Ⅰ 在恒压过滤中,过滤速度如何变化
在恒定压差下进行的过滤称为恒压过滤。此时,由于随着过滤的进行,滤饼厚度逐渐增加,阻力随之上升,过滤速率则不断下降。
Ⅱ 恒压过滤时，为什么实验数据第一点
过滤实验，初始阶段不采取恒压操作的原因是开始过滤时，滤布的通透性版非常好，过滤权速度很快，不需要太高的压力，随着过滤的进行，过滤速度逐渐减慢，逐渐加压，以增加过滤速度。当操作压强增加一倍,其K值不一定增加一倍，要得到同样的过滤量时,其过滤时间不会缩短一半。有时候物料的黏度过大，细颗粒杂质太多，增加压力是没用的，反而会降低过滤速度。此时采用助滤剂是比较好的选择。
Ⅲ 恒压过滤常数的测定实验怎样进行误差分析
一、实验目的
⒈ 掌握恒压过滤常数 、 、 的测定方法，加深对 、 、 的概念和影响因素的理解。
⒉ 学习滤饼的压缩性指数s和物料常数 的测定方法。
⒊ 学习 一类关系的实验确定方法。
⒋ 学习用正交试验法来安排实验，达到最大限度地减小实验工作量的目的。
⒌ 学习对正交试验法的实验结果进行科学的分析，分析出每个因素重要性的大小，指出试验指标随各因素变化的趋势，了解适宜操作条件的确定方法。
二、实验内容
⒈ 设定试验指标、因素和水平。因课时限制，必须合作共同完成一个正交表。故统一规定试验指标为恒压过滤常数 ，实验室提供的实验条件可以设定的因素及其水平如表3-1所示，其中除滤浆浓度可以选二水平或四水平外，其余因素的水平必须按表3-1选取。并假定各因素之间无交互作用。
⒉ 统一选择正交表，按所选正交表的表头设计，填入与各因素水平对应的数据，使它变成直观的“实验方案”表格。
⒊ 分小组进行实验，测定每个实验条件下的过滤常数 、 、 。
⒋ 对试验指标 进行极差分析和方差分析；指出各个因素重要性的大小；讨论 随其影响因素的变化趋势；以提高过滤速度为目标，确定适宜的操作条件。
三、实验原理
⒈ 恒压过滤常数 、 、 的测定方法
过滤是利用过滤介质进行液—固系统的分离过程，过滤介质通常采用带有许多毛细孔的物质如帆布、毛毯、多孔陶瓷等。含有固体颗粒的悬浮液在一定压力的作用下液体通过过滤介质，固体颗粒被截留在介质表面上，从而使液固两相分离。
在过滤过程中，由于固体颗粒不断地被截留在介质表面上，滤饼厚度增加，液体流过固体颗粒之间的孔道加长，而使流体流动阻力增加。故恒压过滤时，过滤速率逐渐下降。随着过滤进行，若得到相同的滤液量，则过滤时间增加。
恒压过滤方程
（3-1）
式中： —单位过滤面积获得的滤液体积，m3 / m2；
—单位过滤面积上的虚拟滤液体积，m3 / m2；
—实际过滤时间，s；
—虚拟过滤时间，s；
—过滤常数，m2/s。
将式（3-1）进行微分可得：
（3-2）
这是一个直线方程式，于普通坐标上标绘 的关系，可得直线。其斜率为 ，截距为 ，从而求出 、 。至于 可由下式求出：
（3-3）
当各数据点的时间间隔不大时， 可用增量之比 来代替。
在本实验装置中，若在计量瓶中收集的滤液量达到100ml时作为恒压过滤时间的零点。
那么，在此之前从真空吸滤器出口到计量瓶之间的管线中已有的滤液再加上计量瓶中100ml滤液，这两部分滤液可视为常量（用 表示），这些滤液对应的滤饼视为过滤介质以外的另一层过滤介质。在整理数据时，应考虑进去，则方程式（3-2）变为：
（各套 为200ml）
过滤常数的定义式：
（3-4）
两边取对数
(3-5)
因 ，故 与 的关系在对数坐标上标绘时应是一条直线，直线的斜率为 ，由此可得滤饼的压缩性指数 ，然后代入式（3-4）求物料特性常数 。
⒉ 正交试验法原理，参阅《化工基础实验》第3章。
四、实验装置
⒈ 本实验共有八套装置，设备流程如图3-1所示，滤浆槽内放有已配制有一定浓度的硅藻土～水悬浮液。用电动搅拌器进行搅拌使滤浆浓度均匀（但不要使流体旋涡太大，使空气被混入液体的现象），用真空泵使系统产生真空，作为过滤推动力。滤液在计量瓶内计量。
⒉ 滤浆升温靠电热，用调压变压器即时调节电热器的加热电压来控温。每个滤浆内有电热器两个。
⒊ 滤浆浓度的水平分别指存放在滤浆槽内浓度不同的滤浆。
