一.物料特点:微米与亚微米级细微粉粒具有如下特点:
1、粒度细:一般均小于5μm,大多只有1μm左右,有的甚至只有0.5μm左右。一般滤布,滤纸与滤网等难以完全滤住。目前工业生产上普遍使用的板框压滤机、管式过滤机、叶片式过滤机、离心过滤机、真空转鼓式过滤机与真空带式过滤机等等几乎都用滤布或滤网作过滤材质,过滤时会有相当细颗粒穿漏,使收率明显下降。
2、粘性大:许多细颗粒是亲水性,其颗粒外表面有一层水化层,颗粒愈细,水化层相对愈厚。水化层的存在,使颗粒相互间产生粘性。因此颗粒愈细,粘性愈大。颗粒之间粘性大,颗粒与过滤材质之间的粘性也大。粘性大,不仅使过滤与洗涤阻力增大,也使滤饼从过滤材质上卸除的难度增加。
3、颗粒的水力位移大:当细颗粒的粒度不均匀,粗与细颗粒相差5μm以上时,细颗粒在水力推动下易在滤饼层的孔隙内沿滤液流动方向位移。移至过滤介质边缘,甚至穿过过滤介质而流到滤液中。
细颗粒的上述三种特性使得其过滤与洗涤非常困难。没有性能较优异的过滤材质与过滤机,很难达到较满意的过滤与洗涤目的。
二.目前国内外过滤与洗涤装备的状况:
目前国内外工业生产上能作细颗粒粉体过滤与洗涤的装置有以下几类:
1、 连续式:连续式过滤与洗涤装置有真空带式过滤、真空转鼓过滤机、真空回转叶片式过滤机、加压回转叶片式过滤机、卧式(或立式)连续沉降式螺旋离心机等。这些过滤与分离装置均是连续操作,过滤与洗涤在机内一体完成。上述这些分离装置的致命伤是分离效率不高,细颗粒难以完全滤住滤液较混浊。
2、 间隙式:间隙式过滤机有板框压滤机(包括箱式压滤机与皮膜挤压压滤机)管式过滤机、叶片式过滤、离心式过滤(如三足式离心机、刮刀式离心机等)。这些间隙式过滤机可以将过滤与洗涤在一机内完成:有的只有过滤功能,洗涤功能另由机外—搅拌缸执行。整个过滤与洗涤操作作采用“过滤——打浆洗涤——过滤——打浆洗涤”等多次重复操作。这种方式不仅麻烦,粉体物料易受外来污染,也易损失。
过滤机内洗涤就是“静止顶水洗涤”。板框压滤机(包括箱式压滤机与皮膜挤压压滤机)一般不适宜这种洗涤方式,因为滤饼往往塞满所有空间。所有滤层洗涤不均匀。欲使滤框内均能均匀被洗涤,需要消耗大量洗涤水。洗涤时间成几倍延长。
目前几乎所有间隙式过滤机均用滤布,“穿漏”现象极为普遍。
三.微孔精密过滤机的过滤与洗涤:
采用微孔精密过滤机进行微米与亚微米级细微粉料浆的过滤与洗涤,这类过滤机的底部均有气动或液动开启的大排渣底盖。可以顺利地从过滤机内排出大体积的较干的粘细滤饼。
微孔精密过滤机具有如下特点:
1、 过滤效率高:如滤液是水或水溶液(粘度与水接近),0.5μm微粒几乎可100%被滤住。
2、 滤饼洗涤效率高:微孔过滤管之间有相当的间距,同板框压滤机比较,过滤机内各处滤饼都易较均匀的被洗涤,其洗涤效率比板框压滤机高,洗涤时间短,洗涤水消耗量较少。
3、 卸除滤饼简易轻便,采用0.6Mpa的气体快速反吹法,就可以将粘细微粒的滤饼很轻便地从微孔管的外壁脱离,通过气缸打开的快开底盖,落到微孔过滤机的外部。卸除滤饼的过滤比板框压滤机,三足式离心机等手动过滤机轻便,不需繁重体力劳动,生产环境很干净。
4、 化学性能特别优异:刚性的微孔过滤管耐各种酸、碱、各种化学溶液及70℃以下绝大部分有机溶剂。
5、 微孔过滤管使用寿命长:利用简单方便的“水——气混合流快速反吹法”就可对微孔过滤管进行物理再生,再生效率很高,此外,高分子微孔过滤管的机械性能很好,尤其抗冲击性能很优异。因此微孔过滤管的使用寿命很长,至少可应用一至二年,甚至更长。
精密微孔过滤机是采用机内静止顶水法进行洗涤。洗涤水用量要比多次重复的“过滤——打浆”法多。这是本技术的第一不足之处,但是该缺点可用下述办法克服,即将上批物料后半期的洗涤水作为下一批物料的前期洗涤水(这称为“洗涤水套用法”),就可大幅度减少洗涤水用量,可以做到顶水法的洗涤水用量同打浆法相差无几。
精密微孔过滤机目前是利用气体正吹法脱水。其滤饼的干度比皮膜挤压的压滤机与三足式离心机低(这两种过滤机的滤饼很干,且也较硬,如果用于机外打浆,这类滤饼很难被分散得很好,因而洗涤效果必然较差,这类过滤作为最后脱水较为适宜)。这是精密微孔过滤机的第二个不足。如果用户有废热水,可利用这种废热水将正吹空气加热至60-80左右℃,那么正吹后滤饼的干度就可大幅度提高。气体正吹脱水后的滤饼的孔隙率较大,作进一步干燥时,非常有利(如果是皮膜挤压或三足式离心机脱水,由于滤饼很硬,干燥前往往需要造粒等工序)。
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