Ⅰ 在恆壓過濾中,過濾速度如何變化
在恆定壓差下進行的過濾稱為恆壓過濾。此時,由於隨著過濾的進行,濾餅厚度逐漸增加,阻力隨之上升,過濾速率則不斷下降。
Ⅱ 恆壓過濾時，為什麼實驗數據第一點
過濾實驗，初始階段不採取恆壓操作的原因是開始過濾時，濾布的通透性版非常好，過濾權速度很快，不需要太高的壓力，隨著過濾的進行，過濾速度逐漸減慢，逐漸加壓，以增加過濾速度。當操作壓強增加一倍,其K值不一定增加一倍，要得到同樣的過濾量時,其過濾時間不會縮短一半。有時候物料的黏度過大，細顆粒雜質太多，增加壓力是沒用的，反而會降低過濾速度。此時採用助濾劑是比較好的選擇。
Ⅲ 恆壓過濾常數的測定實驗怎樣進行誤差分析
一、實驗目的
⒈ 掌握恆壓過濾常數 、 、 的測定方法，加深對 、 、 的概念和影響因素的理解。
⒉ 學習濾餅的壓縮性指數s和物料常數 的測定方法。
⒊ 學習 一類關系的實驗確定方法。
⒋ 學慣用正交試驗法來安排實驗，達到最大限度地減小實驗工作量的目的。
⒌ 學習對正交試驗法的實驗結果進行科學的分析，分析出每個因素重要性的大小，指出試驗指標隨各因素變化的趨勢，了解適宜操作條件的確定方法。
二、實驗內容
⒈ 設定試驗指標、因素和水平。因課時限制，必須合作共同完成一個正交表。故統一規定試驗指標為恆壓過濾常數 ，實驗室提供的實驗條件可以設定的因素及其水平如表3-1所示，其中除濾漿濃度可以選二水平或四水平外，其餘因素的水平必須按表3-1選取。並假定各因素之間無交互作用。
⒉ 統一選擇正交表，按所選正交表的表頭設計，填入與各因素水平對應的數據，使它變成直觀的「實驗方案」表格。
⒊ 分小組進行實驗，測定每個實驗條件下的過濾常數 、 、 。
⒋ 對試驗指標 進行極差分析和方差分析；指出各個因素重要性的大小；討論 隨其影響因素的變化趨勢；以提高過濾速度為目標，確定適宜的操作條件。
三、實驗原理
⒈ 恆壓過濾常數 、 、 的測定方法
過濾是利用過濾介質進行液—固系統的分離過程，過濾介質通常採用帶有許多毛細孔的物質如帆布、毛毯、多孔陶瓷等。含有固體顆粒的懸浮液在一定壓力的作用下液體通過過濾介質，固體顆粒被截留在介質表面上，從而使液固兩相分離。
在過濾過程中，由於固體顆粒不斷地被截留在介質表面上，濾餅厚度增加，液體流過固體顆粒之間的孔道加長，而使流體流動阻力增加。故恆壓過濾時，過濾速率逐漸下降。隨著過濾進行，若得到相同的濾液量，則過濾時間增加。
恆壓過濾方程
（3-1）
式中： —單位過濾面積獲得的濾液體積，m3 / m2；
—單位過濾面積上的虛擬濾液體積，m3 / m2；
—實際過濾時間，s；
—虛擬過濾時間，s；
—過濾常數，m2/s。
將式（3-1）進行微分可得：
（3-2）
這是一個直線方程式，於普通坐標上標繪 的關系，可得直線。其斜率為 ，截距為 ，從而求出 、 。至於 可由下式求出：
（3-3）
當各數據點的時間間隔不大時， 可用增量之比 來代替。
在本實驗裝置中，若在計量瓶中收集的濾液量達到100ml時作為恆壓過濾時間的零點。
那麼，在此之前從真空吸濾器出口到計量瓶之間的管線中已有的濾液再加上計量瓶中100ml濾液，這兩部分濾液可視為常量（用 表示），這些濾液對應的濾餅視為過濾介質以外的另一層過濾介質。在整理數據時，應考慮進去，則方程式（3-2）變為：
（各套 為200ml）
過濾常數的定義式：
（3-4）
兩邊取對數
(3-5)
因 ，故 與 的關系在對數坐標上標繪時應是一條直線，直線的斜率為 ，由此可得濾餅的壓縮性指數 ，然後代入式（3-4）求物料特性常數 。
⒉ 正交試驗法原理，參閱《化工基礎實驗》第3章。
四、實驗裝置
⒈ 本實驗共有八套裝置，設備流程如圖3-1所示，濾漿槽內放有已配製有一定濃度的硅藻土～水懸浮液。用電動攪拌器進行攪拌使濾漿濃度均勻（但不要使流體旋渦太大，使空氣被混入液體的現象），用真空泵使系統產生真空，作為過濾推動力。濾液在計量瓶內計量。
⒉ 濾漿升溫靠電熱，用調壓變壓器即時調節電熱器的加熱電壓來控溫。每個濾漿內有電熱器兩個。
⒊ 濾漿濃度的水平分別指存放在濾漿槽內濃度不同的濾漿。