⒋ 过滤介质的水平1、2分别指真空吸滤器（玻璃漏斗）G2、G3（G2、G3是玻璃漏斗的型号，出厂时标注在漏斗上）。真空吸滤器的过滤面积为0.00385m2。
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
2
3
1
图3-1 正交试验法在过滤研究实验中的应用的流程图
1—搅拌装置；2—温度显示仪；3—真空吸滤器；4—电热棒；5—调节阀；6—滤液计量瓶；7—放液阀；
8—放液阀；9—真空表；10—进气阀；11—缓冲罐；12—调节阀；13—真空泵；14—滤浆槽
五、实验方法
⒈ 每个小组完成正交表中两个试验号的试验，每个大组负责完成一个正交表的全部试验。
⒉ 同一滤浆槽内，先做低温，后做高温。两个滤浆槽内同一水平的温度应相等。
⒊ 每组先把低温下的实验数据输入计算机回归过滤常数。当回归相关系数大于0.95时，该组实验合格，否则重新实验。使用同一滤浆槽的两组实验均合格后，才能升温。
⒋ 每一大组用同一台计算机汇总并整理全部实验数据，每个小组打印一份结果。
⒌ 每个实验的操作步骤：
⑴ 开动电动搅拌器将滤浆槽内硅藻土料浆搅拌均匀。将真空吸滤器按图示安装好，放入滤浆槽中，注意滤浆要浸没吸滤器。
⑵ 打开进气阀，关闭调节阀5。然后接通真空泵电闸。
⑶ 调节进气阀10，使真空表读数恒定于指定值，然后打开调节阀5，进行抽滤，待计量瓶中收集的滤液量达到100ml时，按表计时，作为恒压过滤零点。记录滤液每增加100ml所用的时间。当计量瓶读数为800ml时停表并立即关闭调节阀5。
⑷ 打开进气阀10和8，待真空表读数降到零时，停真空泵。打开调节阀5，利用系统内大气压把吸附在吸滤器上滤饼卸到槽内。放出计量瓶内滤液，并倒回滤浆槽内。卸下吸滤器清洗待用。
⒍ 结束实验后，切断真空泵、电动搅拌器电源，清洗真空吸滤器并使设备复原。
六、注意事项
⒈ 每次实验前都必须认真核对将做的实验是否符合正交表中因素和水平的规定。
⒉ 每个人实验的好坏，都会对整个大组的实验结果产生重大影响。因此，每个人都应认真实验，切不可粗心大意！
⒊ 放置真空吸滤器时，一定要把它浸没在滤浆中，并且要垂直放置，防止气体吸入，破坏物料连续进入系统和避免在器内形成滤饼厚度不均匀的现象。
⒋ 开关玻璃旋塞时，不要用力过猛，不许向外拔，以免损坏。
⒌ 每次实验后应该把吸滤器清洗干净。
⒍ 加热滤浆时加热电压不能超过220V。当滤浆温度快升到温度的水平2所规定温度时，加热电压应迅速降到40～50V。然后再酌情调节电压进行升温或保温。
七、报告内容
⒈ 列出全部过滤操作的原始数据，表格由各组统一设计。
⒉ 用最小二乘法或作图法求解正交表中一个试验的 、 、 。
⒊ 把计算机输出的恒压过滤常数 、 、 填入实验结果表中。
⒋ 对试验指标K进行极差分析和方差分析，并写出表中某列值的计算举例。
⒌ 画出表示K随各因素水平变化趋势的线图，并做理论分析。
⒍ 由本次正交试验可得出的结论。
⒎ 回答下列思考题
⑴ 为什么每次实验结束后，都得把滤饼和滤液倒回滤浆槽内？
⑵ 本实验装置真空表的读数是否真正反映实际过滤推动力？为什么？
表3-1 正交试验的因素和水平
因素
水平
压强差△P（Mpa）
过滤温度t℃
滤浆浓度C
过滤介质M
1
0.03
室温： ℃
5%
G2
2
0.04
室温+10℃
10%
G3
3
0.05
15%
4
0.06
20%
Ⅳ 恒压过滤时,欲增加过滤速率,可行的措施有哪些
恒压的话就不能抽滤了。
搅拌防止沉淀堵塞。
增加滤纸与溶液接触的表面积，或者说换大漏斗、大滤纸，甚至折成菊花状滤纸
或者索性换更高级的滤纸……
Ⅳ 影响过滤速率的主要因素有哪些
1.过滤速率与过滤速度
过滤速率是指过滤设备单位时间所能获得的滤液体积,表明了过滤设备的生产能力；过滤速度是指单位时间单位过滤面积所能获得的滤液体积,表明了过滤设备的生产强度,即设备性能的优劣.过滤速率与过滤推动力成正比与过滤阻力成反比.在压差过滤中,推动力就是压差,阻力则与滤饼的结构、厚度以及滤液的性质等诸多因素有关,比较复杂.\x0d2.恒压过滤与恒速过滤
