化工原理（非均相分离） - 图文(5)

实现过滤操作的外力可以是重力、压强差或惯性离心力。在化工中应用最多的还是以压强差为推动力的过滤。 1.过滤方式

工业上的过滤操作分为两大类，即饼层过滤和深床过滤。饼层过滤时，悬浮液置于过滤介质的一侧，固体物沉积于介质表面而形成滤饼层。过滤介质中微细孔道的直径可能大于悬浮液中部分颗粒的直径，因而，过滤之初会有一些细小颗粒穿过介质而使滤液浑浊，但是颗粒会在孔道中迅速地发生“架桥”现象(见附图)，使小于孔道直径的细小颗粒也能被截拦，故当滤饼开始形成，滤液即变清，此后过滤才能有效地进行。可见，在饼层过滤中，真正发挥截拦颗粒作用的主要是滤饼层而不是过滤介质。通常，过滤开始阶段得到的浑浊液，待滤饼形成后应返回滤浆槽重新处理。饼层过滤适用于处理固体含量较高(固相体积分数约在1％以上)的悬浮液。

在深床过滤中，固体颗粒并不形成滤饼，而是沉积于较厚的粒状过滤介质床层内部。悬浮液中的颗粒尺寸小于床层孔道直径，当颗粒随流体在床层内的曲折孔道中流过时，便附在过滤介质上。这种过滤适用于生产能力大而悬浮液中颗粒小、含量甚微(固相体积分数在0.1％以下)的场合。自来水厂饮水的净化及从合成纤维纺丝液中除去极细固体物质等均采用这种过滤方法。

另外，随着膜分离技术应用领域的扩大，作为精密分离技术的膜过滤（包括微孔过滤和超滤)近年来发展非常迅速。

化工中所处理的悬浮液固相浓度往往较高，故本节只讨论饼层过滤。

2．过滤介质

过滤介质是滤饼的支承物，它应具有足够的力学强度和尽可能小的流动阻力 应具有相应的耐腐蚀性和耐热性。

工业上常用的过滤介质主要有下面三类。

(1)织物介质(又称滤布) 包括由棉、毛、丝、麻等天然纤维及合成纤维制成的织物，以及由玻璃丝、金属丝等织成的网。这类介质能截留颗粒的最小直径为

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5-65μm。织物介质在工业上应用最为广泛。

(2)堆积介质 此类介质由各种固体颗粒(细砂、木炭、石棉、硅藻土)或非编织纤维等堆积而成．多用于深床过滤中。

(3)多孔固体介质 这类介质是具有很多微细孔道的固体材料，如多孔陶瓷、多孔塑料及多孔金属制成的管或板，能截拦1—3μm的微细颗粒。