⒋ 過濾介質的水平1、2分別指真空吸濾器（玻璃漏斗）G2、G3（G2、G3是玻璃漏斗的型號，出廠時標注在漏鬥上）。真空吸濾器的過濾面積為0.00385m2。
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
2
3
1
圖3-1 正交試驗法在過濾研究實驗中的應用的流程圖
1—攪拌裝置；2—溫度顯示儀；3—真空吸濾器；4—電熱棒；5—調節閥；6—濾液計量瓶；7—放液閥；
8—放液閥；9—真空表；10—進氣閥；11—緩沖罐；12—調節閥；13—真空泵；14—濾漿槽
五、實驗方法
⒈ 每個小組完成正交表中兩個試驗號的試驗，每個大組負責完成一個正交表的全部試驗。
⒉ 同一濾漿槽內，先做低溫，後做高溫。兩個濾漿槽內同一水平的溫度應相等。
⒊ 每組先把低溫下的實驗數據輸入計算機回歸過濾常數。當回歸相關系數大於0.95時，該組實驗合格，否則重新實驗。使用同一濾漿槽的兩組實驗均合格後，才能升溫。
⒋ 每一大組用同一台計算機匯總並整理全部實驗數據，每個小組列印一份結果。
⒌ 每個實驗的操作步驟：
⑴ 開動電動攪拌器將濾漿槽內硅藻土料漿攪拌均勻。將真空吸濾器按圖示安裝好，放入濾漿槽中，注意濾漿要浸沒吸濾器。
⑵ 打開進氣閥，關閉調節閥5。然後接通真空泵電閘。
⑶ 調節進氣閥10，使真空表讀數恆定於指定值，然後打開調節閥5，進行抽濾，待計量瓶中收集的濾液量達到100ml時，按表計時，作為恆壓過濾零點。記錄濾液每增加100ml所用的時間。當計量瓶讀數為800ml時停表並立即關閉調節閥5。
⑷ 打開進氣閥10和8，待真空表讀數降到零時，停真空泵。打開調節閥5，利用系統內大氣壓把吸附在吸濾器上濾餅卸到槽內。放出計量瓶內濾液，並倒回濾漿槽內。卸下吸濾器清洗待用。
⒍ 結束實驗後，切斷真空泵、電動攪拌器電源，清洗真空吸濾器並使設備復原。
六、注意事項
⒈ 每次實驗前都必須認真核對將做的實驗是否符合正交表中因素和水平的規定。
⒉ 每個人實驗的好壞，都會對整個大組的實驗結果產生重大影響。因此，每個人都應認真實驗，切不可粗心大意！
⒊ 放置真空吸濾器時，一定要把它浸沒在濾漿中，並且要垂直放置，防止氣體吸入，破壞物料連續進入系統和避免在器內形成濾餅厚度不均勻的現象。
⒋ 開關玻璃旋塞時，不要用力過猛，不許向外拔，以免損壞。
⒌ 每次實驗後應該把吸濾器清洗干凈。
⒍ 加熱濾漿時加熱電壓不能超過220V。當濾漿溫度快升到溫度的水平2所規定溫度時，加熱電壓應迅速降到40～50V。然後再酌情調節電壓進行升溫或保溫。
七、報告內容
⒈ 列出全部過濾操作的原始數據，表格由各組統一設計。
⒉ 用最小二乘法或作圖法求解正交表中一個試驗的 、 、 。
⒊ 把計算機輸出的恆壓過濾常數 、 、 填入實驗結果表中。
⒋ 對試驗指標K進行極差分析和方差分析，並寫出表中某列值的計算舉例。
⒌ 畫出表示K隨各因素水平變化趨勢的線圖，並做理論分析。
⒍ 由本次正交試驗可得出的結論。
⒎ 回答下列思考題
⑴ 為什麼每次實驗結束後，都得把濾餅和濾液倒回濾漿槽內？
⑵ 本實驗裝置真空表的讀數是否真正反映實際過濾推動力？為什麼？
表3-1 正交試驗的因素和水平
因素
水平
壓強差△P（Mpa）
過濾溫度t℃
濾漿濃度C
過濾介質M
1
0.03
室溫： ℃
5%
G2
2
0.04
室溫+10℃
10%
G3
3
0.05
15%
4
0.06
20%
Ⅳ 恆壓過濾時,欲增加過濾速率,可行的措施有哪些
恆壓的話就不能抽濾了。
攪拌防止沉澱堵塞。
增加濾紙與溶液接觸的表面積，或者說換大漏斗、大濾紙，甚至折成菊花狀濾紙
或者索性換更高級的濾紙……
Ⅳ 影響過濾速率的主要因素有哪些
1.過濾速率與過濾速度
過濾速率是指過濾設備單位時間所能獲得的濾液體積,表明了過濾設備的生產能力；過濾速度是指單位時間單位過濾面積所能獲得的濾液體積,表明了過濾設備的生產強度,即設備性能的優劣.過濾速率與過濾推動力成正比與過濾阻力成反比.在壓差過濾中,推動力就是壓差,阻力則與濾餅的結構、厚度以及濾液的性質等諸多因素有關,比較復雜.\x0d2.恆壓過濾與恆速過濾
