1、第第三三章章 非均相物系分离非均相物系分离第第三三节节 过滤过滤一、过滤操作的基本概念一、过滤操作的基本概念1、过滤的概念、过滤的概念过滤过滤 利用能让液体通过而截留固体颗粒的多孔介质（过滤介质），使悬浮液中固液得到分离的单元操作。 过滤操作中所处理的悬浮液 滤浆 通过多孔介质的液体 滤液 被截留住的固体物质 滤渣（滤饼） 实现过滤操作的外力有重力、压力、离心力， 化工中应用最多的是压力过滤。 2、过滤方式、过滤方式过滤 深层过滤 滤饼过滤 固体颗粒的沉积发生在较厚的粒状过滤介质床层内部，悬浮液中的颗粒直径小于床层直径，当颗粒随流体在床层的曲折孔边穿过时，便粘附在过滤介质上。 适用于悬浮液中颗
2、粒甚小且含量甚微（固相体积分率在0.1%以下）的场合 固体颗粒成饼层状沉积于过滤介质表面，形成滤饼 适用于处理固相含量稍高（固相体积分率在1%以上）的悬浮液。 3、过滤介质、过滤介质 过滤介质是滤饼的支承物，应具有下列条件： a) 多孔性，孔道适当的小，对流体的阻力小，又能截住要分离的颗粒。 b) 物理化学性质稳定，耐热，耐化学腐蚀。 c)足够的机械强度，使用寿命长 d) 价格便宜工业常用的过滤介质主要有 a) 织物介质：又称滤布，包括有棉、毛、丝等天然纤维，玻璃丝和各种合成纤维制成的织物。优点：织物介质薄，阻力小，清洗与更新方便，价格比较便宜，是工业上应用最广泛的过滤介质。b)多孔固体介质：
3、如素烧陶瓷，烧结金属塑料细粉粘成的多孔塑料，棉花饼等 这类介质较厚，孔道细，阻力大，能截留13m的颗粒。c) 堆积介质：由各种固体颗粒（砂、木炭、石棉粉等）或非编织的纤维（玻璃棉等）堆积而成，层较厚。d) 多孔膜：由高分子材料制成，膜很薄（几十m到200m），孔很小，可以分离小到0.05m的颗粒,应用多孔膜的过滤有超滤和微滤。4、助滤剂 滤饼不可压缩滤饼: 颗粒有一定的刚性，所形成的滤饼并不因所受的压力差而变形 可压缩滤饼: 颗粒比较软，所形成的滤饼在压差的作用下变形，使滤饼中的流动通道变小，阻力增大。加入助滤剂可减少可压缩滤饼的流动阻力加入方法预涂 将助滤剂混在滤浆中一起过滤 用助滤剂配成悬
4、浮液，在正式过滤前用它进行过滤，在过滤介质上形成一层由助滤剂组成的滤饼。 二、二、过滤设备过滤设备 1、板框压滤机、板框压滤机1）板框压滤机的构造）板框压滤机的构造 由许多块带凹凸纹路的滤板与滤框交替排列组装于机而构成。 滤板和滤框多做成正方形 ，角上均开有小孔，组合后即构成供滤浆和洗涤水流通的孔道。滤框的两侧覆以滤布，围成容纳滤浆及滤饼的空间。 (1）板框压滤机滤板洗涤板：非洗板： 滤框：二钮 滤板与滤框装合时，按钮数以1-2-3-3-1-2的顺序排列。 三钮板 一钮板 2）板框压滤机的操作）板框压滤机的操作 板框压滤机为间歇操作，每个操作循环由装合、过滤、洗涤、卸饼、清理5个阶段组成。 悬
5、浮液在指定压强下经滤浆通路由滤框角上的孔道并行进入各个滤框， 滤液分别穿过滤框两侧的滤布，沿滤板板面的沟道至滤液出口排出。 颗粒被滤布截留而沉积在滤布上，待滤饼充满全框后，停止过滤。 洗涤水在压差的推动力下先穿过一层滤布及整个框厚的滤饼，然后再穿过一层滤布，最后沿滤板（一钮板）板面沟道至滤液出口排出。称为横穿洗涤法横穿洗涤法，它的特点是洗涤水穿过的途径正好是过滤终了时滤液穿过途径的二倍。板框压滤机的优点：结构简单，制造容易，设备紧凑，过滤面积大而占地小，操作压强高，滤饼含水少，对各种物料的适应能力强。缺点是间歇手工操作，劳动强度大，生产效率低。2、加压叶滤机、加压叶滤机 叶滤机是由许多不同宽度
6、的长方形滤叶装合而成。滤叶由金属丝网制造，内部具有空间，外罩滤布。 叶滤机也为间歇操作，过滤时滤叶安装在能承受内压的密闭机壳内。滤浆用泵送到机壳内，穿过滤布进入丝网构成的中空部分，然后汇集到下部总管而后流出。颗粒沉积在滤布上，形成滤饼，当滤饼积到一定厚度，停止过滤。 叶滤机的优点是设备紧凑，密闭操作，劳动条件较好，每次循环滤布不用装卸，劳动力较省。 3、转筒真空过滤机、转筒真空过滤机1）转筒真空过滤机的结构）转筒真空过滤机的结构 转筒真空过滤机是工业上应用最广的一种连续操作的过滤设备。设备的主体是一个能转动的水平圆筒，圆筒表面有一层金属网，网上覆盖滤布，筒的下部进入滤浆中，圆筒沿径向分割成若干
7、扇形格，每个都有单独的孔道通至分配头上。圆筒转动时，凭借分配头的作用使这些孔道依次分别与真空管及压缩空气管相通，因而在回转一周的过程中每个扇形格表面即可顺序进行过滤、洗涤、吸干、吹松、卸饼等项操作 随堂练习1 1、饼层过滤是指、饼层过滤是指_；床层过滤是指；床层过滤是指_。2 2、恒压过滤时过滤速率随过程的进行而不断（、恒压过滤时过滤速率随过程的进行而不断（B B ）。）。 A. A. 加快；加快； B. B. 减慢；减慢； C. C. 不变不变3 3、过滤操作中滤液流动遇到阻力是（、过滤操作中滤液流动遇到阻力是（ C C ）。）。 A. A. 过滤介质阻力；过滤介质阻力；B. B. 滤饼阻力；滤饼阻力；C. C. 过滤介质过滤介质和滤饼阻力之和。和滤饼阻力之和。