在恒定压差下进行的过滤称为恒压过滤.此时,由于随着过滤的进行,滤饼厚度逐渐增加,阻力随之上升,过滤速率则不断下降.维持过滤速率不变的过滤称为恒速过滤.为了维持过滤速率恒定,必须相应地不断增大压差,以克服由于滤饼增厚而上升的阻力.由于压差要不断变化,因而恒速过滤较难控制,所以生产中一般采用恒压过滤,有时为避免过滤初期因压差过高引起滤布堵塞和破损,也可以采用先恒速后恒压的操作方式,过滤开始后,压差由较小值缓慢增大,过滤速率基本维持不变,当压差增大至系统允许的最大值后,维持压差不变,进行恒压过滤.\x0d①悬浮液的性质
悬浮液的粘度对过滤速率有较大影响.粘度越小,过滤速率越快.因此对热料浆不应在冷却后再过滤,有时还可将滤浆先适当预热；由于滤浆浓度越大,其粘度也越大,为了降低滤浆的粘度,某些情况下也可以将滤浆加以稀释再进行过滤,但这样会过滤容积增加,同时稀释滤浆也只能在不影响滤液的前提下进行.\x0d②过滤推动力
要使过滤操作得以进行,必须保持一定的推动力,即在滤饼和介质的两侧之间保持有一定的压差.如果压差是靠悬浮液自身重力作用形成的,则称为重力过滤,如化学实验中常见的过滤；如果压差是通过在介质上游加压形成的,则称为加压过滤；如果压差是在过滤介质的下游抽真空形成的,则称为减压过滤（或真空抽滤）；如果压差是利用离心力的作用形成的,则称为离心过滤.重力过滤设备简单,但推动力小,过滤速率慢,一般仅用来处理固体含量少且容易过滤的悬浮液；加压过滤可获得较大的推动力,过滤速率快,并可根据需要控制压差大小,但压差越大,对设备的密封性和强度要求越高,即使设备强度允许,也还受到滤布强度、滤饼的压缩性等因素的限制,因此,加压操作的压力不能太大,以不超过500kpa为宜.真空过滤也能获得较大的过滤速率,但操作的真空度受到液体沸点等因素的限制,不能过高,一般在85kpa以下.离心过滤的过滤速率快,但设备复杂,投资费用和动力消耗都较大,多用于颗粒粒度相对较大、液体含量较少的悬浮液的分离.一般说来,对不可压缩滤饼,增大推动力可提高过滤速率,但对可压缩滤饼,加压却不能有效地提高过程的速率.\x0d③过滤介质与滤饼的性质
过滤介质的影响主要表现在对过程的阻力和过滤效率上,\x0d金属网与棉毛织品的空隙大小相差很大,生产能力和滤液的澄清度的差别也就很大.因此,要根据悬浮液中颗粒的大小来选择合适的过滤介质.滤饼的影响因素主要有颗粒的形状、大小、滤饼紧密度和厚度等,显然,颗粒越细,滤饼越紧密、越厚,其阻力越大.当滤饼厚度增大到一定程度,过滤速率会变得很慢,操作再进行下去是不经济的,这时只有将滤饼卸去,进行下一个周期的操作.
Ⅵ 过滤原理和压滤机
一、过滤原理
过滤操作是利用重力或人为造成的压差使悬浮液通过某种多孔性过滤介质，悬浮液中的固体颗粒被截留，而滤液则穿过介质流出。
过滤过程的原理如图6-1所示。待过滤的悬浮液称为滤浆。对泥浆的过滤，泥浆就是滤浆。具有许多小孔用来截留固体颗粒的多孔材料称为过滤介质。通过过滤介质的液体称为滤液。被截留的物质称为滤饼。
在图6-1装置中，滤浆通入过滤介质上面，滤浆中的水分通过介质的小孔成滤液流出，固体物料被介质截留积成滤饼。过滤介质常为多孔织物。事实上，当滤饼形成后，其本身也变成一种过滤介质。
图6-1过滤原理示意图
1-滤浆；2-滤饼；3-过滤介质；4-滤液
过滤开始时，滤饼尚未形成，过滤阻力就是介质阻力。但是，随着过滤时间的增长，滤饼逐渐形成，滤液通过介质的阻力也逐渐增大，为了过滤能维持下去，就必须给以一定的动力。因此，在大多数情况下，为使滤液能克服阻力，易于流出，需要泵或真空泵来使过滤介质两侧维持一定的压力差。
过滤时，大于滤孔的颗粒被介质截留，小的微粒也会由于“架桥”等现象被截留。对于用织物介质过滤，开始时只有介质阻力，当滤饼形成后，过滤阻力为滤饼阻力和介质阻力之和；当滤饼达到相当厚度时，介质阻力可忽略不计，滤饼变成实际的过滤介质。由于滤浆所含颗粒大小不一，一般情况下，介质不能完全阻止细粒通过，故过滤开始时，滤液往往呈浑浊，过了一会儿后，滤液才显澄清。