在恆定壓差下進行的過濾稱為恆壓過濾.此時,由於隨著過濾的進行,濾餅厚度逐漸增加,阻力隨之上升,過濾速率則不斷下降.維持過濾速率不變的過濾稱為恆速過濾.為了維持過濾速率恆定,必須相應地不斷增大壓差,以克服由於濾餅增厚而上升的阻力.由於壓差要不斷變化,因而恆速過濾較難控制,所以生產中一般採用恆壓過濾,有時為避免過濾初期因壓差過高引起濾布堵塞和破損,也可以採用先恆速後恆壓的操作方式,過濾開始後,壓差由較小值緩慢增大,過濾速率基本維持不變,當壓差增大至系統允許的最大值後,維持壓差不變,進行恆壓過濾.\x0d①懸浮液的性質
懸浮液的粘度對過濾速率有較大影響.粘度越小,過濾速率越快.因此對熱料漿不應在冷卻後再過濾,有時還可將濾漿先適當預熱；由於濾漿濃度越大,其粘度也越大,為了降低濾漿的粘度,某些情況下也可以將濾漿加以稀釋再進行過濾,但這樣會過濾容積增加,同時稀釋濾漿也只能在不影響濾液的前提下進行.\x0d②過濾推動力
要使過濾操作得以進行,必須保持一定的推動力,即在濾餅和介質的兩側之間保持有一定的壓差.如果壓差是靠懸浮液自身重力作用形成的,則稱為重力過濾,如化學實驗中常見的過濾；如果壓差是通過在介質上游加壓形成的,則稱為加壓過濾；如果壓差是在過濾介質的下游抽真空形成的,則稱為減壓過濾（或真空抽濾）；如果壓差是利用離心力的作用形成的,則稱為離心過濾.重力過濾設備簡單,但推動力小,過濾速率慢,一般僅用來處理固體含量少且容易過濾的懸浮液；加壓過濾可獲得較大的推動力,過濾速率快,並可根據需要控制壓差大小,但壓差越大,對設備的密封性和強度要求越高,即使設備強度允許,也還受到濾布強度、濾餅的壓縮性等因素的限制,因此,加壓操作的壓力不能太大,以不超過500kpa為宜.真空過濾也能獲得較大的過濾速率,但操作的真空度受到液體沸點等因素的限制,不能過高,一般在85kpa以下.離心過濾的過濾速率快,但設備復雜,投資費用和動力消耗都較大,多用於顆粒粒度相對較大、液體含量較少的懸浮液的分離.一般說來,對不可壓縮濾餅,增大推動力可提高過濾速率,但對可壓縮濾餅,加壓卻不能有效地提高過程的速率.\x0d③過濾介質與濾餅的性質
過濾介質的影響主要表現在對過程的阻力和過濾效率上,\x0d金屬網與棉毛織品的空隙大小相差很大,生產能力和濾液的澄清度的差別也就很大.因此,要根據懸浮液中顆粒的大小來選擇合適的過濾介質.濾餅的影響因素主要有顆粒的形狀、大小、濾餅緊密度和厚度等,顯然,顆粒越細,濾餅越緊密、越厚,其阻力越大.當濾餅厚度增大到一定程度,過濾速率會變得很慢,操作再進行下去是不經濟的,這時只有將濾餅卸去,進行下一個周期的操作.
Ⅵ 過濾原理和壓濾機
一、過濾原理
過濾操作是利用重力或人為造成的壓差使懸浮液通過某種多孔性過濾介質，懸浮液中的固體顆粒被截留，而濾液則穿過介質流出。
過濾過程的原理如圖6-1所示。待過濾的懸浮液稱為濾漿。對泥漿的過濾，泥漿就是濾漿。具有許多小孔用來截留固體顆粒的多孔材料稱為過濾介質。通過過濾介質的液體稱為濾液。被截留的物質稱為濾餅。
在圖6-1裝置中，濾漿通入過濾介質上面，濾漿中的水分通過介質的小孔成濾液流出，固體物料被介質截留積成濾餅。過濾介質常為多孔織物。事實上，當濾餅形成後，其本身也變成一種過濾介質。
圖6-1過濾原理示意圖
1-濾漿；2-濾餅；3-過濾介質；4-濾液
過濾開始時，濾餅尚未形成，過濾阻力就是介質阻力。但是，隨著過濾時間的增長，濾餅逐漸形成，濾液通過介質的阻力也逐漸增大，為了過濾能維持下去，就必須給以一定的動力。因此，在大多數情況下，為使濾液能克服阻力，易於流出，需要泵或真空泵來使過濾介質兩側維持一定的壓力差。
過濾時，大於濾孔的顆粒被介質截留，小的微粒也會由於「架橋」等現象被截留。對於用織物介質過濾，開始時只有介質阻力，當濾餅形成後，過濾阻力為濾餅阻力和介質阻力之和；當濾餅達到相當厚度時，介質阻力可忽略不計，濾餅變成實際的過濾介質。由於濾漿所含顆粒大小不一，一般情況下，介質不能完全阻止細粒通過，故過濾開始時，濾液往往呈渾濁，過了一會兒後，濾液才顯澄清。
