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1、固液分离设备,一、过滤分离 过滤是使含固体颗粒的非均相物系通过多孔性材料，把固体颗粒分离出来的操作。被处理的是悬浮液悬浮着固体颗粒的液相悬浮系，又称滤浆。过滤用多孔性材料又称为过滤介质，留在过滤介质上的固体颗粒称为滤饼或滤渣，通过滤饼和过滤介质的溶液称为滤液。实现过滤的推动力主要靠滤饼与过滤介质两侧的压力差。,过滤操作依推动力的不同可分为：常压过滤（重力过滤）、加压过滤、真空过滤和离心过滤；按过滤操作方法可分为：连续式和间歇式；也可按过滤介质的种类分为：粒状介质过滤、多孔介质过滤、织物（滤布）介质过滤和膜过滤等。,根据过滤的速度和阻力等情况，过滤还可分为两种类型：介质过滤和滤饼过滤，其中介质过
2、滤又包括膜过滤和深层过滤。 介质过滤：过滤速度和阻力主要由过滤介质所控制。,膜过滤又称筛分过滤，过滤介质起了一种筛网的作用，固体粒子的粒径大于过滤介质的孔径，它们就被截留。根据孔径的大小和性能，滤膜又分为微孔滤膜、超滤膜和反渗透膜。,深层过滤深层过滤时，固体粒子被具有弯曲通道的过滤介质所吸附和截留，固体粒径可能远小于过滤介质的孔径，在它们通过过滤介质时可能由于惯性、重力、扩散和沉积，也可能由于静电或范德华力而被吸引。深层过滤的过滤介质可能是粒状介质或多孔固体，如：砂滤器、多孔陶瓷、石棉滤板等。,滤饼过滤滤饼过滤时，固体粒子聚集在过滤介质上，经过一段很短的时间，过滤主要由所沉积的滤饼起作用。对于
3、粒径小于过滤介质孔径的固体粒子，由于会出现图13-25所示的“架桥现象”，它们也能被拦住，参与形成滤饼。其过滤的速度和阻力受滤饼的影响，为提高过滤速度，有时在悬浮液中加入助滤剂（如：硅藻土、珍珠岩、纤维素等）或加入凝聚剂、絮凝剂以便在过滤介质表面形成疏松层床或形成较为疏松的滤饼，提高过滤的性能。,架桥现象,无论是介质过滤，还是滤饼过滤，正确地选择过滤介质都是十分必要的。常用的过滤介质有：滤纸、滤布、烧结金属、多孔陶瓷、微孔滤膜、超滤膜和反渗透膜等，以前常用的石棉滤材由于其致癌作用已禁止使用，而微孔滤膜、超滤膜和反渗透膜的使用则日益广泛 。,好的过滤介质应满足下列条件：过滤阻力小；不易堵塞；反复
4、使用时滤饼卸除容易；物理性质和化学性质稳定；安装操作简单；价廉。过滤介质的过滤性能指标之一是孔径、空隙率过滤介质内部毛细孔的体积与过滤介质表现体积之比，其值越大，说明过滤介质内部的毛细孔越多。实际的过滤情况是微粒可被过滤介质所吸附，过滤介质的孔径并不等于所捕捉的粒子直径，空隙率与过滤速度也并不一定成正比关系 。,二、过滤设备选择与使用,过滤设备种类繁多，对某一生产过程可能有好几种设备适用，这就对准确选择一台合理的过滤设备产生巨大的困难。此外，生产规模和过程是否连续也影响设备的选型。因此，有人提出应根据物料的过滤特性和模型实验结果，进行技术的综合评价，以便确定一种工艺上合理，投资和操作费用最经济
5、的设备。以下是几条过滤机选用的基本原则。,1根据物料的过滤性能，初步确定选择哪种推动力的设备。在过滤设备选型之前，应对所需过滤的物料进行过滤性能测试。包括料浆的含固率、比重、固体颗粒的平均粒径和粒度分布、颗粒的沉降速度、滤饼的平均比阻力系数和滤饼的含湿率、滤饼的可压缩性系数、过滤介质的选择和它与滤饼的剥离性能。,2根据处理物料的化学性质，检查所选择的过滤机类型是否正确。例如对于易挥发，易燃物料一般不使用真空过滤设备。这是因为真空条件下液相物料挥发量增加，从而在真空系统中要增加冷凝器，而此时加压过滤设备就比较简单了。另外，有毒或有放射性的物料，一般应当选择可以进行密闭操作的过滤设备。,3根据工艺