泥浆过滤脱水操作并不是整个过程是恒速或恒压进行的，而是分阶段操作。因为如整个过程用恒速过滤，到操作末期，压强要求很高，恒压过滤虽简单，但因开始时滤布表面未形成滤饼，过滤速度过大，较细颗粒穿透滤布使滤液浑浊，有些颗粒堵塞在滤布孔隙，接着又在滤布表面形成比较致密的初期滤饼，使阻力增大，也给后来的过滤运作带来困难。故通常在操作开始阶段，采用低压，然后逐渐升压，当压力达到要求时，转为恒压过滤。即过滤是分阶段进行操作的，初期接近于恒速过滤，之后转为恒压过滤。
过滤操作时，单位时间通过单位过滤面积的滤液体积称为过滤速率。设过滤设备的过滤面积为A，在过滤时间为t时所获得的滤液量为V，则过滤速率v为
非金属矿产加工机械设备
式中，
过滤操作中，滤饼厚度不断增加，在一定压差下，滤液通过的速率
二、滤饼的洗涤
某些过滤操作为了把残留在滤饼内的可溶性杂质除去以提高固体的纯度，或者为了回收滤饼中残留的母液，在除渣前需要对滤饼进行洗涤。有时为了进一步提高固体纯度，需要经过多次浆液的过滤操作。
洗涤速率的表示与过滤速率相似。倘以V为洗涤液的体积，则速率为
洗涤水用量一般以所得滤液的百分比表示。洗涤水量除以洗涤速度，即得洗涤所需的时间。
三、压滤机的构造与操作
各种生产工艺形成的悬浮液性质有很大的差异，过滤的目的，原料的处理量也很不相同。长期以来，为适应各种不同要求而发展了多种形式的过滤机，这些过滤机按产生压差的方式不同可分成两大类：
1.压滤和吸滤：如叶滤机、板框压滤机、回转真空过滤机等。在非金属矿产加工中，用于泥浆脱水，要求泥饼含水分较低，一般用板框压滤机。
2.离心过滤：有各种间歇卸料和连续卸料的离心机。
板框压滤机
板框压滤机是所有加压过滤机中最简单和应用最广的一种机型。它由板和框交替装配而成。板和框均可由各种结构材料制成，如铸铁、木材、聚丙烯等。
滤板表面可做成骨架形式，或者开槽，或者钻孔以做为排液通路。滤框是中空的，在过滤过程中，滤饼在滤框内集聚，如图6-3所示。一般编织物的过滤介质覆盖着每块滤板的两个过滤表面。滤板和滤框的个数在机座长度范围内可自行调节，一般为10～60块不等，过滤面积约为2～80m2。
滤板和滤框可做成正方形或圆形，滤板和滤框垂直悬挂在一对横梁上，上推板固定于一端，另一端的压紧板借助于旋转丝杠和板手转动杆，或齿轮传动装置，或液压压紧装置使压紧板向前移动，把滤框压紧在两滤板之间，使其紧固不漏液，如图6-2所示。
图6-2板框压滤机
1-固定头；2-滤板；3-滤框；4-滤布；5-压紧装置
图6-3滤板和滤框
1-悬浮液通道；2-洗涤液入口通道；3-滤液通道；4-洗涤液出口通道
压滤机通过在板和框角上的通道，或板与框两侧伸出的挂耳通道加料和排出滤液。滤液通道贯通压滤机全部长度并接入末端的排液管道称为暗流式。如通过每块板上滤液阀流到压滤机下部的敞口槽则称为明流式。如果过滤的物料是有毒的、易挥发的物质，必须采用暗流式。
滤板和滤框的构造如图6-3。板和框的四角开有圆孔，组装叠合后即分别构成供滤浆、滤液、洗涤液进出的通道（图6-4）。操作开始前，先将四角开孔的滤布盖于板和框的交界面上，板和框压紧后，过滤操作时，悬浮液从通道1进入滤框，滤液穿过框两边的滤布，从每一滤板的左下角经通道3排出机外。待框内充满滤饼，即停止过滤。此时可根据需要，决定是否对滤饼进行洗涤。可进行洗涤的板框压滤机（可洗式板框压滤机）的滤板有两种结构：洗涤板与非洗涤板，两者应作交替排列。洗涤液由通道2（图6-3c）进入洗涤板的两侧，穿过整块框内的滤饼，在非洗涤板的表面汇集，由右下角小孔流入通道4排出。待洗涤完毕后，即停车松开螺旋，卸除滤饼，洗涤滤布，为下一次过滤作好准备。如图6-4所示。
图6-4板框压滤机的过滤和洗涤原理图
由上图可见，洗涤时，洗涤液所走的途程为滤饼的全部厚度，而在过滤时，滤液的途程只约为其一半；并且，洗涤液须穿过两层滤布而滤液只须穿过一层。此外，洗涤液所通过的过滤面积仅为滤液的一半。故在板框压滤机中洗涤速率仅约为最后过滤速率的1/4。
