壓縮的濾餅而言，靠擠壓和瞬時(shí)氣壓穿流很難降低產(chǎn)品水分。第16頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天壓濾機(jī)2.3板框壓濾機(jī)的種類(lèi)：按結(jié)構(gòu)形式劃分可分為手動(dòng)、半自動(dòng)、全自動(dòng)、立式全自動(dòng)、快開(kāi)式等類(lèi)型的壓濾機(jī)；按工作原理或功能可劃分為普通型、隔膜擠壓型及隔膜擠壓氣體穿流型。快開(kāi)式壓濾機(jī)是目前我國(guó)板框類(lèi)壓濾機(jī)中最先進(jìn)的機(jī)型，于90年代研制成功。其主要特點(diǎn)是增加了入料點(diǎn)，從而加快了過(guò)濾過(guò)程；濾板分組或一次拉開(kāi)以減少卸料用時(shí)間，提高過(guò)濾效率；采用隔膜擠壓濾餅以減小濾餅的空隙，并采用壓縮空氣對(duì)濾餅進(jìn)行穿透干燥，進(jìn)一步降低水分。目前快開(kāi)式壓濾機(jī)在煤炭、化工等行業(yè)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，效果良好，其工藝指標(biāo)完全達(dá)到了國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的水平。第17頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天壓濾機(jī)2.4其它種類(lèi)的壓濾機(jī)：

除了板框壓濾機(jī)外，還有活塞式、旋葉式、折帶式、等類(lèi)型的壓濾機(jī)。折帶式壓濾機(jī)主要用于城市污水處理、食品和化工等行業(yè)；其工作原理是依靠濾帶和壓輥的機(jī)械壓力實(shí)現(xiàn)過(guò)濾作業(yè)，可連續(xù)工作。折帶式壓濾機(jī)第18頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天沉降式離心機(jī)3沉降式離心機(jī)：

主要應(yīng)用于化工、城市污水處理、煤炭等行業(yè)，按工作原理可分為沉降式離心機(jī)和沉降過(guò)濾式離心機(jī)。3.1沉降式離心機(jī)工作原理：固體在離心力的作用下形成沉降層，由螺旋刮刀排出；溢流水從溢流口排出。第19頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天沉降式離心機(jī)3.2沉降過(guò)濾式離心機(jī)沉降過(guò)濾式離心機(jī)是在沉降式離心機(jī)的基礎(chǔ)上，于60年代中期由美國(guó)率先開(kāi)發(fā)成功的脫水設(shè)備，我國(guó)于80年代初由唐山分院研制成功，該機(jī)型綜合了沉降式和過(guò)濾式離心機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，該種離心脫水機(jī)轉(zhuǎn)鼓分為兩段,第一段為沉降段,第二段為篩網(wǎng)過(guò)濾段；固體在第一段離心力的作用下形成沉降層,溢流水從溢流口排出，沉淀層被螺旋推到第二段在離心力和篩網(wǎng)，液體透篩進(jìn)一步脫水，產(chǎn)品由排料口排出。3.2特點(diǎn):●體積小，低耗能，產(chǎn)品水分低，比重越大過(guò)濾效果越好●對(duì)入料的濃度和入料量較苛刻●溢流液存在大量極細(xì)固體，比較難處理。第20頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天加壓過(guò)濾機(jī)4.加壓過(guò)濾機(jī)

加壓過(guò)濾機(jī)是我國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大型、高效、機(jī)電一體化固液分離設(shè)備，具有工藝指標(biāo)先進(jìn)、節(jié)能、環(huán)保和自動(dòng)化水平高等特點(diǎn)。主要用于煤炭、有色金屬、化工等行業(yè)。由唐山煤科院于1990年研制成功。第21頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天加壓過(guò)濾機(jī)4.1工作原理

加壓過(guò)濾機(jī)采用正壓工作原理，將一臺(tái)經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)制造的盤(pán)式或轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)安裝于加壓倉(cāng)內(nèi)，以壓縮空氣作為過(guò)濾動(dòng)力源，礦漿經(jīng)盤(pán)式過(guò)濾機(jī)的過(guò)濾，在濾盤(pán)表面形成的分濾餅在反吹和卸料刮刀的作用下脫落、通過(guò)位于過(guò)濾機(jī)卸料口下方的刮板輸送機(jī)輸送到密封排料裝置，由密封排料裝置將其排出倉(cāng)外，濾液經(jīng)濾扇內(nèi)腔通過(guò)分配頭排出倉(cāng)外，整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程均由電控系統(tǒng)自動(dòng)完成。第22頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天加壓過(guò)濾機(jī)4.2概況：

