过滤3.4过滤是在外力作用下，使悬浮液中的液体通过多孔介质的孔道，而固体颗粒被截留在介质上，从而实现固、液分离的操作。滤浆滤饼滤浆：所处理的悬浮液过滤介质滤：过滤介质截留的固体颗粒滤液图3-17过滤操作示意图滤液：通过滤饼及过滤介质的液体实现过滤操作的外力：重力、压力差、惯性离心力
1 3.4 过滤 过滤是在外力作用下，使悬浮液中的液体通过多孔介 质的孔道，而固体颗粒被截留在介质上，从而实现固、液 分离的操作。 滤浆：所处理的悬浮液 滤鉼：过滤介质截留的固体颗粒 滤液：通过滤鉼及过滤介质的液体 实现过滤操作的外力：重力、压力差、惯性离心力
一、过滤方式1、饼层过滤在过滤介质表面而形成滤饼层“架桥”现象颗粒会在孔道中发生真正发挥截留颗粒作用的主要是滤饼少架桥现象图3-182、深床过滤过滤时悬浮液中的固体颗粒沉积于过滤介质床层内部
2 一、过滤方式 1、饼层过滤 •在过滤介质表面而形成滤饼层 •颗粒会在孔道中发生“架桥”现象 •真正发挥截留颗粒作用的主要是滤饼层 2、深床过滤 过滤时悬浮液中的固体颗粒沉积于过滤介质床层内部
二、过滤介质1、对过滤介质的性能要求：足够的机械强度尽可能小的流动阻力具有相应的耐腐蚀性和耐热性
3 二、过滤介质 1、对过滤介质的性能要求： ⚫足够的机械强度 ⚫尽可能小的流动阻力 ⚫具有相应的耐腐蚀性和耐热性
工业上常用的过滤介质的种类织物介质（又称滤布）：截留颗粒的最小直径为5~65μm。在工业上应用最为广泛。堆积介质：由各种固体颗粒堆积而成，多用于深床过滤中。多孔固体介质：具有很多微细孔道的固体材料，能截留1~3μm的微细颗粒
4 工业上常用的过滤介质的种类 •织物介质(又称滤布) ：截留颗粒的最小直径为 5～65μm。在工业上应用最为广泛。 •堆积介质： 由各种固体颗粒堆积而成，多用于深床 过滤中。 •多孔固体介质： 具有很多微细孔道的固体材料，能 截留1～3μm的微细颗粒
三、滤饼的压缩性和助滤性颗粒如果是不易变形的坚硬固体，当滤饼两侧的压强差增大时，颗粒的形状和颗粒间的空隙不会发生明显变化，单位厚度床层的流动阻力可视作恒定，这类滤饼称为不可压缩滤饼如果滤饼中的固体颗粒受压会发生变形，当滤饼两侧的压强差增大时，颗粒的形状和颗粒间的空隙会有明显的改变，单位厚度饼层的流动阻力随压强差增大而增大，这种滤饼为可压缩滤饼
5 三、滤饼的压缩性和助滤性 •颗粒如果是不易变形的坚硬固体，当滤饼两侧的压 强差增大时，颗粒的形状和颗粒间的空隙不会发生明 显变化，单位厚度床层的流动阻力可视作恒定，这类 滤饼称为不可压缩滤饼。 •如果滤饼中的固体颗粒受压会发生变形，当滤饼两 侧的压强差增大时，颗粒的形状和颗粒间的空隙会有 明显的改变，单位厚度饼层的流动阻力随压强差增大 而增大，这种滤饼为可压缩滤饼
助滤剂：某种质地坚硬而能形成疏松饼层的固体颗粒或纤维状物质，1、对助滤剂的基本要求(1)能形成多孔饼层的刚性颗粒，以保持滤饼有较高的空隙率，使滤饼有良好的渗透性及较低的流动阻力。(2)有化学稳定性，不与悬浮液发生化学反应，不溶于液相中。(3）在操作范围内应具有不可压缩性，以保持滤饼有较高的空隙率。以获得清净滤液为自的时，才采用助滤剂6
6 助滤剂：某种质地坚硬而能形成疏松饼层的固体颗粒或纤 维状物质， 1、对助滤剂的基本要求 （1）能形成多孔饼层的刚性颗粒，以保持滤饼有较高的空 隙率，使滤饼有良好的渗透性及较低的流动阻力。 （2）有化学稳定性，不与悬浮液发生化学反应，不溶于液 相中。 （3）在操作范围内应具有不可压缩性，以保持滤饼有较高 的空隙率。 以获得清净滤液为目的时，才采用助滤剂
2、助滤剂的种类粒状（硅藻土、珍珠岩粉、碳粉或石棉粉等）（纤维素、石棉等）和纤维状3、助滤剂的使用方法混入悬浮液或预涂于过滤介质上
7 2、助滤剂的种类 粒状（硅藻土、珍珠岩粉、碳粉或石棉 粉等）和纤维状（纤维素、石棉等） 3、助滤剂的使用方法 混入悬浮液或预涂于过滤介质上
3-3-2过滤基本方程式1、滤液通过饼层的流动特点由于构成饼层的颗粒尺寸很小，形成的滤液通道不仅细小1曲折，而且相互交联，形成不规则的网状结构。非定态过程：滤饼厚度随过程进行而不断增加，过滤阻力加大，滤液通过的速度减小；若要维持滤液通过速率不变则需不断增大操作压力滞流流动：由于滤液通道细小曲折，滤液在通道内的流速很小，多属于滞流流动的范围
8 3-3-2过滤基本方程式 1、滤液通过饼层的流动特点 ① 由于构成饼层的颗粒尺寸很小，形成的滤液通道不仅细小 曲折，而且相互交联，形成不规则的网状结构。 ② 非定态过程：滤饼厚度随过程进行而不断增加，过滤阻力 加大，滤液通过的速度减小；若要维持滤液通过速率不变， 则需不断增大操作压力。 ③ 滞流流动： 由于滤液通道细小曲折，滤液在通道内的流 速很小，多属于滞流流动的范围
2、滤液通过饼层的流动数学模型滤液通过平行细管的层流流动，由康采尼方程式可得u5a(1-8)2福u一按整个床层截面积计算的滤液平均流速，m/sAp一滤液通过滤饼层的压强降，PaL一滤层厚度，m
9 2、滤液通过饼层的流动数学模型 滤液通过平行细管的层流流动，由康采尼方程式可得 − = L p a ( ) u c 2 2 3 5 1 u—按整个床层截面积计算的滤液平均流速，m/s Δpc—滤液通过滤饼层的压强降，pa L—滤鉼层厚度，m
2、过滤速率过滤速度：单位时间通过单位过滤面积的滤液体积dvAde5a?(1-)过滤速率：单位时间获得的滤液体积d3AAP1de5a(1-)uV一滤液量，m3e一过滤时间，sA一过滤面积，m210
10 2、过滤速率 过滤速率：单位时间获得的滤液体积 ( ) ( ) 5 1 2 2 3 L A p d a dV c − = 过滤速度：单位时间通过单位过滤面积的滤液体积 ( ) ( ) 5 1 2 2 3 L p Ad a dV c − = V—滤液量，m 3 , θ—过滤时间，s A—过滤面积，m 2