過濾

過濾

是一大類單元操作的總稱。 [filter;filterate] 通過特殊裝置將流體提純淨化的過程,過濾的方式很多,使用的物系也很廣泛,固-液、固-氣、大顆粒、小顆粒都很常見。 過濾是在推動力或者其他外力作用下懸浮液(或含固體顆粒發熱氣體)中的液體(或氣體)透過介質,固體顆粒及其他物質被過濾介質截留,從而使固體及其他物質與液體(或氣體)分離的操作 。

基本信息

詞語概念

基本信息

【詞目】過濾

【拼音】guò lǜ

【英文】filtration

定義】利用介質濾除水中雜質的方法。

基本解釋

在推動力或者其他外力作用下懸浮液(或含固體顆粒發熱氣體)中的液體(或氣體)透過介質,固體顆粒及其他物質被過濾介質截留,從而使固體及其他物質與液體(或氣體)分離的操作。

引證解釋

過濾 過濾

1. 用濾紙或其他多孔材料分離懸浮在液體或氣體中固體顆粒、有害物質的一種方法。峻青《海濱仲夏夜》:“瞧,它的空氣是多么清新,簡直像用什麼過濾過似的。”

2. 喻篩選、提煉。

陳涌《<奇異的書簡>;序》:“她用詩人的眼睛去觀察生活,平時不斷地積累生活形象,對於即使不是自己親歷的方面也伸進了自己藝術家的觸角,經過自己的藝術家器官的過濾,經過自己的創造熱情的溶解和想像的補充。”柯靈《香雪海·散文--文學的輕騎隊》:“即使是為了闡明一種哲理,通過感情的過濾,它會更發人深省。”

基本含義

原理

利用物質的溶解性差異,將液體和不溶於液體的固體分離開來的一種方法。如用過濾法除去粗食鹽中少量的泥沙

實驗儀器

漏斗、燒杯、玻璃棒、鐵架台(含鐵圈)、濾紙。

操作要領

過濾布袋 過濾布袋

要做到“ 一貼、二低、三靠”。(見圖) 一貼

即使濾紙潤濕,緊貼漏斗內壁,不殘留氣泡。

(防止氣泡減慢過濾速度。) 二低

1.濾紙邊緣略低於漏斗邊緣。

2.液面低於濾紙邊緣。

(防止液體過濾不淨。) 三靠

1.傾倒時燒杯杯口要緊靠玻璃棒上。

過濾海綿 過濾海綿

2.玻璃棒下端抵靠在 三層濾紙處。

3.漏斗下端長的那側管口緊靠燒杯內壁。

注意事項

1.燒杯中的混合物在過濾前套用玻璃棒攪拌,然後進行過濾。

過濾筒 過濾筒

2.過濾後若溶液還顯渾濁,應再過濾一次,直到溶液變得透明為止。3.過濾器中的沉澱的洗滌方法:用燒瓶或滴管向過濾器中加蒸餾水,使水面蓋沒沉澱物,待溶液全部濾出後,重複2~3次。

工業用的過濾材料

不鏽鋼袋式過濾器網籃 不鏽鋼袋式過濾器網籃

格化淨:採用進口高分子原料生產而成,是目前最新的環保產品,它廣泛用於穩中有降大廠礦企業,消毒、過濾等,供養殖、製糖、造紙、自來水淨化、石油鑽探、化工煉油、大型油庫、新型化工紡織檔塵等單位使用,它採用進口設備生產,具有耐酸、耐鹼、耐高溫、耐腐蝕、耐磨等優點,避免了國產原料效果差,壽命短的弊病。

失敗原因

1.濾紙作用失效

過濾海綿 過濾海綿

1.濾紙破裂。造成原因:①。玻璃棒下端緊靠在一層濾紙處。(濾紙被戳破)②.盛混合物的燒杯沒有緊靠玻璃棒。(濾紙被混合物衝破)

2.混合物沒有經過濾紙。

造成原因:液面高於濾紙邊緣。(混合物直接從濾紙和漏斗的間隙直接流下) 2.儀器不乾淨

1.漏斗下端不乾淨

2.下面收集濾液的燒杯不乾淨

這兩種情況下,濾液都是渾濁的。

過濾操作實驗口訣

斗架燒杯玻璃棒,濾紙漏斗角一樣。

過濾之前要靜置,三靠兩低不要忘。

相關解釋

過濾 過濾

①斗架燒杯玻璃棒,濾紙漏斗角一樣:“斗”指漏斗;“架”指漏斗架。這兩句點明了過濾操作實驗所需要的儀器:漏斗、漏斗架、燒杯、玻璃棒、濾紙,並且強調濾紙摺疊的角度要與漏斗的角度一樣。

