在过滤技术中,表征颗粒性质的三要素为形状、尺寸及密度。三者共同决定着颗粒能否被某种过滤介质所持留,还决定着颗粒的沉降速度(它与确定使用的分离方法及滤液的清洁度有关)。
颗粒的形状
由于滤浆中的颗粒的形状不规则,所以常将实际颗粒的形状与真正球体相比较。包括球形在内的任何形状,都可用各自的三个形状系数来表征,即:Ka(面积系数)、Kv(体积系数)、Ks(比表面积系数,Ks=Ka/Kv)。颗粒为真正的球体时,Ks=π除以π/6=6。而形状不规则的实际颗粒,因材质的不同会有各自的三个形状系数值。只要材质确定下来,这些值也随之确定。
颗粒的尺寸
由于滤浆中的颗粒形状不规则,所以采用等价球的直径表示其尺寸。实际颗粒的等价直径,可以是与之有等价体积的球径、有等价沉降速度的球径。采用等价球径表示实际颗粒有2个优点:1、各等价径均为线性关系,容易数学处理;2、斯托克斯公式原本只能计算球形颗粒的沉降速度,但引入等价径后,也适用于非球形实际颗粒了。为算出实际颗粒的等价球直径,首先要测出实际颗粒在液体中的沉降速度,然后将此速度值带入该公式算出等价球径。
此外,动态光散射法是测定粒径的新方法。它采用了大、小粒子的“布朗运动”速度不同的原理。
颗粒的密度
在重力或离心力的作用下,颗粒的沉降速度正比于颗粒与液体的密度差。可见密度也是表征颗粒性质的参数之一。
应指出,由于颗粒表面吸附有液体和空气等气体,因此测出的颗粒密度值小于实际值。可以推断,在液面附件和在液中深处的颗粒密度值是不同的。
液体的性质
液体的性质包括:密度、黏度、表面张力、挥发性。
密度:重力过滤和离心沉降等固液分离操作,都利用了固液两相的密度差。影响液体密度的因素为温度、固体溶解度。
黏度:液体的黏度高时,固液分离较难,反之亦然。升温能降低黏度,提高过滤速度,降低滤饼含水率。对于高粘度液体(如高分子量有机化合物)的过滤,升温很有利。升温对水类悬浮液的过滤同样有利,例如将20℃的升至50℃时,其黏度降低45%。此外,向高粘度液体中掺入可与之混合的低粘度液体,也是降低滤浆黏度的方法(如石油脱蜡)。
表面张力:液体湿润固体(颗粒或滤布等过滤介质)表面的易难,取决于其表面张力。显然,难湿润的过滤介质不利于过滤。例如,疏水性的聚四氟乙烯介质不利于过滤,需施加很高的过滤压。反之,乙醇极易润湿聚四氟乙烯,因此用该介质过滤乙醇时,只需要较低的过滤压。
挥发性:过滤易挥发液体时,不易采用真空过滤机。因为挥发出的蒸汽会进入真空泵,并在那里被压缩而重新液化。这既影响真空度,又造成溶剂的损失。液体的沸点是液体挥发性的判据。在过滤易挥发性滤浆时,应采用密闭加压过滤机。
固液分离的阶段和方法
预处理
1:化学方法(凝结、絮凝);
2:物理方法(结晶、老化、冻融、助滤剂);
固体浓缩
1:澄清(重力沉淀);
2:增稠(重力沉淀、十字流推迟滤饼形成);
固体分离
澄清(颗粒层、滤芯预敷层转鼓过滤机)
离心机(沉降式、组合式、过滤式)
加压、真空、重力过滤机→介质加预敷层→连续式、间歇式
后处理
1:洗涤、干燥;
2:排除、再浆化;
3:脱水增大过滤压机械压榨
技术支持:
如何选择过滤设备—工况调查表
常见流体的粘度;
常见颗粒物的大小及设备选型参考;
常见流体化学适应性表;
选择过滤精度时微米和目数的关系;
常见管道尺寸对照表;
如何挑选合适的过滤袋-过滤芯;
过滤机理和形式;
过滤行业中的常用术语;
过滤行业常见的单位换算;
过滤的种类及模式;
过滤行业中的一些名词定义;
常见颗粒物粒径大小;
常用压滤机滤布分类;
过滤机理;
几种过滤方法能耗分析;
几种金属颗粒和化合物粒径分布;
颗粒尺寸和对应的过滤分离方式;