工業(yè)過(guò)濾中最成問(wèn)題的是含微細固形物粒 子的懸浮液的精密分離,而且要把殘留于濾餅 內部的掖體脫-?,給過(guò)濾帶來(lái)很多困難,能滿(mǎn)足這些要求的過(guò)濾設各己有多種。
過(guò)濾設備分類(lèi)
用于液一固相分離技術(shù)中的過(guò)濾設備進(jìn)行 分類(lèi),其分類(lèi)方法較多,有的按工藝特點(diǎn)來(lái) 分;有的按結構狀況來(lái)分;也有的按操作過(guò)程 中的推動(dòng)力來(lái)分。
過(guò)濾設備選用
工業(yè)生產(chǎn)中需進(jìn)行過(guò)濾處理的物料非常 多,而不同物料的過(guò)濾狀況也不盡相同,所以 要選用一種理想的過(guò)濾設備也是相當復雜的,需考慮的因素很多,現將選用過(guò)濾設備所要考 慮的主要要素介紹如下:
懸浮液(物料)的過(guò)濾特性
在選用過(guò)濾設備之前,首先應對生產(chǎn)中需 要過(guò)濾的物料狀況有清楚的了解。應測定懸浮 液的濃度、其中固體粒子的粒徑分布等,根據 測定情況初步判斷選用過(guò)濾設備的類(lèi)型。例 如,飲用水或工業(yè)用水的過(guò)濾,其含固量只有 10-6的濃度,可選用重力過(guò)濾型砂濾器,造 價(jià)較低,操作簡(jiǎn)單。
含固量為1 ^-2000、固體粒子又較細的物 料過(guò)濾,在5min內能形成3mm以上厚度的 濾餅,在濾餅剝離不困難的情況下,可選用連 圓筒型真空過(guò)濾機或圓盤(pán)型真空過(guò)濾機。但這 兩種機型對濾餅需進(jìn)行多次洗滌的物料不適用。
含固量C1%的微細粒子稀薄懸浮液的過(guò) 濾,可借助助濾劑,采用水平葉片式壓濾機或 圓筒型真空過(guò)濾機等預涂型過(guò)濾機,效果較 好。 含固量大于10,且顆粒較粗的物料,粒子 沉降速度較快,lmin可形成濾餅厚度>15mni 的懸浮液,可選用水平盤(pán)式真空過(guò)濾機或帶式 真空過(guò)濾機。兩種機型廣泛用于磷肥生產(chǎn)中的 礦渣分離,處理量大,連續性強,但結構復 雜造價(jià)較高,不適合對濾渣進(jìn)行多次洗滌物料 的過(guò)濾。 對含固量小于20%的較細顆粒懸浮液過(guò) 濾,可選用板柜壓濾機或加壓葉片過(guò)濾機。這 兩種機型都可自動(dòng)操作,前者采用PP塑 料制作過(guò)濾元件,設備費用較低。
含固量為1 ^-20%的高粘性物料過(guò)濾,可 選用連續加壓圓筒型過(guò)濾機或連續加壓圓盤(pán)型 過(guò)濾機。這兩種機型都是在密閉容器內進(jìn)行加 壓過(guò)濾,設備體積小,單位面積過(guò)濾容量大,但設備制作費和維修費較高。
處理量
在生產(chǎn)過(guò)程中需過(guò)濾的物料量大,采用連 續或自動(dòng)化操作的過(guò)濾機是有利的,如果處理 的物料量小,一般采用間歇式過(guò)濾機較經(jīng)濟。 處理條件
過(guò)濾高溫、揮發(fā)性或有毒物料,必須加以 特殊考慮。如果懸浮液溫度較高,由于蒸氣壓 關(guān)系,真空過(guò)濾較困難,采用加壓過(guò)濾比較適合。在物料毒性較強的場(chǎng)合,必須采用密閉過(guò) 濾,以防物料泄漏污染環(huán)境。 過(guò)濾目的
經(jīng)過(guò)濾處理,有的是回收有價(jià)值的固形 物,有的是凈化濾液,有的是二者兼顧。如果 是回收濾餅在原液過(guò)濾速度較大的情況下,不 可忽視原液中固形粒子的沉降過(guò)程,如濾餅需 要充分洗滌,而又希望連續洗滌時(shí),選用連續 水平圓盤(pán)式真空過(guò)濾機要比連續圓筒型真空過(guò) 濾機適合。 過(guò)濾機結構及材質(zhì)
如果過(guò)濾原液腐蝕性不強,選用過(guò)濾機時(shí) 對材質(zhì)要求不宜過(guò)高,否則造價(jià)較高。在結構 上應盡量考慮構造簡(jiǎn)單的機型,以免維修困 難。
除上述因素外,在造型時(shí)還要考慮到懸浮 液中粒子的壓縮性、濾餅的洗滌和剝離難易 等。
在確定機型后,可根據小試確定過(guò)濾機的 有效過(guò)濾面積。要針對物料情況選用適合的過(guò) 濾面積,面積過(guò)大操作不夠經(jīng)濟,過(guò)小不能滿(mǎn) 足生產(chǎn)要求。
除了前述的過(guò)濾設備,在掖固分離技術(shù)方 面,還有其它多種分離方法。
選用適合物樸的過(guò)濾介質(zhì)