加壓過(guò)濾機(jī)作為大型高效機(jī)電一體化設(shè)備，為選煤行業(yè)解決細(xì)煤泥脫水問(wèn)題提供了最有效的技術(shù)手段，是目前產(chǎn)品水分最低的、脫水效率最高的設(shè)備，已作為大中型選煤廠的國(guó)外生產(chǎn)加壓過(guò)濾機(jī)的公司１９９６年進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，在國(guó)內(nèi)推廣使用了２0余臺(tái)（截止２００７年０７月）。其處理浮選精煤的能力為４００～7００Ｋg／m２h，原生煤泥３００～４５０Ｋg／m２h，濾液濃度在５～８g／Ｌ。采用小過(guò)濾分配角、高壓差工作模式，在處理浮選精煤方面其處理能力和產(chǎn)品水分兩項(xiàng)指標(biāo)不如國(guó)內(nèi)水平，但在處理原生煤泥和濾液濃度方面，其工藝指標(biāo)優(yōu)于國(guó)內(nèi)水平。在設(shè)備可靠性方面存在著充氣密封圈使用壽命短（４～１２周）和礦漿槽放空閥故障頻繁等問(wèn)題。其系統(tǒng)采用ＰＬＣ控制，上位機(jī)作為人機(jī)操控界面，主要參數(shù)界面采用多界面切換顯示模式。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的加壓過(guò)濾機(jī)已得到了廣泛的應(yīng)用，在充氣密封圈的使用壽命、智能化控制、運(yùn)行成本等方面有優(yōu)于國(guó)外設(shè)備。第23頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、過(guò)濾基本方程二、過(guò)濾過(guò)程的計(jì)算三、過(guò)濾常數(shù)的測(cè)定四、濾餅洗滌五、過(guò)濾機(jī)生產(chǎn)能力的計(jì)算第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

第24頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天表面過(guò)濾過(guò)程被過(guò)濾的顆粒粒徑較小的情況表面過(guò)濾通常發(fā)生在過(guò)濾流體中顆粒物濃度較高或過(guò)濾速度較慢的情況。給水處理：慢濾池；污泥脫水：使用的各類(lèi)脫水機(jī)（如真空過(guò)濾機(jī)、板框式壓濾機(jī)等）。濾餅過(guò)濾多孔性介質(zhì)第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

第25頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天回轉(zhuǎn)真空過(guò)濾機(jī)工作過(guò)程示意圖第26頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天主要特征：隨著過(guò)濾過(guò)程的進(jìn)行，流體中的固體顆粒被截留在過(guò)濾介質(zhì)表面并逐漸積累成濾餅層。濾餅層厚度：隨過(guò)濾時(shí)間的增長(zhǎng)而增厚，其增加速率與過(guò)濾所得的濾液的量成正比。過(guò)濾速度：由于濾餅層厚度的增加，因此在過(guò)濾過(guò)程中是變化的。

過(guò)濾速度是描述過(guò)濾過(guò)程的關(guān)鍵！推動(dòng)力其他因素一、過(guò)濾基本方程第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

第27頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天處理量：處理的流體流量或分離得到的純流體量V（濾液量），單位為

m3過(guò)濾推動(dòng)力：由流體位差、壓差或離心力場(chǎng)造成的過(guò)濾壓差

p過(guò)濾面積：表示過(guò)濾設(shè)備的大小A，單位為m2過(guò)濾速度：?jiǎn)挝粫r(shí)間通過(guò)單位面積的濾液量u過(guò)濾過(guò)程的主要參數(shù)第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

第28頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天某一過(guò)濾時(shí)間t時(shí)的過(guò)濾狀態(tài)

p

過(guò)濾壓差

相應(yīng)的濾液量為V

過(guò)濾速度u定義為：

dt——微分過(guò)濾時(shí)間,sdV——dt時(shí)間內(nèi)通過(guò)過(guò)濾面的濾液量,m3

A——過(guò)濾面積,m2

Lm（表觀）第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

（7.2.1）第29頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天過(guò)濾速度與推動(dòng)力之間的關(guān)系可用下式Darcy定律表示：Rm：過(guò)濾介質(zhì)過(guò)濾阻力,1/mRc：濾餅層過(guò)濾阻力,1/m假設(shè)rm，r分別為過(guò)濾介質(zhì)和濾餅層的過(guò)濾比阻,1/m2

Rm=rmLm；Rc=rL

(7.2.2)

(7.2.3)