②過濾之前要靜置:意思是說在過濾之前須將液體靜置一會兒,使固體和液體充分分離。

③三靠兩低不要忘:意思是說在過濾時不要忘記了三靠兩低。“三靠”的意思是指漏斗頸的末端要靠在承接濾液的燒杯壁上,要使玻璃棒的底端靠在濾紙上,盛過濾液的燒杯嘴要靠在玻璃棒上;“兩低”的意思是說濾紙邊緣應略低於漏斗的邊緣,所倒入的濾液的液面應略低於濾紙的邊緣。

標準

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基本概念

1.過濾介質

過濾是在推動力的作用下,位於一側的懸浮液(或含塵氣)中的流體通過多孔介質的孔道向另一側流動。顆粒則被截留,從而實現流體與顆粒的分離操作過程。被過濾的懸浮液又稱為濾漿,過濾時截留下的顆粒層稱為濾餅,過濾的清液稱為濾液。

過濾介質即為使流體通過而顆粒被截留的多孔介質。無論採用何種過濾方式,過濾介質總是必須的,因此過程介質是過濾操作的要素之一。

多過濾介質的共性要求是多孔、理化性質穩定、耐用和可反覆利用等。可用作過濾介質的材料很多,主要可以分為:

⑴織物介質

織物是非常常用的過濾介質。工業上稱為濾布(網),由天然纖維、玻璃纖維、合成纖維或者金屬絲組織而成。可截留的最小顆粒視網孔大小而定,一般在幾到幾十微米的範圍。

⑵多孔材料

製成片、板或管的各種多孔性固體材料,如素瓷、燒結金屬和玻璃、多孔性塑膠以及過濾和壓緊的氈與棉等。此類介質較厚,孔道細,能截留1~3μm的微小顆粒。

⑶固體顆粒床層

由沙、木炭之類的固體顆粒堆積而成的床層,稱為濾床。用做過濾介質使含少量懸浮物的液體澄清。

⑷多孔膜

由特殊工藝合成的聚合物薄膜,最常見的是醋酸纖維膜與聚醯胺膜。膜過濾屬精密過濾(ultrafiltration),可分離5nm的微粒。

2.濾餅過濾與深層過濾

根據過濾過程的機理有濾餅過濾和深層過濾之分。濾餅過濾又稱為表面過濾。使用織物、多孔材料或膜等作為過濾介質。過濾介質的孔徑不一定要小於最小顆粒的粒徑。過濾開始時,部分小顆粒可以進入甚至穿過介質的小孔。但很快由顆粒的架橋作用使介質的孔徑縮小形成有效的阻擋。被截留在介質表面的顆粒形成稱為濾餅的濾渣層,透過濾餅層的則是被淨化了的濾液。隨著濾餅的形成真正起過濾介質作用的是濾餅本身,因此稱為濾餅過濾。濾餅過濾主要適用於含固量較大(>1%)的場合。

深層過濾一般套用介質層較厚的濾床類(如沙層、硅藻土等)作為過濾介質。顆粒小於介質空隙進入到介質內部,而長而曲折的孔道中被截留並附著於介質之上。深層過濾無濾餅形成,主要用於淨化含固量很少(<0.1%)的流體,如水的淨化、煙氣除塵等。

3.過濾的操作方式

根據使用的過濾設備、過濾介質及所處理的物系的性質和產品收集的要求,過濾操作分為間歇式和連續式兩種主要方式。

根據提供過濾推動力的方式,又有重力過濾、加壓過濾、真空過濾和離心過濾之分,其目的都是克服過濾阻力。

過濾是使水通過濾料時去除水中懸浮物和微生物等的淨水過程。濾池通常設在沉澱池或澄清池之後。目的是使濾後水的濁度達到水質標準的要求。水經過濾後,殘留的細菌、病毒失去了懸浮物的保護作用,從而為過濾後消毒創造了條件。所以,在以地面水為水源的飲用水淨化中,有時可省去沉澱或澄清,但過濾是不可缺少的。

⑴過濾的淨水原理。①篩除作用:水通過濾料時,比濾層孔隙大的顆粒被截留;隨後,濾層孔隙逐漸變小,較小的顆粒也被截留。②接觸凝聚作用:未被沉澱去除的細小絮凝體或脫穩顆粒,因與濾料接觸而被吸附;濾料吸附絮凝體後,其吸附作用進一步增強。

⑵過濾的淨水效率。取決於進水水質、濾料粒徑、濾料層厚度、濾池構造、濾速和管理等因素濾速是指每小時通過單位濾池面積的水量。濾速越大,雜質在濾層中穿透越深。但濾速過大會影響濾後水質。

