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1、第四节 过滤 1.过滤操作的基本概念 2.过滤基本方程 3.过滤常数的测定 4.提高过滤能力的措施过滤:利用重力或压差使悬浮液通过多孔性过滤介质,将固体颗粒截留,从而实现固-液分离的单元操作。一、过滤的基本概念 基本概念滤浆(料浆)是指被处理的悬浮液;过滤介质 过滤操作中采用的多孔物质;滤液是指通过介质孔道的液体;滤饼是指被截留的固体颗粒。过滤介质有:a.织物介质 b.多孔固体介质 c.堆积介质 d.多孔膜二、过滤方式与过滤操作饼层过滤 固体物质沉积于过滤介质表面而形成滤饼层的操作,真正发挥截留颗粒作用的主要是滤饼本身,因此称作饼层过滤。饼层过滤主要用于含固量较大(1%)的场合。深床过滤 固体
2、颗粒并不形成滤饼,而是沉积于较厚的粒状对滤介质床层内部的过滤操作。深床过滤主要用于净化含固量很少(0.1%)流体,如水净化等。过滤的操作悬浮液(滤浆)滤饼过滤介质滤液过滤操作分为间歇式与连续式。根据过滤推动力的方式,又有加压过滤、真空过滤和离心过滤 三、过滤基本方程式1.过滤速率过滤速度单位时间获得的滤液体积。单位过滤面积上的过滤速率 若过滤过程中其他因素维持不变,则由于滤饼厚度不断增加过滤速度会逐渐变小。任一瞬间的过滤速度应写成如下形式)()1(5223LpAaddVc)()1(5223LpaAddVuc2.过滤阻力滤饼阻力介质阻力过滤总阻力322)1(5armmRpAddV)()(mmmc
3、RRpRRppAddV 为方便起见,假设过滤介质对滤液流动的阻力相当于厚度为Le的滤饼层的阻力,即 meRrL则上式可写为:)()(eLLrprLerLpAddV3.过滤基本方程式不可压缩滤饼可压缩滤饼)(eqqrvpddqVqAAVqeesprr)()(1esqqvrpddq四、过滤常数的测定1.恒压下过滤常数有:K、qe、e将恒压过滤方程式)(2eeKqq微分得Kddqqqe2 即在恒压过滤条件下,/q 与 q 的函数关系是以 1/K 为斜率、2qe/K 为截距的直线,实验测得不同时刻单位过滤面积的累积滤液量 q,即可由上式回归出 K 和 qe。2.压缩性指数s的测定由过滤常数 K 的定义式两边取对数得 K-p为直线方程,斜率为(1-s)、截距为2K。在不同压差 p 下进行恒压过滤实验,求得一系列与之对应的过滤常数 K,再通过上式回归出滤饼常数 K 和压缩指数 s。五、提高过滤生产能力的措施n 增大过滤面积n 提高转速n 缩短辅助操作时间n 改善过滤特性以提高过滤和洗涤速率