泥漿過濾脫水操作並不是整個過程是恆速或恆壓進行的，而是分階段操作。因為如整個過程用恆速過濾，到操作末期，壓強要求很高，恆壓過濾雖簡單，但因開始時濾布表面未形成濾餅，過濾速度過大，較細顆粒穿透濾布使濾液渾濁，有些顆粒堵塞在濾布孔隙，接著又在濾布表面形成比較緻密的初期濾餅，使阻力增大，也給後來的過濾運作帶來困難。故通常在操作開始階段，採用低壓，然後逐漸升壓，當壓力達到要求時，轉為恆壓過濾。即過濾是分階段進行操作的，初期接近於恆速過濾，之後轉為恆壓過濾。
過濾操作時，單位時間通過單位過濾面積的濾液體積稱為過濾速率。設過濾設備的過濾面積為A，在過濾時間為t時所獲得的濾液量為V，則過濾速率v為
非金屬礦產加工機械設備
式中，
過濾操作中，濾餅厚度不斷增加，在一定壓差下，濾液通過的速率
二、濾餅的洗滌
某些過濾操作為了把殘留在濾餅內的可溶性雜質除去以提高固體的純度，或者為了回收濾餅中殘留的母液，在除渣前需要對濾餅進行洗滌。有時為了進一步提高固體純度，需要經過多次漿液的過濾操作。
洗滌速率的表示與過濾速率相似。倘以V為洗滌液的體積，則速率為
洗滌水用量一般以所得濾液的百分比表示。洗滌水量除以洗滌速度，即得洗滌所需的時間。
三、壓濾機的構造與操作
各種生產工藝形成的懸浮液性質有很大的差異，過濾的目的，原料的處理量也很不相同。長期以來，為適應各種不同要求而發展了多種形式的過濾機，這些過濾機按產生壓差的方式不同可分成兩大類：
1.壓濾和吸濾：如葉濾機、板框壓濾機、回轉真空過濾機等。在非金屬礦產加工中，用於泥漿脫水，要求泥餅含水分較低，一般用板框壓濾機。
2.離心過濾：有各種間歇卸料和連續卸料的離心機。
板框壓濾機
板框壓濾機是所有加壓過濾機中最簡單和應用最廣的一種機型。它由板和框交替裝配而成。板和框均可由各種結構材料製成，如鑄鐵、木材、聚丙烯等。
濾板表面可做成骨架形式，或者開槽，或者鑽孔以做為排液通路。濾框是中空的，在過濾過程中，濾餅在濾框內集聚，如圖6-3所示。一般編織物的過濾介質覆蓋著每塊濾板的兩個過濾表面。濾板和濾框的個數在機座長度范圍內可自行調節，一般為10～60塊不等，過濾面積約為2～80m2。
濾板和濾框可做成正方形或圓形，濾板和濾框垂直懸掛在一對橫樑上，上推板固定於一端，另一端的壓緊板藉助於旋轉絲杠和板手轉動桿，或齒輪傳動裝置，或液壓壓緊裝置使壓緊板向前移動，把濾框壓緊在兩濾板之間，使其緊固不漏液，如圖6-2所示。
圖6-2板框壓濾機
1-固定頭；2-濾板；3-濾框；4-濾布；5-壓緊裝置
圖6-3濾板和濾框
1-懸浮液通道；2-洗滌液入口通道；3-濾液通道；4-洗滌液出口通道
壓濾機通過在板和框角上的通道，或板與框兩側伸出的掛耳通道加料和排出濾液。濾液通道貫通壓濾機全部長度並接入末端的排液管道稱為暗流式。如通過每塊板上濾液閥流到壓濾機下部的敞口槽則稱為明流式。如果過濾的物料是有毒的、易揮發的物質，必須採用暗流式。
濾板和濾框的構造如圖6-3。板和框的四角開有圓孔，組裝疊合後即分別構成供濾漿、濾液、洗滌液進出的通道（圖6-4）。操作開始前，先將四角開孔的濾布蓋於板和框的交界面上，板和框壓緊後，過濾操作時，懸浮液從通道1進入濾框，濾液穿過框兩邊的濾布，從每一濾板的左下角經通道3排出機外。待框內充滿濾餅，即停止過濾。此時可根據需要，決定是否對濾餅進行洗滌。可進行洗滌的板框壓濾機（可洗式板框壓濾機）的濾板有兩種結構：洗滌板與非洗滌板，兩者應作交替排列。洗滌液由通道2（圖6-3c）進入洗滌板的兩側，穿過整塊框內的濾餅，在非洗滌板的表面匯集，由右下角小孔流入通道4排出。待洗滌完畢後，即停車松開螺旋，卸除濾餅，洗滌濾布，為下一次過濾作好准備。如圖6-4所示。
圖6-4板框壓濾機的過濾和洗滌原理圖
由上圖可見，洗滌時，洗滌液所走的途程為濾餅的全部厚度，而在過濾時，濾液的途程只約為其一半；並且，洗滌液須穿過兩層濾布而濾液只須穿過一層。此外，洗滌液所通過的過濾面積僅為濾液的一半。故在板框壓濾機中洗滌速率僅約為最後過濾速率的1/4。