Ruth

過(guò)濾方程r：與過(guò)濾介質(zhì)上形成的濾餅層的孔隙結(jié)構(gòu)特性有關(guān)。L：與濾液量有關(guān)，在過(guò)濾過(guò)程中是變化的。第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

第30頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天假設(shè)每過(guò)濾1m3濾液得濾餅f，單位為m3

V：濾液體積，m3第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

(7.2.5)另外，可把過(guò)濾介質(zhì)的阻力轉(zhuǎn)化成厚度為L(zhǎng)e的濾餅層阻力

(7.2.6)(7.2.7)則：或：(7.2.8)第31頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天濾餅層的比阻r有兩種情況：不可壓縮濾餅：濾餅層的顆粒結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在壓力的作用下不變形，r與

p無(wú)關(guān)可壓縮濾餅：在壓力的作用下容易發(fā)生變形

r0：?jiǎn)挝粔翰钕聻V餅的比阻，m-2Pa-1；s：濾餅的壓縮指數(shù)，對(duì)于可壓縮濾餅，s=0.2～0.8，對(duì)于不可壓縮濾餅，s=0。第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

經(jīng)驗(yàn)式：(7.2.9)第32頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天將比阻計(jì)算式代入式（7.2.8），得：假設(shè)則：令q=V/A，qe=Ve/A（qe稱為過(guò)濾介質(zhì)比當(dāng)量濾液體積），則

(7.2.12)（濾餅過(guò)濾基本方程）第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

(7.2.10)(7.2.11)第33頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天K：過(guò)濾常數(shù)，如何測(cè)定?與下列因素有關(guān)：濾餅的顆粒性質(zhì)懸浮液濃度濾液黏度濾餅的可壓縮性qe：過(guò)濾介質(zhì)特性參數(shù)第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

第34頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、過(guò)濾過(guò)程的計(jì)算確定濾液量與過(guò)濾時(shí)間和過(guò)濾壓差等之間的關(guān)系。（一）恒壓過(guò)濾

在過(guò)濾過(guò)程中，過(guò)濾壓差自始自終保持恒定。對(duì)于指定的懸浮液，K為常數(shù)。對(duì)式(7.2.11)或式(7.2.12)進(jìn)行積分：第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

(7.2.13a)(7.2.13b)第35頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天若過(guò)濾介質(zhì)阻力可忽略不計(jì)，則簡(jiǎn)化為：

如果恒壓過(guò)濾是在濾液量已達(dá)到V1，即濾餅層厚度已累計(jì)到L1的條件下開(kāi)始時(shí)，應(yīng)如何計(jì)算？K可通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定。

L1V1積分時(shí)：時(shí)間0

t，濾液量V1

V

第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

(7.2.14a)(7.2.14b)(7.2.15)第36頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天如何應(yīng)用恒壓過(guò)濾方程？設(shè)計(jì)型：已知要處理的懸浮液量和推動(dòng)力，求所需的過(guò)濾面積。操作型：已知過(guò)濾面積和推動(dòng)力，求懸浮液的處理量；已知過(guò)濾面積和懸浮液的處理量，求推動(dòng)力。第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

(7.2.15)第37頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天恒壓過(guò)濾，若介質(zhì)阻力可以忽略，濾餅不可壓縮。（1）過(guò)濾量增大一倍，則過(guò)濾速率為原來(lái)的

＿。（2）當(dāng)操作壓差增加1倍，過(guò)濾速率為原來(lái)的

倍，在同樣時(shí)間內(nèi)所得到的濾液量將增大到原來(lái)的

倍。第38頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天（二）恒速過(guò)濾

恒速過(guò)濾是指在過(guò)濾過(guò)程中過(guò)濾速度保持不變，即濾液量與過(guò)濾時(shí)間呈正比?；虼胧剑?.2.11）第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

(7.2.16b)(7.2.16a)或(7.2.17b)(7.2.17a)第39頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天在恒速過(guò)濾方程中，過(guò)濾壓差隨時(shí)間是變化的，因此過(guò)濾常數(shù)K隨時(shí)間t變化。若忽略過(guò)濾介質(zhì)阻力，則簡(jiǎn)化為:或第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

(7.2.18a)(7.2.18a)第40頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天濾餅過(guò)濾基本方程（一）恒壓過(guò)濾對(duì)于指定的懸浮液，K為常數(shù)（二）恒速過(guò)濾第41頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天實(shí)際上過(guò)濾模式常常采用：先恒速過(guò)濾后恒壓過(guò)濾在開(kāi)始過(guò)濾時(shí)，以較低的恒速操作，避免顆粒穿透過(guò)濾介質(zhì)。當(dāng)壓差上升到給定數(shù)值后，再采用恒壓過(guò)濾，直到過(guò)濾終止。計(jì)算：恒壓過(guò)濾中的起始濾液量為恒速過(guò)濾末段的濾液量。第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

