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簡述過濾機的發展史與應用

2017-03-20 [1241]

  過濾機是利用多孔性過濾介質,截留液體與固體顆?;旌衔镏械墓腆w顆粒,而實現固、液分離的設備。過濾機廣泛應用于化工、石油、制藥、輕工、食品、選礦、煤炭和水處理等部門。
  
  中國古代即已應用過濾技術于生產,公元前二百年已有植物纖維制作的紙。公元105年,蔡倫改進了造紙法,他在造紙過程中將植物纖維紙漿蕩于致密的細竹簾上,水經竹簾縫隙濾過,一薄層濕紙漿留于竹簾面上,干后即成紙張。
  
  最早的過濾大多為重力過濾,后來采用加壓過濾提高了過濾速度,進而又出現了真空過濾。20世紀初發明的轉鼓真空過濾機實現了過濾操作的連續化。此后,各種類型的連續過濾機相繼出現。間歇操作的過濾機因能實現自動化操作而得到發展,過濾面積越來越大。為得到含濕量低的濾渣,機械壓榨的過濾機得到了發展。
  
  用過濾介質把容器分隔為上、下腔,即構成簡單的過濾器。懸浮液加入上腔,在壓力作用下通過過濾介質進入下腔成為濾液,固體顆粒被截留在過濾介質表面形成濾渣(或稱濾餅)。
  
  過濾機過濾過程中過濾介質表面積存的濾渣層逐漸加厚,液體通過濾渣層的阻力隨之增高,過濾速度減小。當濾室充滿濾渣或過濾速度太小時,停止過濾,清除濾渣,使過濾介質再生,以完成一次過濾循環。
  
  液體通過濾渣層和過濾介質必須克服阻力,因此在過濾介質的兩側必須有壓力差,這是實現過濾的推動力。增大壓力差可以加速過濾,但受壓后變形的顆粒在大壓力差時易堵塞過濾介質孔隙,過濾反而減慢。
  
  懸浮液過濾有濾渣層過濾、深層過濾和篩濾三種方式。濾渣層過濾是指在經過過濾初期后,形成了初始濾渣層,此后,濾渣層對過濾起主要作用,這時大、小顆粒均被截留;深層過濾是指過濾介質較厚,懸浮液中含固體顆粒較少,且顆粒小于過濾介質的孔道,過濾時,顆粒進入后被吸附在孔道內的過濾;篩濾是過濾截留的固體顆粒都大于過濾介質的孔隙,過濾介質內部不吸附固體顆粒的過濾方式,例如轉筒式過濾篩濾去污水中的粗粒雜質。
  
  在實際的過濾過程中,三種方式常常是同時或相繼出現。過濾機的處理能力取決于過濾速度。懸浮液中的固體顆粒大、粒度均勻時,過濾的濾渣層孔隙較為暢通,濾液通過濾渣層的速度較大。應用凝聚劑將微細的顆粒集合成較大的團塊,有利于提高過濾速度。
  
  對于固體顆粒沉降速度快的懸浮液,應用在過濾介質上部加料的過濾機,使過濾方向與重力方向一致,粗顆粒首先沉降,可減少過濾介質和濾渣層的堵塞;在難過濾的懸浮液(如膠體)中混入如硅藻土、膨脹珍珠巖等較粗的固體顆粒,可使濾渣層變得疏松;濾液粘度較大時,可加熱懸浮液以降低粘度。這些措施都能加快過濾速度。

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