板框壓濾板濾板尺寸范圍為（100×100～1550×1550）mm2，濾框厚度為25～200mm，操作壓力通用型為0.7MPa。一般金屬材料製作的板框壓濾板，對460×460mm2以上濾框，其操作壓力為1MPa，對600～900mm的濾框，其操作壓力為0.7MPa，大於900mm的濾框為0.5MPa，用木材製作的壓濾機的濾框最大工作壓力為0.45～0.5MPa，硬聚丙烯濾板和濾框工作溫度在40℃以下，其操作壓力為0.4MPa。壓濾機的過濾速率和濾餅的密度受到各種因素的影響，由物料的性質、濾框的有效厚度和操作壓力所決定，可靠的設計數據必須通過對物料的實驗而獲得。
板框壓濾機結構簡單緊湊，過濾面積大，主要用於過濾固體含量多的懸浮液。由於它可承受較高的壓差，因此可用於過濾細小顆粒或液體粘度較高的物料，濾餅中含水量較一般過濾機低，單位產量佔地面和空間少。但由於排渣和洗滌易發生對過濾介質的磨損，過濾介質壽命短，手動拆框勞動強度大，工作條件較差。近代各種自動操作板框壓濾機的出現，使這一缺點在一定程度上得到克服。
我國生產的板框壓濾機主要有BAS、BMS、BM、BA等型號，廣泛應用於化工、石油、制葯、食品、陶瓷及非金屬礦產加工部門。壓緊方式有手動螺旋壓緊、機械螺旋壓緊和液壓壓緊三類。
板框壓濾機操作壓力為0.6～0.8MPa，手柄旋緊壓力為5MPa，液壓壓緊壓力為30MPa。設備分為洗滌和不可洗滌兩大類型。板框壓濾機型號意義如下：B——板框，M——明流；A——暗流；S——手動；J——機械；Y——液壓；例如，手動螺旋壓緊明流式板框壓濾機BMS60-810/25，代表過濾面積60m2，濾框尺寸810×810mm2，板框厚度為25mm。
自動板框壓濾機是操作連續而過程間歇的板框壓濾機。這類機器裝有專門的機構分別完成自動壓緊、自動開框、自動卸餅、自動沖洗濾布等操作步驟。由電器控制可使各個操作步驟按預先安排的程序自動完成，使整個生產過程實現了半自動控制和遠距離操縱，因此，克服了古老的板框壓濾機用手工操作帶來的各種缺點。我國已生產
圖6-5自動板框壓濾機結構外形
自動板框壓濾機操作時，可用0.5～0.6MPa壓縮空氣通入內腔，吹鼓橡膠膜，擠出濾渣水分，自動壓干濾餅。當板框自動拉開時，橡膠膜恢復原狀，將濾餅卸料。通過濾布的驅動機構，壓濾機濾布在通過洗滌箱的行程中，接受噴水管噴水，刷輥與濾布反方向轉動，實現了自動清洗濾布的目的。全部操作過程實現了半自動遠距離控制。
表6-1列出了部分國產板框壓濾機的規格和技術性能。
四、安裝使用
1.壓濾機的安裝。將左右機架放在水泥基礎上，上好橫梁，打好水平，擰緊螺母，灌注混凝土入預留孔至滿，待牢固後擰緊地腳螺栓螺母，裝上濾片及壓緊裝置等其他零部件。
2.壓濾機是和泥漿泵或隔膜泵配套使用的，泥漿從漿池吸入，泥餅又是一塊塊卸出的，故在流程布置上應全面考慮到漿池至壓濾機的高差要小，線路短，彎曲小，泥餅容易輸送到指定地點，清水的排泄方便等。
表6-1板框壓濾機的技術性能
3.由過濾原理可知，操作程序最好在開頭是從低壓開始，維持近似於恆速過濾，一段時間後維持恆壓過濾，這可以通過調壓閥來控制。
4.為了防止泥漿噴漏事故，密封面要平整，壓緊力要施加均勻，不要偏載。
5.要鎖緊陰陽螺母，濾布的張掛松緊程度要適中，破損後要及時更換。
Ⅶ 固液分離
固液分離的目的是回收懸浮液中的有用物質，它可以是懸浮液中的一相，也可以是兩相。為達到固液分離的目的而採用的主要操作方法有重力沉降、離心分離和過濾。
一、重力沉降方法
懸浮液中固體顆粒的密度比液相大，它在重力的作用下發生相對運動而達到兩相分離。
二、過濾
過濾是以某種多孔物質為介質，在外力作用下，懸浮液中固體顆粒被截留，液相通過介質的孔道流出而實現固液分離的方法。外力可以是重力、離心力和用機械方法在多孔物質的上、下游兩側施加的壓強差。常見的過濾設備有真空過濾機、板框壓濾機、離心式過濾機等。
圖5－1 深層過濾機理
