从物理学的观点来看,压滤操作属于流动过程,即复相流体通过多孔介质的流动过程。
这一过程有两个显著特点:
1.流体通过多孔介质(包括压滤介质和滤饼)的流动是属于较慢运动(也即滞流运动)。影响这种流动有两类因素:一类为宏观的流体力学因素,诸如压滤介质特性,滤饼结构,压差,滤液的粘度等;另一类为微观物化因素,如电动现象,毛细现象,絮凝现象等。固体粒径越大,宏观因素影响越占主导地位,固体粒径越小,则微观物化因素的影响越占主导地位。粒径在10-20微米之间,物化因素的影响更为**。由此可见,影响压滤过程的因素十分复杂,单纯从理论上来分析、处理这一过程非常困难。尽管近年来在这方面作了不少努力,但经验的或半经验的公式在压滤计算中仍有较大的作用。
2.悬浮于流体中的固体粒子是连续不断地沉积在介质内部孔中或介质表面上,沉积在介质表面上的滤饼不断受到压缩,因此随着压滤的进行,流动阻力是不断增加的。
分析任何一种压滤过程,都可从上面的两个基本特点得到启发。
该机是水平台型压滤机的一种变型,其结构主要由以下三部分组成:
(1)压滤部分的环形压滤面,是许多彼此独立的扇形滤盘排列而成的。每个扇形滤盘里都有用橡胶或聚丙制成的筛板,筛板上覆盖着滤布。每个压滤盘的滤液出口都经刚性管同*分配头连通;压滤盘可翻转180°。
(2)真空吸引都分滤液在该部真空作用下,经分配头被吸引到滤液槽中。
(3)传动部分每个扇形滤盘都通过轴承安装在旋转台上,旋转台借下方的轮子而沿内、外圆形轨道滚动;旋转台由齿轮经大齿圈带动旋转。
扇形滤盘的边沿有一定的高度,以免滤浆溢出。筛板2上覆有滤布,与底板构成了滤室。筛板的下方有支承板,以防止其变形下凹。滤液排出管7上有许多真空吸引口,借以排出滤液。盘底的形状决定于滤液的性质和压滤条件,不过大体上是水平的,或者既朝轴线倾斜,又向整个压滤机的中心轴线倾斜。滤液吸出管同叶脉状支管相接。管及断面形状可按圆形设计,也可按倒U字型设计。滤液管上各吸引口大小相同,带式压滤机设备厂家大约多少钱一套,它们的间隔应沿液流方向递增,或者在间隔相同的情况下,吸引口的大小应沿液流方向递减。这样做的目的是使管内的液流量同滤液吸引口的大小相适应。另外,支承板的设置方向应不妨碍滤液流动,而且要将滤液导向吸引口。
采用这种结构型式的滤盘有下列优点:
(1)滤液可在短时间内迅速排出;
(2)可充分而又迅速地洗涤滤饼。
翻盘压滤机的优点是:
(1)可以连续完成加料、压滤、洗涤、脱水、卸料等工序I
(2)卸料平稳;因为通压滤盘翻转实现卸料,所以滤布几乎不发生损伤和堵塞;
(3)可以任意改变压滤面积和洗涤面积;
(4)用聚烯制成的筛板上不易附着锈垢,拆卸和装配简单,
(5)可进行多级逆流洗涤,用较少的洗涤液获得较高的洗涤效果。
当压滤结束时,有一部分滤液借表面张力的作用而保持在滤饼颗粒之间。用*二种液体(又称洗液,且能与滤液完全互溶,通常为水),除去滤饼中所含的残留滤液的过程,称为滤洗涤过程。工业生产上洗涤滤饼的目的在于回收有价值的滤液,此时滤液是产品;或除去滤饼中的杂质,此时产品是不允许被滤液污染的滤饼。滤饼洗涤有两种方式,一种是滤饼在压滤机上直接用洗液进行洗涤。另一种是将滤饼从压滤机上卸除下来,放在贮槽中用洗液混合搅拌洗涤,然后再用压滤方法除去洗液。
一、滤饼的洗涤机理
关于滤饼洗涤过程机理的研究早在30年代初就开始进行。初的洗涤研究仅停留在实验阶段,例如用实验的方法求出洗液出口浓度随洗涤时间的变化关系。
洗液方向与滤液方向相同时,洗液出口浓度(指被洗物质的浓度)与洗涤时间的关系。洗涤初期,洗液浓度保持恒定,这一恒定值正好等于滤液浓度。随着洗涤进行,洗液出口浓度迅速下降。当滤液是产品时,选择这种洗涤方式是有利的。因为初排出的洗液实际上是被取代出来的滤液,这部分液体可直接合并到滤液中去作为产品。洗液方向与滤液方向不一致时,洗液出口浓度与洗涤时间的关系。当洗液方向与滤液方向不同时,洗液的通入将使滤饼发生某种松动,原来滤液走过的通道会被破坏,因此.洗涤一开始洗液与残留在滤饼中的滤液发生某种混合,使排出的洗液浓度随时间的变化关系一开始就逐渐降低。这种方式由于滤饼发生某种松动,消灭了洗液不易到达的死区和通道,故洗涤效果很好。当滤饼作为纯净的产品时特别有效。大多数的压滤机由于结构上的特点,洗液与滤液流动方向是相同的。
滤饼的洗涤过程比压滤更为复杂。因为洗涤不仅涉及两种液体在孔道中的流动,而且还伴随着两种液体间的取代、混合与扩散等现象。另外,如果滤饼的洗涤如同在转鼓压滤机上,洗液是以喷洒的方式进行,那么洗液在滤饼孔道中的流动很可能夹带空气,这就使得问题更加复杂化。此外,洗液的均布问题、微粒的移动问题以及滤饼龟裂现象均有影响。由于这些原因,滤饼洗涤过程的理论研究至今尚不成熟,有关洗涤的计算还是以经验或半经验关系为主,而且计算值与实际值之间差距较大。