第42頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

【例題7.2.2】用一臺(tái)過(guò)濾面積為10m2的過(guò)濾機(jī)過(guò)濾某種懸浮液。已知懸浮液中固體顆粒的含量為60kg/m3，顆粒密度為1800kg/m3。已知單位壓差濾餅的比阻為4×1011m-2pa-1，壓縮指數(shù)為0.3，濾餅含水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3，且忽略過(guò)濾介質(zhì)的阻力，濾液的物性接近20℃的水。采用先恒速后恒壓的操作方式，恒速過(guò)濾10min后，進(jìn)行恒壓操作30min，得到的總濾液的量為8m3。求最后的操作壓差和恒速過(guò)濾階段得到的濾液量。?√√√√??第43頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

第44頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

恒壓過(guò)濾中的起始濾液量為恒速過(guò)濾末段的濾液量V1第45頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、過(guò)濾常數(shù)的測(cè)定

（一）過(guò)濾常數(shù)K，qe的計(jì)算對(duì)于恒壓過(guò)濾，過(guò)濾積分方程改寫(xiě)為：

t/q

q

2qe/K

斜率1/K

第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

(7.2.19)第46頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天（二）壓縮指數(shù)s的計(jì)算在不同的過(guò)濾壓差下做過(guò)濾實(shí)驗(yàn)求得相應(yīng)的K，由上式可得s。第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

(7.2.20)第47頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天四、濾餅洗滌

在某些過(guò)濾操作中，為了去除或回收濾餅中殘留的濾液或可溶性雜質(zhì)，需要在過(guò)濾結(jié)束時(shí)，對(duì)濾餅進(jìn)行洗滌。洗滌過(guò)程需要確定的主要內(nèi)容是計(jì)算洗滌速度和洗滌時(shí)間。第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

第48頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天五、過(guò)濾機(jī)生產(chǎn)能力的計(jì)算過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力一般以單位時(shí)間得到的濾液量qV表示。（一）間歇式過(guò)濾機(jī)間歇式過(guò)濾機(jī)的每一個(gè)操作循環(huán)包括：

過(guò)濾tF洗滌tW卸料tD假設(shè)在每個(gè)操作循環(huán)中過(guò)濾機(jī)的濾液量為V，則間歇式過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力為：tT第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

(7.2.26)++=第49頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天例題用葉濾機(jī)在等壓條件下過(guò)濾某懸浮液，過(guò)濾開(kāi)始后10min和20min，獲得累積濾液量分別為1.327m3/m2和1.882m3/m2，所得濾餅需用1/5濾液體積的清水等速洗滌（洗滌水粘度和濾液粘度相同），每操作一周的輔助時(shí)間為15min，問(wèn)每周期的過(guò)濾時(shí)間多長(zhǎng)時(shí)才能使葉濾機(jī)達(dá)到最大的生產(chǎn)能力?第50頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天等壓過(guò)濾1、qe、K，得到過(guò)濾方程。2、通過(guò)等壓過(guò)濾方程得到過(guò)濾時(shí)間3、等速過(guò)濾，洗滌時(shí)間4、過(guò)濾機(jī)單位過(guò)濾面積的生產(chǎn)能力為5、令，求得qV最大時(shí)的qtF\tw\t過(guò)濾加洗滌所需時(shí)間等于1/2周期第51頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天例：用一板框過(guò)濾機(jī)，對(duì)某種懸浮液進(jìn)行恒壓過(guò)濾，過(guò)濾時(shí)間為20min,得到濾液20m3,

濾餅不洗滌，拆裝時(shí)間為15min,濾餅不可壓縮，介質(zhì)阻力可忽略不計(jì)。試求該機(jī)的生產(chǎn)能力，以m3(濾液)/h表示之。如果將該機(jī)的過(guò)濾壓力增加20%，拆裝時(shí)間不變，試求該機(jī)的生產(chǎn)能力為多少m3(濾液)/h？

解：（1）第52頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天（2）介質(zhì)阻力忽略不計(jì)：過(guò)濾壓力增加20%，過(guò)濾面積A、濾液量V不變第53頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天（二）連續(xù)式過(guò)濾機(jī)

生產(chǎn)能力的定義與間歇式過(guò)濾機(jī)相同。一般在恒壓下連續(xù)操作。但連續(xù)式過(guò)濾機(jī)在生產(chǎn)周期的任一時(shí)刻，過(guò)濾機(jī)不同部位同時(shí)進(jìn)行著過(guò)濾、洗滌、卸餅和清洗等操作。第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

