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简述过滤机的发展史与应用

文章出处:康爱特 人气:发表时间:2018/9/6

  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)。

  

  过滤机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。

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