板框压滤板滤板尺寸范围为（100×100～1550×1550）mm2，滤框厚度为25～200mm，操作压力通用型为0.7MPa。一般金属材料制作的板框压滤板，对460×460mm2以上滤框，其操作压力为1MPa，对600～900mm的滤框，其操作压力为0.7MPa，大于900mm的滤框为0.5MPa，用木材制作的压滤机的滤框最大工作压力为0.45～0.5MPa，硬聚丙烯滤板和滤框工作温度在40℃以下，其操作压力为0.4MPa。压滤机的过滤速率和滤饼的密度受到各种因素的影响，由物料的性质、滤框的有效厚度和操作压力所决定，可靠的设计数据必须通过对物料的实验而获得。
板框压滤机结构简单紧凑，过滤面积大，主要用于过滤固体含量多的悬浮液。由于它可承受较高的压差，因此可用于过滤细小颗粒或液体粘度较高的物料，滤饼中含水量较一般过滤机低，单位产量占地面和空间少。但由于排渣和洗涤易发生对过滤介质的磨损，过滤介质寿命短，手动拆框劳动强度大，工作条件较差。近代各种自动操作板框压滤机的出现，使这一缺点在一定程度上得到克服。
我国生产的板框压滤机主要有BAS、BMS、BM、BA等型号，广泛应用于化工、石油、制药、食品、陶瓷及非金属矿产加工部门。压紧方式有手动螺旋压紧、机械螺旋压紧和液压压紧三类。
板框压滤机操作压力为0.6～0.8MPa，手柄旋紧压力为5MPa，液压压紧压力为30MPa。设备分为洗涤和不可洗涤两大类型。板框压滤机型号意义如下：B——板框，M——明流；A——暗流；S——手动；J——机械；Y——液压；例如，手动螺旋压紧明流式板框压滤机BMS60-810/25，代表过滤面积60m2，滤框尺寸810×810mm2，板框厚度为25mm。
自动板框压滤机是操作连续而过程间歇的板框压滤机。这类机器装有专门的机构分别完成自动压紧、自动开框、自动卸饼、自动冲洗滤布等操作步骤。由电器控制可使各个操作步骤按预先安排的程序自动完成，使整个生产过程实现了半自动控制和远距离操纵，因此，克服了古老的板框压滤机用手工操作带来的各种缺点。我国已生产
图6-5自动板框压滤机结构外形
自动板框压滤机操作时，可用0.5～0.6MPa压缩空气通入内腔，吹鼓橡胶膜，挤出滤渣水分，自动压干滤饼。当板框自动拉开时，橡胶膜恢复原状，将滤饼卸料。通过滤布的驱动机构，压滤机滤布在通过洗涤箱的行程中，接受喷水管喷水，刷辊与滤布反方向转动，实现了自动清洗滤布的目的。全部操作过程实现了半自动远距离控制。
表6-1列出了部分国产板框压滤机的规格和技术性能。
四、安装使用
1.压滤机的安装。将左右机架放在水泥基础上，上好横梁，打好水平，拧紧螺母，灌注混凝土入预留孔至满，待牢固后拧紧地脚螺栓螺母，装上滤片及压紧装置等其他零部件。
2.压滤机是和泥浆泵或隔膜泵配套使用的，泥浆从浆池吸入，泥饼又是一块块卸出的，故在流程布置上应全面考虑到浆池至压滤机的高差要小，线路短，弯曲小，泥饼容易输送到指定地点，清水的排泄方便等。
表6-1板框压滤机的技术性能
3.由过滤原理可知，操作程序最好在开头是从低压开始，维持近似于恒速过滤，一段时间后维持恒压过滤，这可以通过调压阀来控制。
4.为了防止泥浆喷漏事故，密封面要平整，压紧力要施加均匀，不要偏载。
5.要锁紧阴阳螺母，滤布的张挂松紧程度要适中，破损后要及时更换。
Ⅶ 固液分离
固液分离的目的是回收悬浮液中的有用物质，它可以是悬浮液中的一相，也可以是两相。为达到固液分离的目的而采用的主要操作方法有重力沉降、离心分离和过滤。
一、重力沉降方法
悬浮液中固体颗粒的密度比液相大，它在重力的作用下发生相对运动而达到两相分离。
二、过滤
过滤是以某种多孔物质为介质，在外力作用下，悬浮液中固体颗粒被截留，液相通过介质的孔道流出而实现固液分离的方法。外力可以是重力、离心力和用机械方法在多孔物质的上、下游两侧施加的压强差。常见的过滤设备有真空过滤机、板框压滤机、离心式过滤机等。
图5－1 深层过滤机理
