过滤设备的计算实例.docx

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优选

过滤设备的计算实例

一、前 言

过滤设备是利用过滤介质〔滤布、滤纸、多孔滤材或者砂层等〕把含有固体细粒子的悬浮中的液体的固体分开的设备。在过滤介质上推积起来的细小粒子称为滤饼，通过过滤介质的液体称作为滤液，本文简单介绍了过滤没备的分类和有关过滤设备的计算实例。

二、过滤设备的分类

过滤设备的种类很多，分类方法也有多种，本文以过滤压力来进展分类可以分为以下四类：

1、重力式

含固体颗粒是悬浮液进入过滤介质的上部，在重力的作用下，液体在过滤介质间流过而固体颗粒被介质捕集在过滤介质的上部〔或者在介质内部被捕〕形成滤饼。

2、加压式

工业上经常使用的板框式压滤机和加压叶片式过滤机均属此种类型。一般过滤介质固定在滤板上，具有一定压悬浮液体进入过滤介质的一侧，液体在压力作用下通过过滤介质的滤板的沟槽流出，固体被截留在过滤介质的另一侧。通常这类滤设备是间歇操作的，但是也有连续操作的加压过滤设备，如连续机械挤压式滤机、连续加压旋转叶片式过滤机等。

3、真空式

真空式过滤机一般在滤板的外侧包有过滤介质，而内侧处于真空状态，液体在板的外侧，常常它的过滤面有一局部浸在液体中，如转鼓式真空滤机和旋转叶片真空过滤机，它们在转动中经过了过滤，洗涤，吸干和卸料过程。但也有一类滤机它们的过滤面是水平放置的，如连续水平真空带式过滤机，倾覆盘式过滤机，转台式过滤机等。

4、离心式

在一个转动的圆筒内固定有过滤介质，悬浮液进入转鼓，在离心力的作用下滤液通过过滤介质流出转鼓，滤饼留在转鼓内。滤饼的排出可以是间歇的〔上悬式三足离心机〕也可以是连续的〔刮刀卸料的离心过滤机〕，所发离心式过滤机也可以分为间歇式和边续式

两大类。

三、过滤速度和过滤实验1、过滤速度

单位时间内过过滤介质的液体量〔dV/dt〕m3/sec称作为过滤速度。它和过滤压力差〔△p〕和过滤面积〔A〕成比例，而与过滤介质阻力〔Rm〕和滤饼阻力〔Rc〕，滤液的粘度〔u〕成反比例，

dV/dt=△p.A/(Ro+Rm)μ,m3/s(1)

这里，Rm在某一过滤循环中可视为一定值，Rc在过滤进展中为一个与滤饼厚度L成比例的变量，它可以用下式来表示：

Rc=kL=k

由物料衡算可得到湿滤饼的质量M。Mc=

将式〔3〕代入式〔2〕得到

R=k·m·C·ρ·V/(1-m·C)ρ·A

c c

比阻力系数：

α=K·m/ρm/kg

m c

∴R=a C·ρ·V/(1-m·C)·A (4)

c m

将式〔4〕代入式〔1〕，并在△ρ和α为一定值条件下积分整理后得到:

m

V2+2VV=Kt (5)

o

这理

K=2(1-m·C)△ρ·A2/α·ρ·μ〔6〕

m

V R 〔1－m·C〕·A/α·C·ρ(7)

o= m m

式〔5〕二边分别对V，t微分得到

〔2V＋2V〕dV=Kdt

o

∴dV/dt=K/2(V+Vo) (8)

由式〔5〕〔6〕〔7〕〔8〕可以求得过滤速度，这里△ρ为常数〔恒压过滤〕另外当α为一定值时，ρ也是一个定值，所以滤饼是不可压缩的。计算VK时，需要△ρ，A，

m c o

m,C,ρ及ρ值，这些数值可以在小型实验中求得。

p

图1转鼓离心过滤机的别离过程此外，对于离心式过滤机的过滤过程：

Dv/dt=

上式，在过滤进展中A为一变值。

m

2、过滤实验

当使用的过滤压力是重力、加压、真空时可以使用小型实验装置来求得过滤速度，为了取得计算过滤设备生产能力的必要资料，实验需要测定的值为“

〔1〕滤液量和过滤时间的关系〔V～t〕

〔2〕过滤压力差△ρ

〔3〕过滤器的面积A

〔4〕滤饼的湿含量m

〔5〕悬浮液浓度C

〔6〕干滤饼的密度ρ

p

(7)滤液的密度ρ和它的粘度和温度的关系。

实验中改变过滤压力和过滤介质可以得到最适宜的过滤条件。下面是一个实验测定的实例：

C=0.05kg固体/kg悬浮液

△ ρ＝9.8×104PaA=0.0087㎡ m=2.5

ρ=1.5 g/cm3 ρ=1 g/cm3

p

测定的滤液V和时间t的关系见表1。

由V—/V作图求得V和K值〔图2〕，

o

K＝1.034×10－7 m6/min

t/V=0.18=2V/K

o

∴V=1.55×10-4 m3

o

表1实验测定的滤液V和时间t的关系

四、计算实例

现在我们用实验测定的值来计算叶片式过滤机和真空转鼓式滤机的生产能力。

1、加压叶片式过滤机

要求悬浮液处理能力为每天20t，每天工作时间为8h，过滤压力△p＝9.8×104Pa,过滤面积10㎡。其它数据见实验测定值，过滤介质和实验中使用的过滤介质一样，试确定过滤操作参数。

首先计算这台加压叶片式过滤机的K和V值

o