
过滤是在外力作用下,使悬浮液中的液体通过多孔介质的孔道,而悬浮液中的固体颗粒 被截留在介质上,从而实现固、液分离的操作。
中的液体 在压力作用下穿过滤布进入滤叶内部,成为滤液后从其一端排出。过滤完毕,机壳内改充清 水,使水循着与滤液相同的路径通过滤饼进行洗涤,故为置换洗涤。最后,滤饼可用振动器 使其脱落,或用压缩空气将其吹下。
滤叶可以水平放置也可以垂直放置,滤浆可用泵压入也可用线) 主要优缺点:叶滤机也是间歇操作设备。它具有过滤推动力大,过滤面积大,滤 饼洗涤较充分等优点。其产生能力比压滤机还大,而且机械化程度高,劳动力较省。缺点是 构造较为复杂,造价较高,粒度差别较大的颗粒可能分别聚集于不同的高度,故洗涤不均匀。
(1)结构与工作原理:设备的主体是一个转动的水平圆筒,其表面有一层金属网作为 支承,网的外围覆盖滤布,筒的下部浸入滤浆中。圆筒沿径向被分割成若干扇形格,每格都 有管与位于筒中心的分配头相连。凭借分配头的作用,这些孔道依次分别与真空管和压缩空 气管相连通,从而使相应的转筒表面部位分别处于被抽吸或吹送的状态。这样,在圆筒旋转 一周的过程中,每个扇形表面可依次顺序进行过滤、洗涤、吸干、吹松、卸渣等操作。
分配头由紧密贴合的转动盘与固定盘构成,转动盘上的每一孔通过前述的连通管各与转 筒表面的一段相通。固定盘上有三个凹槽,分别与真空系统和吹气管相连。
当转动盘上的某几个小孔与固定盘上的凹槽2相对时,这几个小孔对应的连通管及相 应的转筒表面与滤液真空管相连,滤液便可经连通管和转动盘上的小孔被吸入真空系统;同 时滤饼沉积于滤布的外表面上。此为过滤。
转动盘转到使这几个小孔与凹槽3相对时,这几个小孔对应的连通管及相应的转筒表 面与洗水真空管相连,转筒上方喷洒的洗水被从外表面吸入连通管中,经转动盘上的小孔被 送入真空系统。此为洗涤、吸干。
当这些小孔凹槽4相对时,这几个小孔对应的连通管及相应的转筒表面与压缩空气吹 气相连,压缩空气经连通管从内向外吹向滤饼,此为吹松。
随着转筒的转动,这些小孔对应表面上的滤饼又与刮刀相遇,被刮下。此为卸渣。
继续旋转,这些小孔对应的又重新浸入滤浆中,这些小孔又与固定盘上的凹槽2 相对, 又重新开始一个操作循环。
每当小孔与固定盘两凹槽之间的空白位置(与外界不相通的部分)相遇时,则转筒表 面与之相对应的段停止工作,以便从一个操作区转向另一操作区,不致使两区相互串通。
(2) 主要优缺点:转筒过滤机的突出优点是操作自动,对处理量大而容易过滤的料浆 特别适宜。其缺点是转筒体积庞大而过滤面积相形之下嫌小;用真空吸液,过滤推动力不大, 悬浮液中温度不能高。
其中,u —瞬时过滤速度,m3/s・m2,m/s; V —滤液体积,m3; A —过滤面积,m2;
说明:①随着过滤过程的进行,滤饼逐渐加厚。可以想见,如果过滤压力不变,即恒压过滤 时,过滤速度将逐渐减小。因此上述定义为瞬时过滤速度。
②过滤过程中,若要维持过滤速度不变,即维持恒速过滤,则必须逐渐增加过滤压力或 压差。
总之,过滤是一个不稳定的过程。 上面给出的只是过滤速度的定义式,为计算过滤速度,首先需要该撑握过滤过程的推动 力和阻力。
(1) 过程的推动力:过滤过程中,需要在滤浆一侧和滤液透过一侧维持一定的压差, 过滤过程才能进行。从流体力学的角度讲,这一压差用于克服滤液通过滤饼层和过滤介质层 的微小孔道时的阻力,称为过滤过程的总推动力,以Ap表示。这一压差部分消耗在了滤饼 层,部分消耗在了过滤介质层,即Ap = Api +Ap2。其中Api为滤液通过滤饼层时的压力降, 也是通过该层的推动力; Ap 为滤液通过介质层时的压力降,也是通过该层的推动力。
(2) 考虑滤液通过滤饼层时的阻力:滤液在滤饼层中流过时,由于通道的直径很小, 阻力很大,因而流体的流速很小,应该属于层流,压降与流速的关系服从Poiseuille定律:
其中,u —滤液在滤饼中的真实流速;p —滤液粘度;l—通道的平均长度;d —通道的