过滤主要有两种方式:一种为深层过滤，其过滤机理见图5－1。特点是固体颗粒黏附在过滤介质的孔洞内，适用于固体颗粒粒径小于过滤介质的孔洞直径，并且含固量小于0.1%的悬浮液。另一种为滤饼过滤，它应用织物、多孔固体或孔膜等作为过滤介质，这些介质的孔一般小于颗粒，过滤时流体可以通过介质的小孔，颗粒的尺寸大，不能进入小孔而被过滤介质截留形成滤饼。因此，颗粒的截留主要依靠筛分作用，见图5－2。其特点是固体颗粒呈饼状沉积在过滤介质上游一侧，适用固含量较高的悬浮液。
图5－2 滤饼过滤过程
1.过滤介质
织物介质:又称滤布，包括由棉、毛、丝、麻等天然纤维及由各种合成纤维制成的织造和非织造滤布，以及由金属或非金属材料织成的网。此类过滤介质在工业上应用最广。
粒状介质:包括砂、木炭、石棉、硅藻土、珍珠岩等坚硬颗粒物质，多用于深床过滤和助滤剂。
多孔类固体介质:它是一种具有很多微细孔道的固体材料，如多孔陶瓷、多孔塑料、多孔氧化铝、多孔金属等制成的管和板。适用于处理只含少量细小颗粒的悬浮液。
2.过滤的操作方式
恒压过滤:它是在恒定压强差下进行的，是一种最常见的过滤操作方式。连续式过滤机上进行的过滤都是恒压过滤;间歇式过滤机上进行的过滤也多为恒压过滤。在恒压过滤时，因滤饼不断增厚，致使过滤阻力逐渐增加，但由于施加的压差是恒定的，故过滤速率逐渐减小。
恒速过滤:它是指过滤速率维持恒定的过滤操作方式。如板框压滤机，它的内部空间是一定的，当悬浮液充满内部空间后，继续以恒速供料保持滤液流量的恒定。恒速过滤时，因滤饼的厚度在不断增加，滤饼的过滤阻力也随之增加，要维持恒速过滤就必须不断提高过滤压力克服过滤阻力。所以实际操作上是不可能将恒速过滤进行到底的。
先恒速后恒压过滤:它是将恒压过滤和恒速过滤合理结合起来的过滤操作方式。一般是在过滤开始时先进行恒速过滤，避免滤液的浑浊和过滤介质孔洞的阻塞，当到达一定压力后进行恒压过滤以提高滤饼的固含量。
3.悬浮液的预处理
过滤过程中常会遇到过滤速率低，滤饼呈胶体或凝胶状态，滤液浑浊等现象。为了尽量避免这些情况的出现，提高设备的过滤效率，就需要对悬浮液进行预处理。预处理的方法有化学法和物理法两种。
(1)化学法
化学法可分为凝聚、絮凝和改变表面张力三种。
凝聚:在悬浮液中加入无机电解质，如明矾、石灰、铝离子和铁离子等，使颗粒相互黏结成较大颗粒而易于过滤分离。
絮凝:在悬浮液中加入高分子絮凝剂，使颗粒在絮凝剂作用下聚集成大颗粒或絮团，以利于过滤分离。絮凝剂有天然和合成的两种，如动物胶、淀粉、聚丙烯酸胺等。常用的合成高分子絮凝剂有以下三类。
阳离子型:聚胺、聚2－羟丙基－N－甲基氯化铵、聚2－羟丙基－l、聚丙烯酸胺曼尼希反应衍生物、甲基丙烯酸－N。
阴离子型:聚丙烯酸钠、聚苯乙烯羧酸钠。
非离子型:聚丙烯酸胺、聚氧化乙烯。
改变表面张力:在悬浮液中加入表面活性剂降低液体的表面张力，使分离后滤饼中残存水分减少，固含量提高。
(2)物理法
包括陈化、结晶、改变悬浮液的温度、降低悬浮液的黏度以及加入助滤剂等。
4.常见过滤设备
(1)板框压滤机
板框压滤机是由许多块滤板和滤框交替排列而成，板和框都用支耳架在一对横梁上，可用压紧装置压紧和拉开。板框压滤机的结构及工作原理见图5－3。板框自动压滤机外形见图5－4。
图5－3 板框压滤机工作原理
图5－4 板框自动压滤机外形图
板和框多做成正方形，板和框的角端开有工艺用孔，孔的数目同工艺要求有关，从2个到4个不等，板框合并压紧后即构成供滤液、洗液和悬浮液流通的孔道。框的两侧覆以滤布，空框与滤布围成了容纳待滤液及滤饼的空间。滤板的作用有两点:一点是支撑滤布;另一点是提供滤液通道。为此滤板上制成各种凹凸纹路，凸者支撑滤布，凹者形成滤液通道。对于可洗滤饼的板框压滤机，滤板又分为洗涤板和非洗涤板两种，两种滤板的结构和作用有所不同。
板框压滤机的操作十分重要。过滤时进料的压力应逐步缓慢增加，防止压力过大导致滤布表面的孔隙被堵塞，过滤不能正常进行。
板框压滤机的滤液排出方式分为明流和暗流两种。若滤液由每块滤板底部直接排出称为明流。明流的优点是便于观察各滤板的工作情况。若滤液不宜暴露于空气中，则需要将各板排出的滤液汇集后经总管排出，称为暗流。