第54頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天回轉(zhuǎn)真空過(guò)濾機(jī)工作過(guò)程示意圖第55頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)的轉(zhuǎn)速為n（r/s）,即旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間為1/n(s)。起過(guò)濾作用的是浸沒(méi)在液體中的轉(zhuǎn)筒表面，所對(duì)應(yīng)的圓心角

與2

之比稱為浸沒(méi)度

。浸沒(méi)度等價(jià)于過(guò)濾時(shí)間在旋轉(zhuǎn)周期中所占的比例，因此每個(gè)周期中有效的過(guò)濾時(shí)間為：由式（7.2.13a）可求得每一周期可得的濾液量為：生產(chǎn)能力為：，單位為m3/s第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

(7.2.29)(7.2.30)(7.2.31)第56頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天例題7.2.4√?√??√√??n=0.0064/δA=0.0064/0.005A一分鐘內(nèi)形成的濾餅體積轉(zhuǎn)一圈形成的濾餅體積第57頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天第三節(jié)深層過(guò)濾的基本理論一、流體通過(guò)顆粒床層的流動(dòng)二、深層過(guò)濾過(guò)程中懸浮顆粒的運(yùn)動(dòng)三、深層過(guò)濾的水力學(xué)本節(jié)的主要內(nèi)容第58頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天深層過(guò)濾過(guò)程利用過(guò)濾介質(zhì)間空隙進(jìn)行過(guò)濾。通常發(fā)生在以固體顆粒為濾料的過(guò)濾操作中。濾料內(nèi)部空隙大于懸浮顆粒粒徑。懸浮顆粒隨流體進(jìn)入濾料內(nèi)部，在攔截、慣性碰撞、擴(kuò)散沉淀等作用下顆粒附著在濾料表面上而與流體分開(kāi)。流體在顆粒濾料層中的流動(dòng)規(guī)律第三節(jié)深層過(guò)濾的基本理論第59頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天深層過(guò)濾在水處理中的應(yīng)用水處理中的快濾池、加壓砂濾器深層過(guò)濾一般適用于流體中顆粒含量少的場(chǎng)合?？鞛V池第三節(jié)深層過(guò)濾的基本理論第60頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天假設(shè)混合顆粒的平均直徑為dpm，則對(duì)于非球形顆粒：

：顆粒的球形度deVi：顆粒i的等體積當(dāng)量直徑各篩上篩留物的平均直徑第三節(jié)深層過(guò)濾的基本理論(7.3.1)(7.3.2)一、流體通過(guò)顆粒床層的流動(dòng)（一）混合顆粒的幾何特性第61頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天（二）顆粒床層的幾何特性

1.顆粒床層的空隙率

空隙率的大小與顆粒的形狀、粒度分布、顆粒床的填充方法和條件、容器直徑與顆粒直徑之比等有關(guān)。非球形顆粒任意堆積時(shí)的床層空隙率往往要大于球形顆粒，一般為0.35～0.7。第三節(jié)深層過(guò)濾的基本理論(7.3.3)第62頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.顆粒床層的比表面顆粒的比表面a：?jiǎn)挝惑w積顆粒所具有的表面積第三節(jié)深層過(guò)濾的基本理論床層的比表面積ab：?jiǎn)挝惑w積的床層中顆粒的表面積ab與a之間的關(guān)系如下：ab主要與顆粒尺寸有關(guān)，顆粒尺寸愈小，床層的比表面愈大。(7.3.4)第63頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天對(duì)于非球形顆粒，

dea：等比表面積當(dāng)量直徑deV：等體積當(dāng)量直徑

：形狀系數(shù)與床層空隙率和顆粒尺寸有關(guān).3、顆粒床層的當(dāng)量直徑第三節(jié)深層過(guò)濾的基本理論(7.3.5)(7.3.6)第64頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天（三）流體在顆粒床層中的流動(dòng)

1.流動(dòng)速度流體在孔道內(nèi)的流動(dòng)可以看成是層流。第三節(jié)深層過(guò)濾的基本理論床層空隙中的實(shí)際流速u(mài)l：(7.3.9)Kozeny-Carmam方程Kl

為Kozeny系數(shù)，與床層顆粒粒徑、形狀、床層空隙率等因素有關(guān)。在床層空隙率

＝0.3～0.5時(shí)，Kl＝5。(7.3.11)第65頁(yè),共76頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.顆粒床層的阻力

顆粒床層比阻則：流體在顆粒床層中流動(dòng)速度的影響因素？一是促