3.3.1 概述

过滤是用某种多孔物质作为介质来处理悬浮液以实现固液分离的一种单元操作

两种过滤方式：深层过滤、滤饼过滤

滤饼过滤与深层过滤的主要区别：

1. 过滤介质：粒状床层孔道；滤饼层

2. 推动力：静电、分子间力、毛细管力；重力、压力、离心力

过滤介质：多孔性介质、耐腐蚀、耐热并具有足够的机械强度。工业用过滤介质主要有：棉、麻、丝、毛、合成纤维、金属丝等编织成的滤布。

助滤剂  是颗粒细小、粒度分布范围较窄、坚硬而悬浮性好的颗粒状或纤维固体，如硅藻土、纤维粉末、活性炭、石棉。使用时，可预涂，也可以混入待滤的滤浆中一起过滤。助滤剂能形成结构疏松、而且几乎是不可压缩的滤饼。可改善原滤饼的可压缩性和过于致密的缺点。

3.3.2 过滤基本方程

过滤基本方程—滤液量V/m3～过滤时间q/s的关系

过滤速度u----即为流速，单位时间内通过单位过滤面积的滤液体积，m/s

（1）过滤基本方程的推导

无法用已有物理公式描述，故采用数学模型法进行等效与简化。

(a)细管长度le与床层高度L成正比

(b)细管的内表面积等于全部颗粒的表面积，流体的流动空间等于床层中颗粒之间的全部空隙体积。

（2）恒压过滤

特点：K为常数，过滤速度愈来愈小。

（3）过滤常数的测定

恒压时：

，

logDp~logK作图求出压缩指数s

（4）滤饼洗涤

推动力、阻力不变，洗涤速度为常数

（5）过滤设备及过滤计算

 以压力差为推动力：如板框压滤机、叶滤机、回转真空过滤机等；

以离心力为推动力：如各种离心机。

1) 板框压滤机

一个操作循环：

过滤、洗涤、卸渣、整理重装

2）叶滤机

特点：属间歇式、置换洗涤

操作周期：与板框机相同

最佳操作周期： 与板框机相同

3）转筒真空过滤机

一个操作循环：过滤、洗涤、吹松、刮渣

特点：属连续式，置换洗涤

某铝厂种子过滤机改造项目是，按拜尔法年产能15万t平衡，相应的种子量将达到250t/h，急需扩大过滤工序产能。

1 技术改造前状况

拜尔法种子过滤工序原有40m2转鼓过滤机6台，28m²转鼓过滤机4台。整个系统是为满足年产6万t氧化铝的规模而设计的。

转鼓过滤机的特点为操作简单，但运转率偏低，检修时间长，且带有机械搅拌装置，故障频繁，检修费用高。2台立盘过滤机由于其中空轴较细，制约着较大液量通过，产能仅为70t/h。

针对过滤机的不同特点及种子过滤工序的工艺要求，决定采用国产80m2立盘过滤机代替原有转鼓式种子。

2工作原理

立盘过滤机的工作过程为：过滤盘两端的分配盘将之分为吸液区、干燥区、吹落区。吸液区借助真空泵所形成的压力差在滤布上形成颗粒状的滤饼，并通过滤饼和滤布排出液相，从而达到液固分离的目的。滤饼进入干燥区，脱去大部分水，然后进入吹落区，由空压机产生的压缩空气吹落滤盘上的部分滤饼，其余的滤饼由刮刀卸料，完成一个循环。

3结构及改进

新一代80m2立盘过滤机的规格及参数为：矿浆槽容积：5m³；过滤盘直径：4270mm；过滤面积：80m²；主轴转速：0～3r/min；滤盘数：4；行星摆线针轮减速机：XWD18.5-10-1/59;电机功率：18.5kW。同以往立盘过滤机相比，新式立盘过滤机加大了滤盘直径，相应地减少了滤盘个数；主轴转数有所提高；中轴直径加大，以便更多的浆液通过。

3 立盘过滤机的使用效果

(1)由于立盘过滤机产能较原来转鼓过滤机有明显提高。

(2)加大真空受液槽的进出料口管径，以便于滤液的顺利通过。

(4)过滤机下料浆槽出料泵以大换小，增加物料输送能力。

使用效果较好,在上述工况条件下进行了测试，结果表明，立盘过滤机的滤饼含水率保持在17%～18%之间，采用无纺布，滤液浮游物可控制在3g/L左右，过滤机的产能可达236t/h，较原有立盘过滤机和转鼓过滤机有较大提高。