板框压滤机具有结构简单，制造方便，附属设备少，单位过滤面积较大，过滤压力高，对各种悬浮液适应性强等特点，应用比较广泛。但因为是间歇操作，故生产效率低，劳动强度大，滤布损耗严重，洗涤效果较差。
图5－5 箱式压滤机工作原理
板框压滤机的规格较多，过滤面积可以从几平方米到几百平方米。
(2)箱式压滤机
箱式压滤机是板框压滤机的改进型式，国外称为凹板压滤机，它保留了板框压滤机的优点，克服了板框压滤机的一些缺点，它可以在过滤中对滤饼进行洗涤。箱式压滤机结构及工作原理见图5－5。
(3)带式压滤机
带式压滤机是一种结构简单，操作方便，性能优良的连续压滤机。它在结构上借鉴了造纸机连续滚压的机构;各种聚合电解质絮凝剂的应用，为带式压滤机提供了工艺上的条件;多聚酯纤维滤网为它提供了良好的滤带，这三个因素创造了带式压滤机出现和应用的条件。
目前，带式压滤机被广泛应用于过滤各种污泥、选煤产品、湿法冶金的残渣、管道输送的物料等。但在选矿产品中应用较少。
带式压滤机主要由一系列按顺序排列的、直径大小不同的辊轮、两条缠在这系列辊轮上的过滤带，以及给料装置、滤布清洗装置、高速调偏装置、张紧装置等部分组成。
带式压滤机的工作包括四个基本的过程:絮凝和给料，重力脱水，挤压脱水，卸料和清洗滤带。带式压滤机的结构和工作原理见图5－6，对置滚压式带滤机结构及工作原理见图5－7。
图5－6 带式压滤机的工作原理
图5－7 对置滚压式带滤机
(4)转鼓真空过滤机
转鼓真空过滤机是一种连续操作的过滤设备。广泛用于矿物加工和化工等部门。它主要适用于固体颗粒粒径在0.01～1mm的悬浮液的过滤。设备的主体是一个能转动的水平圆筒，圆筒表面为有孔的金属板或金属丝网，网上再覆盖滤布，悬浮液在圆筒的下部与圆筒接触。接触的部位可以是圆筒的内表面，也可是外表面，工业上最常见的是外表面接触。转鼓真空过滤机工作原理见图5－8。
图5－8 转鼓真空过滤机工作原理
转鼓内部沿径向分隔成若干扇形格，每格均有单独孔通道通向分配头。当转鼓转动时，凭借分配头的作用使这些孔道依次与真空管及压缩空气相通，故转鼓在回转一周的过程中每个扇格可按顺序进行过滤、洗涤、脱水、吹松、卸饼等操作。分配头由紧密贴合的转动盘和固定盘构成，转动盘随转轴一起旋转，固定盘侧面的各四槽分别与不同作用的管道相通。固定盘有三个凹槽，故整个转鼓可分为三个区域:过滤区、洗涤及脱水区、卸料和再生区。
外滤面转鼓真空过滤机能连续自动操作，生产能力大，特别适宜于处理量大并易过滤的悬浮液;附属设备较多，投资费用高，过滤面积不大，滤饼含水量较高，洗涤不充分。
(5)动态过滤机
动态过滤机是利用现代动态过滤技术生产的新型过滤设备，它主要是为解决用滤饼层过滤难以过滤的悬浮液的高效过滤和洗涤问题。它可以在密闭、高温、高压等条件下用一台设备连续完成过滤、增浓、洗涤和脱水等过滤操作。
动态过滤是在传统固定滤饼层过滤理论上发展起来的，但两者在机理上完全不同。在动态过滤过程中，悬浮液在介质上高速平行流动，当滤液穿过过滤介质时，固体颗粒在介质上不沉积或只有极少量沉积产生极薄的滤饼。因此动态过滤的过滤阻力就主要由过滤介质所决定，这样对于颗粒细小、形成的滤饼为可压缩性滤饼的悬浮液，用动态过滤就可得到快速有效的分离效果。
图5－9 旋叶式过滤机
动态过滤机的洗涤效果也特别优异。当洗涤液进入过滤机时，由于滤渣是高速流动的，故洗涤液和滤渣能得到充分混合，防止了洗涤液短路和洗涤死区的现象出现，提高了洗涤效率并节省了洗涤液。动态过滤机通过降低过滤阻力使过滤效率有了很大的提高。在相同的过滤面积和操作条件下，动态过滤机的生产能力比板框过滤机的生产能力能提高6倍以上，并且能连续过滤，可实现自动化操作。常见的动态过滤机有旋叶式、旋管式和平板式压滤机。旋叶式过滤机结构见图5－9。三、离心分离方法
是悬浮液依靠惯性离心力的作用而实现固液分离的过程。