過(guò)濾介質(zhì)直接影響到過(guò)濾設備的過(guò)濾能力 與過(guò)濾精度,如果選用不當,即使是先進(jìn)的過(guò) 濾機,也不能很好的發(fā)揮共作用。在液固相分 離領(lǐng)域里,濾布、濾網(wǎng)等過(guò)濾介質(zhì)使用十分廣 泛。隨著(zhù)工業(yè)的發(fā)展,各種各樣的過(guò)濾介質(zhì)相 繼問(wèn)世。而介質(zhì)特性主要體現在截留能力、滲 透性(或稱(chēng)透氣性)、耐溫性、耐化學(xué)性、機械 強度和對濾餅的剝離難易等。選用時(shí)除考慮上 述因素外,還要注意其價(jià)格便宜,來(lái)源充足。
各種過(guò)濾介質(zhì)所能截留的最小粒徑見(jiàn)表 3,各種纖維織物的長(cháng)期使用溫度見(jiàn)表4。
我國編織濾材的生產(chǎn)雖起步較晚,但發(fā)展較快。生產(chǎn)編織濾材的廠(chǎng)家有20多個(gè),其 中上海火矩工業(yè)用布廠(chǎng)、廣東新會(huì )縣工業(yè)用布 廠(chǎng)、丹東工業(yè)用布廠(chǎng)是國內濾布生產(chǎn)的三大基 地,年產(chǎn)量達1500多萬(wàn)m , 100余種規格,而 且正在開(kāi)發(fā)高強度超細纖維、耐高溫纖維和復 合材料濾布。上海篩網(wǎng)廠(chǎng),巴山機械廠(chǎng)等生產(chǎn) 的網(wǎng)狀介質(zhì)品種也很多。 對過(guò)濾物料進(jìn)行預濃縮
懸浮液中固相組分夾帶的微細顆粒是造成 過(guò)濾過(guò)程中難過(guò)濾的主要原因,微細顆粒進(jìn)入介質(zhì)內部并沉積于介質(zhì)表面,形成漿狀淤層,使濾液通道極其狹小,從而過(guò)濾阻力很快增 加,在很短的時(shí)間內被迫停止過(guò)濾,進(jìn)行介質(zhì)沖洗再生。解決難過(guò)濾的方法之一是進(jìn)行預濃 縮,預濃縮的方法有三種:
(t)重力沉降法:常用的設備有耙式濃 縮書(shū)l,深錐濃縮機,和濃縮漏斗等。 (2)離心沉降法:用水力旋流器來(lái)實(shí)現。 預濃縮過(guò)程可用絮凝劑來(lái)強化,在絮凝劑 的作用下微細顆粒凝聚成較粗大的團粒,可加 快沉降速度。常用的絮凝劑有無(wú)機鹽和有 才幾高分子型兩種,通常使用無(wú)機鹽居多。有機高分子絮凝劑有:聚丙烯酞 胺 v聚氧化乙烯等。除添加絮凝劑外,還一可用 超聲波和電凝聚較先進(jìn)的方祛進(jìn)行濃縮強化。 采用助濾劑
對含有微細顆粒的稀薄懸浮液,采用助濾 劑來(lái)強化過(guò)濾過(guò)程也是一種行之有效的方法。采用助濾劑的過(guò)濾方法有三種:
(1)預涂法:將助濾劑按比例預涂在過(guò) 濾介質(zhì)上,形成一層助濾劑層后再進(jìn)行過(guò)濾。
(2)摻混法:把助濾劑按比例摻入懸浮 液中混勻后進(jìn)行過(guò)濾。
(3)聯(lián)合法:把上述兩種方法聯(lián)合起來(lái) 進(jìn)行過(guò)濾,這種方法對解決難過(guò)濾物料的過(guò)濾 是最有效的。 常用的助濾劑有:硅藻土、珍珠巖、纖維 素、石棉、活性碳等,其中石棉在酒類(lèi)飲料行 業(yè),由于濾液殘存有害物質(zhì),使用受到一定的限 制。硅藻土應用范圍很廣,在日本年耗量約8 萬(wàn)t。我國的酒類(lèi)、飲料行業(yè)也廣泛使用 硅藻土過(guò)濾設備,硅藻土需求量日益增多。國 內硅藻土主要生產(chǎn)廠(chǎng)家及其產(chǎn)品狀況見(jiàn)表5,其中以云南騰沖助濾劑廠(chǎng)產(chǎn)品質(zhì)量最為穩定,其產(chǎn)品規格見(jiàn)表6一80 將少量過(guò)濾后的粗粒返回原液槽,可促使 微細顆粒凝聚,尤其是晶形物料可加速晶粒成 長(cháng),有利于過(guò)濾。另一方面摻入粗粒后可起到 疏松濾餅的作用,使濾液通道加大,便于液體 穿過(guò)濾餅層,這樣可提高濾機的處理能力。
采用熱濾
過(guò)濾設備伴隨新型工業(yè)的開(kāi)發(fā)進(jìn)展較快,國外不僅自動(dòng)化程度高,單機規模大,而且出 現了一些新的機型和適合新型工業(yè)的專(zhuān)用過(guò)濾 設備,更誼視過(guò)濾過(guò)程的強化及輔助施措仲口 過(guò)濾介質(zhì))。我國的過(guò)濾設備及其它分離設備 現已形成體系,規格也不夠 齊介。應加快新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)研究,特別別是 多功能聯(lián)合型過(guò)濾設備的開(kāi)發(fā),以滿(mǎn)rd國民經(jīng) 濟建設的需要。
用戶(hù)應當根據生產(chǎn)需要,合理選用過(guò)濾設 備,特別是要優(yōu)先選用新型高效設備。科研制 造部門(mén)也應加強新產(chǎn)品的宣傳推廣工作,以便 把新型高效設備盡快用于工業(yè)生產(chǎn)。
濾過(guò)過(guò)程的強化是提高設備能力的有效措 施。用戶(hù)應在實(shí)際生產(chǎn)中予以重視和加以合理 應用。