6、过程的特点和生产规模可对选择的过滤设备进行筛选。一般当生产规模大时，应选择连续式，劳动强度小的设备。对生产规模小的或本身是间歇操作的，那么选用间歇操作的过滤机可以节省设备费用和操作费用。,离心分离是利用离心力使液相非均一系分离的一种方法，可用于分离悬浮液和悬浊液。离心分离可分为： 离心过滤分离悬浮液,最小粒径10um,固含量2%30%,f 6001200 ； 离心沉降分离悬浊液,液固分离，最小粒径0.5um，f 30006000 ； 离心分离分离乳浊液，液液固分离，f 300012000。,三、 离心液固分离设备,离心机的主要部件为一由电动机带动的快速转鼓，鼓上有孔或无孔，有孔的内壁面铺上滤布
7、。转鼓高速旋转时，液体被甩出，而颗粒留于鼓内，此操作为离心过滤。无孔转鼓内的颗粒由于受到离心作用而沉于鼓壁面上，此操作为离心沉降。,1.离心过滤 1）、三足离心机 2）、吊袋离心机 3）、下卸料离心机,三足离心机,下卸料离心机，见附图。,离心过滤机适用于中等粒状物料和纤维状物料，适用于过滤周期较长、处理量不大的物料。它的优点：对物料适应性强，构造简单，占地面积小；运行平稳；易于实现密闭和防爆； 缺点：生产能力较低；劳动强度较大；成本高 。,离心过滤机使用注意事项： 1）人要一直在现场职守； 2）开机前的检查，滤布、紧固、盘车、液压系统； 3）关注机体振动，尤其是加料、提速时； 4）刮刀卸料情况
8、。 5）静电导致的爆鸣：不要长时间甩干；导电铜线虚接；充氮气保护。,几种过滤设备的比较,2.离心沉降 1）碟片离心机： DHC液固自动排渣离心机：ALFALAVAL的技术，见附图。 2）卧螺：GEA、巨能，见附图。,沉降必要条件（关注影响因素）： 鼓内停留时间to=转鼓内料液体积V/料液加入流量v 离心沉降速度：Wt=dp2(p-f)R2/(18) 离心沉降时间t = dt = dR/ Wt 当t to，可以沉降下来。 沉降在碟片间，并在离心力下，推移至转鼓边缘。,DHC性能关键影响因素： 1）转速：分离因数f ，自动排渣效果。 2）排渣工作水的流量和压力：局排（1.5bar），全排。 3）排
9、渣工作水电磁阀的开启时间和间隔时间，控制排渣量。 4）注意：观察实际排渣量，避免虚排渣。停机前必须清洗。机体振动情况，油位，电机电流。,卧螺性能关键影响因素： 1）差转速 =输入转速差/差速器速比。正差转速：螺旋超前转鼓，有利于沉降；负差转速：螺旋滞后转鼓，有利于排渣。 差转速越小，渣子越干，但轻相变浑浊。 2）分离因数f。 3）轻相溢流堰内径：内径越小，轻相越清，渣子变稀；内径越大，清相变浑，渣子变干。 4）絮凝剂。,3.离心分离：TA液液固离心萃取机、RSE液液固自动排渣离心萃取机：GEA（Westfalia）的技术，见附图。 POD机：B&P的技术。,离心原理：,离心分离机性能关键影响因素：1）与轻、重相密度有关； 2）与物料粘度有关； 3）与分离因数f 有关； 4）与固含量有关，定期清洗，另外要关注皂化物、结晶体； 5）与理论分界面有关，调整轻相背压、选用进液孔（与轻重相体积比、产品选取有关）； 6）与比重环内径/向心泵外径有关。,