常见的离心分离设备有旋流分离器，沉降离心机等。主要用于脱水、浓缩、分离、澄清、净化及固体颗粒的分级等工艺过程。离心机的主要构件为一快速旋转的转鼓，转鼓安装在垂直或水平的轴上，当料浆进入转鼓内后，随转鼓旋转而旋转，在离心力作用下实现分离。转鼓的外壁分为有孔和无孔两种;有孔的转鼓在内表面覆以滤布，当转鼓快速旋转时滤液在离心力作用下穿过滤布而被甩出，颗粒被滤布所截留，这个操作称为离心过滤;无孔的转鼓是当转鼓快速旋转后料浆在离心力作用下按密度不同而分层，密度大的靠近转鼓外壁，密度小的靠近转鼓中央，这个操作称为离心沉降。离心沉降通常又根据所处理的料浆不同分为两类:一类是对悬浮液进行的离心沉降继续操作，称为离心沉降;另一类是对乳浊液或含有微量团体颗粒的悬浮液进行的离心沉降操作，称为离心分离。
离心机的分类方法有很多，如按操作方式可分为过滤式离心机、沉降式离心机和分离式离心机;按操作过程可分为间歇操作离心机和连续操作离心机;当然离心机的分类方法还有许多，如按结构型式、分离因素、卸料方式等进行分类。
1.三足式离心机
图5－10 三足离心机
1.三足式离心机
三足式离心机是工业上最早应用的间歇式离心机，也是目前我国应用最广、制造最多的一种离心机。其最重要的特征是转鼓悬挂在机座的三根支柱上。三足式离心机有过滤式和沉降式两种，常用的多为过滤式。其卸料方法有人工卸料和机械卸料两种，每种方法又有各种方式。三足离心机结构见图5－10。
三足式离心机具有结构简单、价格低、运转平稳、适应性强等优点，适用于过滤周期长，处理量不大，要求滤渣含湿量低的场合;其缺点是操作周期长，生产能力低，只能用于中小型生产。
2.卧式刮刀卸料离心机
卧式刮刀卸料离心机是一种间歇式离心机，有过滤式和沉降式两种，以过滤式使用较多。主要用于处理含有中等或小颗粒且颗粒不怕被刮刀破坏的悬浮液。其特点是对料液的浓度和数量变化不敏感;过滤时间、洗涤时间、分离以及卸料时间均可自由调节;滤渣较干;并能得到较好的洗涤效果;操作周期短，生产能力大。但对颗粒破碎严重，电机负荷不均匀，并且滤渣也不能除尽。虹吸刮刀卸料离心机是过滤式刮式刮刀卸料离心机的重要改进型式。它利用虹吸原理增加了过滤的推动力，使生产效率明显提高。并且还可以根据过程的需要自由调节过滤速度，以利滤渣的洗涤和干燥。
3.卧式活塞推料离心机
卧式活塞推料离心机是一种连续加料、脉动卸料的过滤式离心机。它具有效率高、产量高、生产连续化、操作稳定可靠等特点。但对料液的浓度变化较敏感，并且需要固体颗粒的粒径较大才能正常进行操作。卧式活塞推料离心机的活塞级数除单级外，还有双级、三级、四级等。我国生产的主要为单级和双级活塞两种。卧式刮刀卸料离心机结构及工作原理见图5－11。
4.卧式螺旋卸料沉降离心机
卧式螺旋卸料沉降离心机简称卧螺离心机。其结构及工作原理见图5－12。它是一种在全速运转条件下连续进料、分离和卸料的连续式沉降离心机。它适用于各种粒径以及固含量为1%～50%的悬浮液的固液分离;对于三相混合物、粒子分级、活性污泥脱水和其他难分离物料的分离也能得到满意的分离效果。它的主要优点是:自动连续操作，无滤网和滤布，能长期运转，维修方便;应用范围广，能完成固相脱水、液相澄清、液－液－固三相分离、粒度分级等工作过程;对物料适应性强，适用于较宽的粒度分布和较大的浓度波动;结构紧凑，易于密封。某些机型能在加压和低温下操作;单机生产能力大，分离质量高，操作费用低。但卧螺离心机也有不足之处，如沉渣含湿量较高，洗涤效果不好，结构复杂，造价高等。
图5－11 活塞推料离心机
图5－12 卧式螺旋转筒离心机结构示意图
四、常见固液分离设备的型式及适用范围
目前固液分离的设备种类繁多，选型的范围也广，如何选择合适的、合理的固液分离设备是一个十分复杂的问题。常见固液分离设备的适用范围见表5－1。不同过滤方式的分离效果见表5－2。
表5－1 常见固液分离设备的适用范围
表5－2 不同过滤方式的分离效果
Ⅷ 随着过滤时间的增加，过滤速率如何变化
在恒定压差下进行的过滤称为恒压过滤。此时,由于随着过滤的进行,滤饼厚度逐渐增加,阻力随之上升,过滤速率则不断下降。
Ⅸ .为什么板框压滤机洗涤速率近似等于过滤终了时过滤速率的四分之一倍 ...
由于横穿洗涤法中，洗涤液所穿过的滤饼厚度是最终过滤时滤液穿过的两倍，而洗涤液的流通截面积只有滤夜流通面积的二分之一，假定粘度一样时，洗涤速度是最终过滤速度的四分之一