過濾主要有兩種方式:一種為深層過濾，其過濾機理見圖5－1。特點是固體顆粒黏附在過濾介質的孔洞內，適用於固體顆粒粒徑小於過濾介質的孔洞直徑，並且含固量小於0.1%的懸浮液。另一種為濾餅過濾，它應用織物、多孔固體或孔膜等作為過濾介質，這些介質的孔一般小於顆粒，過濾時流體可以通過介質的小孔，顆粒的尺寸大，不能進入小孔而被過濾介質截留形成濾餅。因此，顆粒的截留主要依靠篩分作用，見圖5－2。其特點是固體顆粒呈餅狀沉積在過濾介質上游一側，適用固含量較高的懸浮液。
圖5－2 濾餅過濾過程
1.過濾介質
織物介質:又稱濾布，包括由棉、毛、絲、麻等天然纖維及由各種合成纖維製成的織造和非織造濾布，以及由金屬或非金屬材料織成的網。此類過濾介質在工業上應用最廣。
粒狀介質:包括砂、木炭、石棉、硅藻土、珍珠岩等堅硬顆粒物質，多用於深床過濾和助濾劑。
多孔類固體介質:它是一種具有很多微細孔道的固體材料，如多孔陶瓷、多孔塑料、多孔氧化鋁、多孔金屬等製成的管和板。適用於處理只含少量細小顆粒的懸浮液。
2.過濾的操作方式
恆壓過濾:它是在恆定壓強差下進行的，是一種最常見的過濾操作方式。連續式過濾機上進行的過濾都是恆壓過濾;間歇式過濾機上進行的過濾也多為恆壓過濾。在恆壓過濾時，因濾餅不斷增厚，致使過濾阻力逐漸增加，但由於施加的壓差是恆定的，故過濾速率逐漸減小。
恆速過濾:它是指過濾速率維持恆定的過濾操作方式。如板框壓濾機，它的內部空間是一定的，當懸浮液充滿內部空間後，繼續以恆速供料保持濾液流量的恆定。恆速過濾時，因濾餅的厚度在不斷增加，濾餅的過濾阻力也隨之增加，要維持恆速過濾就必須不斷提高過濾壓力克服過濾阻力。所以實際操作上是不可能將恆速過濾進行到底的。
先恆速後恆壓過濾:它是將恆壓過濾和恆速過濾合理結合起來的過濾操作方式。一般是在過濾開始時先進行恆速過濾，避免濾液的渾濁和過濾介質孔洞的阻塞，當到達一定壓力後進行恆壓過濾以提高濾餅的固含量。
3.懸浮液的預處理
過濾過程中常會遇到過濾速率低，濾餅呈膠體或凝膠狀態，濾液渾濁等現象。為了盡量避免這些情況的出現，提高設備的過濾效率，就需要對懸浮液進行預處理。預處理的方法有化學法和物理法兩種。
(1)化學法
化學法可分為凝聚、絮凝和改變表面張力三種。
凝聚:在懸浮液中加入無機電解質，如明礬、石灰、鋁離子和鐵離子等，使顆粒相互黏結成較大顆粒而易於過濾分離。
絮凝:在懸浮液中加入高分子絮凝劑，使顆粒在絮凝劑作用下聚集成大顆粒或絮團，以利於過濾分離。絮凝劑有天然和合成的兩種，如動物膠、澱粉、聚丙烯酸胺等。常用的合成高分子絮凝劑有以下三類。
陽離子型:聚胺、聚2－羥丙基－N－甲基氯化銨、聚2－羥丙基－l、聚丙烯酸胺曼尼希反應衍生物、甲基丙烯酸－N。
陰離子型:聚丙烯酸鈉、聚苯乙烯羧酸鈉。
非離子型:聚丙烯酸胺、聚氧化乙烯。
改變表面張力:在懸浮液中加入表面活性劑降低液體的表面張力，使分離後濾餅中殘存水分減少，固含量提高。
(2)物理法
包括陳化、結晶、改變懸浮液的溫度、降低懸浮液的黏度以及加入助濾劑等。
4.常見過濾設備
(1)板框壓濾機
板框壓濾機是由許多塊濾板和濾框交替排列而成，板和框都用支耳架在一對橫樑上，可用壓緊裝置壓緊和拉開。板框壓濾機的結構及工作原理見圖5－3。板框自動壓濾機外形見圖5－4。
圖5－3 板框壓濾機工作原理
圖5－4 板框自動壓濾機外形圖
板和框多做成正方形，板和框的角端開有工藝用孔，孔的數目同工藝要求有關，從2個到4個不等，板框合並壓緊後即構成供濾液、洗液和懸浮液流通的孔道。框的兩側覆以濾布，空框與濾布圍成了容納待濾液及濾餅的空間。濾板的作用有兩點:一點是支撐濾布;另一點是提供濾液通道。為此濾板上製成各種凹凸紋路，凸者支撐濾布，凹者形成濾液通道。對於可洗濾餅的板框壓濾機，濾板又分為洗滌板和非洗滌板兩種，兩種濾板的結構和作用有所不同。
板框壓濾機的操作十分重要。過濾時進料的壓力應逐步緩慢增加，防止壓力過大導致濾布表面的孔隙被堵塞，過濾不能正常進行。
板框壓濾機的濾液排出方式分為明流和暗流兩種。若濾液由每塊濾板底部直接排出稱為明流。明流的優點是便於觀察各濾板的工作情況。若濾液不宜暴露於空氣中，則需要將各板排出的濾液匯集後經總管排出，稱為暗流。
