凡是能使濾漿中流體通過,其所含固相顆粒被截留,以達(dá)固液分離目的的多孔物都統(tǒng)稱為過濾介質(zhì)。它是過濾機(jī)上關(guān)鍵組成部分,它決定了過濾操作的分離精度和效率,也直接影響過濾機(jī)的生產(chǎn)強(qiáng)度及動(dòng)力消耗。
工業(yè)上應(yīng)用的過濾介質(zhì)種類繁多,按其結(jié)構(gòu)分為：撓性介質(zhì)；剛性介質(zhì)及松散性過濾介質(zhì)三大類:
?撓性過濾介質(zhì)：
o 金屬過濾介質(zhì)
o 非金屬過濾介質(zhì)：棉織物、毛織物、絲織物、合成纖維織物、玻璃纖維織物、
非織造纖維織物：非織造濾布（、濾紙、濾氈、過濾襯墊）
o 金屬、非金屬混合介質(zhì)
? 剛性過濾介質(zhì)
o 燒結(jié)金屬網(wǎng)、金屬纖維燒結(jié)氈、粉末燒結(jié)材料、多孔陶瓷、燒結(jié)多孔塑料、
燒結(jié)鋁氧化物、玻璃過濾介質(zhì)
? 松散過濾介質(zhì)
o 硅藻土、膨脹珍珠巖粉、纖維素，砂，木炭粉、無煙
過濾介質(zhì)的作用原理與過濾操作機(jī)理相關(guān)。用于濾餅過濾的過濾介質(zhì)技術(shù)特性必須滿足此種過濾的特殊要求:介質(zhì)的結(jié)構(gòu)能保證開始過濾時(shí),顆粒能迅速在介質(zhì)表面"架橋",使細(xì)顆粒不致流失(即穿濾);介質(zhì)的孔道內(nèi)夾持顆粒的比率低,介質(zhì)的堵塞最小;濾餅?zāi)苋菀椎氐匦冻?介質(zhì)結(jié)構(gòu)便于清洗再生。常用的濾餅過濾介質(zhì)主要有濾布,濾紙,濾網(wǎng),側(cè)邊式濾芯等,對用作深層過濾的介質(zhì),則要求其結(jié)構(gòu)滿足的截留精度,能阻擋要求阻擋的顆粒;床層要有足夠的容量,使其被顆粒堵塞的進(jìn)程緩慢,以延長操作周期。
對各種過濾介質(zhì)的共同要求是:優(yōu)良的過濾特性(比阻小,截留精度高等);良好的物理、機(jī)械性能(強(qiáng)度高,搞蠕變,剛?cè)嵝?耐磨性高等),在一定工藝操作條件及環(huán)境下,化學(xué)穩(wěn)定性好(耐腐蝕,耐高溫及微生物等),清洗、再生方便,價(jià)格便宜,來源可靠。
選擇過濾介質(zhì)的基本要求
1． 過濾介質(zhì)對固體顆粒的捕集能力
這關(guān)系到過濾的分離次序。所謂捕集能力就是能截留的最小顆粒尺寸。捕集能力取決于介質(zhì)本身的孔隙大小及分布情況。下表為各類過濾介質(zhì)能捕集的最小顆粒。
介 質(zhì) 類 型 | 舉 例 | 能夠截留的最小顆粒 （微米） |
濾布 | 天然及合成纖維編織的濾布 | 10 |
濾網(wǎng) | 金屬絲編織網(wǎng) | >5 |
非織造纖維介質(zhì) | 紙（纖維素）
紙（玻璃纖維材料）
毛氈 | 5
2
10 |
多孔材料 | 薄膜 | 0.005 |
剛性多孔材料 | 陶瓷
金屬陶瓷 | 1
3 |
松散固體介質(zhì) | 硅藻土
膨脹珍珠巖 | <1
<1 |
2．滲透率
過濾介質(zhì)的滲透率反映了它對濾液流動(dòng)的阻力,它影響過濾機(jī)的生產(chǎn)強(qiáng)度和過濾推動(dòng)力---壓強(qiáng)差
過濾介質(zhì)的滲透率可由達(dá)西方程來描述:
對由顆?；蚶w維填充的過濾床,其滲透率K可用柯茲尼-卡爾曼方程式給出:
單絲紡織纖維介質(zhì)的滲透率可由以下半經(jīng)驗(yàn)方程給出:
由此可見,過濾介質(zhì)的滲透率與介質(zhì)本身的孔隙率有關(guān)。常用過濾介質(zhì)的空隙率如下表:
介質(zhì)名稱 | 金屬絲網(wǎng)
平紋、斜紋 | 陶瓷 | 多孔材料 | 薄膜 | 紙 | 硅藻土精制 |
空隙率/% | 15~25
30~35 | 30~50 | 70 | 80 | 60~95 | 80~90 |
3．卸渣和清洗再生性能
卸渣能力就是指過濾結(jié)束后能利用濾餅自身策略或壓縮空氣吹除,機(jī)械刮除等措施把濾餅從介質(zhì)表面除凈的能力,這對于象轉(zhuǎn)鼓,翻盤,帶式真空過濾機(jī)等連續(xù)過濾機(jī)來說是維持正常操作的先決條件。過濾過程中總有少量濾渣顆粒堵塞在介質(zhì)孔隙中,必須在每個(gè)操作循環(huán)的卸渣工序結(jié)束后用沖洗,吹掃等方法把顆粒從介質(zhì)表面,孔隙中清洗掉,以維持介質(zhì)的過濾效率和性能。再生性能主要取決于過濾介質(zhì)的構(gòu)成材料和紡織、加工方法(制造工藝)。
4．化學(xué)穩(wěn)定性能
由于過濾過程所處理的物料多種多樣,它們的化學(xué)性質(zhì)各不相同。有酸性,堿性,強(qiáng)氧化性,有機(jī)溶劑等,而且都在一定的溫度下過濾。這就要求所選用的過濾介質(zhì)結(jié)構(gòu)材料能在被處理的物料中具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性,耐化學(xué)腐蝕,耐溫度變化,耐微生物作用。一般而言,聚丙烯纖維具有良好的耐酸性。耐堿性和耐氧化劑作用,聚乙稀纖維在室溫下對酸,堿溶液具有穩(wěn)定性,滌綸材料具有良好的耐酸性.
5．材料的物理,機(jī)械性能
材料的物理,機(jī)械性能包括吸濕性,耐磨性,機(jī)械強(qiáng)度,伸延率等,均影響介質(zhì)的過濾性能及使用壽命。不同類型結(jié)構(gòu)的過濾機(jī)對介質(zhì)物理、機(jī)械性能要求也有差異,如板框過濾機(jī)與葉片過濾機(jī)、轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)相比,對濾布的機(jī)械強(qiáng)度要求更高.帶式過濾機(jī)對濾布的強(qiáng)度要求比傾覆盤式過濾機(jī)高,而且要求一定負(fù)荷下延伸率盡可能低.
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