板框壓濾機具有結構簡單，製造方便，附屬設備少，單位過濾面積較大，過濾壓力高，對各種懸浮液適應性強等特點，應用比較廣泛。但因為是間歇操作，故生產效率低，勞動強度大，濾布損耗嚴重，洗滌效果較差。
圖5－5 箱式壓濾機工作原理
板框壓濾機的規格較多，過濾面積可以從幾平方米到幾百平方米。
(2)箱式壓濾機
箱式壓濾機是板框壓濾機的改進型式，國外稱為凹板壓濾機，它保留了板框壓濾機的優點，克服了板框壓濾機的一些缺點，它可以在過濾中對濾餅進行洗滌。箱式壓濾機結構及工作原理見圖5－5。
(3)帶式壓濾機
帶式壓濾機是一種結構簡單，操作方便，性能優良的連續壓濾機。它在結構上借鑒了造紙機連續滾壓的機構;各種聚合電解質絮凝劑的應用，為帶式壓濾機提供了工藝上的條件;多聚酯纖維濾網為它提供了良好的濾帶，這三個因素創造了帶式壓濾機出現和應用的條件。
目前，帶式壓濾機被廣泛應用於過濾各種污泥、選煤產品、濕法冶金的殘渣、管道輸送的物料等。但在選礦產品中應用較少。
帶式壓濾機主要由一系列按順序排列的、直徑大小不同的輥輪、兩條纏在這系列輥輪上的過濾帶，以及給料裝置、濾布清洗裝置、高速調偏裝置、張緊裝置等部分組成。
帶式壓濾機的工作包括四個基本的過程:絮凝和給料，重力脫水，擠壓脫水，卸料和清洗濾帶。帶式壓濾機的結構和工作原理見圖5－6，對置滾壓式帶濾機結構及工作原理見圖5－7。
圖5－6 帶式壓濾機的工作原理
圖5－7 對置滾壓式帶濾機
(4)轉鼓真空過濾機
轉鼓真空過濾機是一種連續操作的過濾設備。廣泛用於礦物加工和化工等部門。它主要適用於固體顆粒粒徑在0.01～1mm的懸浮液的過濾。設備的主體是一個能轉動的水平圓筒，圓筒表面為有孔的金屬板或金屬絲網，網上再覆蓋濾布，懸浮液在圓筒的下部與圓筒接觸。接觸的部位可以是圓筒的內表面，也可是外表面，工業上最常見的是外表面接觸。轉鼓真空過濾機工作原理見圖5－8。
圖5－8 轉鼓真空過濾機工作原理
轉鼓內部沿徑向分隔成若干扇形格，每格均有單獨孔通道通向分配頭。當轉鼓轉動時，憑借分配頭的作用使這些孔道依次與真空管及壓縮空氣相通，故轉鼓在回轉一周的過程中每個扇格可按順序進行過濾、洗滌、脫水、吹松、卸餅等操作。分配頭由緊密貼合的轉動盤和固定盤構成，轉動盤隨轉軸一起旋轉，固定盤側面的各四槽分別與不同作用的管道相通。固定盤有三個凹槽，故整個轉鼓可分為三個區域:過濾區、洗滌及脫水區、卸料和再生區。
外濾面轉鼓真空過濾機能連續自動操作，生產能力大，特別適宜於處理量大並易過濾的懸浮液;附屬設備較多，投資費用高，過濾面積不大，濾餅含水量較高，洗滌不充分。
(5)動態過濾機
動態過濾機是利用現代動態過濾技術生產的新型過濾設備，它主要是為解決用濾餅層過濾難以過濾的懸浮液的高效過濾和洗滌問題。它可以在密閉、高溫、高壓等條件下用一台設備連續完成過濾、增濃、洗滌和脫水等過濾操作。
動態過濾是在傳統固定濾餅層過濾理論上發展起來的，但兩者在機理上完全不同。在動態過濾過程中，懸浮液在介質上高速平行流動，當濾液穿過過濾介質時，固體顆粒在介質上不沉積或只有極少量沉積產生極薄的濾餅。因此動態過濾的過濾阻力就主要由過濾介質所決定，這樣對於顆粒細小、形成的濾餅為可壓縮性濾餅的懸浮液，用動態過濾就可得到快速有效的分離效果。
圖5－9 旋葉式過濾機
動態過濾機的洗滌效果也特別優異。當洗滌液進入過濾機時，由於濾渣是高速流動的，故洗滌液和濾渣能得到充分混合，防止了洗滌液短路和洗滌死區的現象出現，提高了洗滌效率並節省了洗滌液。動態過濾機通過降低過濾阻力使過濾效率有了很大的提高。在相同的過濾面積和操作條件下，動態過濾機的生產能力比板框過濾機的生產能力能提高6倍以上，並且能連續過濾，可實現自動化操作。常見的動態過濾機有旋葉式、旋管式和平板式壓濾機。旋葉式過濾機結構見圖5－9。三、離心分離方法
是懸浮液依靠慣性離心力的作用而實現固液分離的過程。
常見的離心分離設備有旋流分離器，沉降離心機等。主要用於脫水、濃縮、分離、澄清、凈化及固體顆粒的分級等工藝過程。離心機的主要構件為一快速旋轉的轉鼓，轉鼓安裝在垂直或水平的軸上，當料漿進入轉鼓內後，隨轉鼓旋轉而旋轉，在離心力作用下實現分離。轉鼓的外壁分為有孔和無孔兩種;有孔的轉鼓在內表面覆以濾布，當轉鼓快速旋轉時濾液在離心力作用下穿過濾布而被甩出，顆粒被濾布所截留，這個操作稱為離心過濾;無孔的轉鼓是當轉鼓快速旋轉後料漿在離心力作用下按密度不同而分層，密度大的靠近轉鼓外壁，密度小的靠近轉鼓中央，這個操作稱為離心沉降。離心沉降通常又根據所處理的料漿不同分為兩類:一類是對懸浮液進行的離心沉降繼續操作，稱為離心沉降;另一類是對乳濁液或含有微量團體顆粒的懸浮液進行的離心沉降操作，稱為離心分離。
離心機的分類方法有很多，如按操作方式可分為過濾式離心機、沉降式離心機和分離式離心機;按操作過程可分為間歇操作離心機和連續操作離心機;當然離心機的分類方法還有許多，如按結構型式、分離因素、卸料方式等進行分類。
1.三足式離心機
圖5－10 三足離心機
1.三足式離心機
三足式離心機是工業上最早應用的間歇式離心機，也是目前我國應用最廣、製造最多的一種離心機。其最重要的特徵是轉鼓懸掛在機座的三根支柱上。三足式離心機有過濾式和沉降式兩種，常用的多為過濾式。其卸料方法有人工卸料和機械卸料兩種，每種方法又有各種方式。三足離心機結構見圖5－10。
三足式離心機具有結構簡單、價格低、運轉平穩、適應性強等優點，適用於過濾周期長，處理量不大，要求濾渣含濕量低的場合;其缺點是操作周期長，生產能力低，只能用於中小型生產。
2.卧式刮刀卸料離心機
卧式刮刀卸料離心機是一種間歇式離心機，有過濾式和沉降式兩種，以過濾式使用較多。主要用於處理含有中等或小顆粒且顆粒不怕被刮刀破壞的懸浮液。其特點是對料液的濃度和數量變化不敏感;過濾時間、洗滌時間、分離以及卸料時間均可自由調節;濾渣較干;並能得到較好的洗滌效果;操作周期短，生產能力大。但對顆粒破碎嚴重，電機負荷不均勻，並且濾渣也不能除盡。虹吸刮刀卸料離心機是過濾式刮式刮刀卸料離心機的重要改進型式。它利用虹吸原理增加了過濾的推動力，使生產效率明顯提高。並且還可以根據過程的需要自由調節過濾速度，以利濾渣的洗滌和乾燥。
3.卧式活塞推料離心機
卧式活塞推料離心機是一種連續加料、脈動卸料的過濾式離心機。它具有效率高、產量高、生產連續化、操作穩定可靠等特點。但對料液的濃度變化較敏感，並且需要固體顆粒的粒徑較大才能正常進行操作。卧式活塞推料離心機的活塞級數除單級外，還有雙級、三級、四級等。我國生產的主要為單級和雙級活塞兩種。卧式刮刀卸料離心機結構及工作原理見圖5－11。
4.卧式螺旋卸料沉降離心機
卧式螺旋卸料沉降離心機簡稱卧螺離心機。其結構及工作原理見圖5－12。它是一種在全速運轉條件下連續進料、分離和卸料的連續式沉降離心機。它適用於各種粒徑以及固含量為1%～50%的懸浮液的固液分離;對於三相混合物、粒子分級、活性污泥脫水和其他難分離物料的分離也能得到滿意的分離效果。它的主要優點是:自動連續操作，無濾網和濾布，能長期運轉，維修方便;應用范圍廣，能完成固相脫水、液相澄清、液－液－固三相分離、粒度分級等工作過程;對物料適應性強，適用於較寬的粒度分布和較大的濃度波動;結構緊湊，易於密封。某些機型能在加壓和低溫下操作;單機生產能力大，分離質量高，操作費用低。但卧螺離心機也有不足之處，如沉渣含濕量較高，洗滌效果不好，結構復雜，造價高等。
圖5－11 活塞推料離心機
圖5－12 卧式螺旋轉筒離心機結構示意圖
四、常見固液分離設備的型式及適用范圍
目前固液分離的設備種類繁多，選型的范圍也廣，如何選擇合適的、合理的固液分離設備是一個十分復雜的問題。常見固液分離設備的適用范圍見表5－1。不同過濾方式的分離效果見表5－2。
表5－1 常見固液分離設備的適用范圍
表5－2 不同過濾方式的分離效果
Ⅷ 隨著過濾時間的增加，過濾速率如何變化
在恆定壓差下進行的過濾稱為恆壓過濾。此時,由於隨著過濾的進行,濾餅厚度逐漸增加,阻力隨之上升,過濾速率則不斷下降。
Ⅸ .為什麼板框壓濾機洗滌速率近似等於過濾終了時過濾速率的四分之一倍 ...
由於橫穿洗滌法中，洗滌液所穿過的濾餅厚度是最終過濾時濾液穿過的兩倍，而洗滌液的流通截面積只有濾夜流通面積的二分之一，假定粘度一樣時，洗滌速度是最終過濾速度的四分之一