⑶對濾料的要求。具有足夠的機械強度,不惡化水質,有一定的顆粒級配,經濟易得。

⑷常用的濾池型式。①普通快濾池,平面為方形或圓形,過濾時,進水由分配渠流人排水糟,然後均勻地分布於濾池表面,再通過濾料層和承托層;最後由濾管系統收集後經清水管排出。洗砂時,清水通過濾管系統由下向上反衝洗,使砂層膨脹浮起,砂數相互摩擦,洗下污泥;污水由配水、排水槽流至分配渠,最後由洗池污水渠排出。快濾池運行可靠,並可通過降低濾速改善出水水質;②雙層和三層濾料濾池,是在石英砂層上面再加一層粒徑較大、比重較小的無煙媒濾料、因無煙煤層的孔隙大,故截泥能力較快濾池高;③虹吸濾池、無閥濾池和移動沖洗罩濾池:這些濾池的淨水原理與普通快濾池相同。它們的共同優點是,減少了閥門,並便於操作管理;但構造複雜。

4. 過濾操作過程

過濾操作過程一般包括過濾、洗滌、乾燥、卸料4個階段 。

①過濾。懸浮液在推動力作用下,克服過濾介質的阻力進行固液分離;固體顆粒被截留,逐漸形成濾餅,且不斷增厚,因此過濾阻力也隨之不斷增加,致使過濾速度逐漸降低。當過濾速度降低到一定程度後,必須停止過濾。

②洗滌。停止過濾後,濾餅的毛細孔中含有許多濾液,須用清水或其他液體洗滌,以得到純淨的固粒產品或得到儘量多的濾液。

③乾燥。用壓縮空氣吹或真空吸,把濾餅毛細管中存留的洗滌液排走,得到含濕量較低的濾餅。

④卸料。把濾餅從過濾介質上卸下,並將過濾介質洗淨,以備重新進行過濾 。

範圍

分離濾芯,長度規格有5英寸、10英寸、20英寸和30英寸,可以直接安裝在標準的油水分離器上。l.通用型濾芯的長度尺寸有:5”、10”、20”和30”;2.高溫(200華氏)濾芯長度尺寸有:10”、30”; 3.多氯化聯二苯(PCB)濾芯的長度尺寸為30”;4.乳化物濾芯的尺寸有:常規的有10”、20”、30”;高溫(華氏200度)的有10”和30”,大直徑有 10”(4.5” x 10”, 1 micron)、20”(4.5” x 20”,1 micron);5.其他規格有:大直徑10”(4.5” x 10”)、20”(4.5” x 20”)碳氫化合物過濾濾芯等。所有濾芯,超級吸油不吸水。過濾範圍廣,能徹底清除水中的烷烴、烯烴、環烷、芳香烴(BTEX)、原油、脂肪族碳氫化合物及溶劑、氯化物、聚合物、膠質重金屬、原油和燃料、螢光(sheen)、甲基叔丁基醚(MTBE)、殺蟲劑和POPs頑固的有機污染物(PCBs物質、二氧(雜)芑、呋喃、DDT 、艾氏劑、氯丹、狄氏劑、內氯甲橋奈、七氯、六氯苯、滅蟻靈和八氯莰烯)、植物油有機混合物、動物脂肪、TBT、生物殺傷劑、矽油等,經過大量的實踐證明,是最有效清除上述污染物的產品。

過濾設備

按過濾推動力可分為重力過濾機、加壓過濾機和真空過濾機;按過濾介質的性質可分為粒狀介質過濾機、濾布介質過濾機、多孔陶瓷介質過濾機和半透膜介質過濾機等;按操作方法可分為間歇式過濾機和連續式過濾機等 。

過濾設備總體分為真空和加壓兩類,真空類常用的有轉筒、圓盤、水平帶式等,加壓類常用的有壓濾、壓榨、動態過濾和鏇轉型等。具體設備簡介如下:

◆袋式過濾器

1. 結構緊湊、尺寸合理。安裝及操作簡單、方便,占地面積較小。

2. 過濾精度高,適用於任何細微顆粒或懸浮物,過濾範圍可從1 ~800 微米。

3. 單位過濾面積的處理流量較大,過濾阻力較小,過濾效率高。一個濾袋過濾功能相當於同類型濾芯5 ~10 倍,可大大降低成本;設計流量可以滿足1 ~500m3 /h 要求,成本造價低。

4. 用途廣泛,可用於粗濾、中濾或精濾;在達到同樣過濾效果的情況下,比較起板框精濾機、濾芯式過濾器等設備具有投資成本較低、使用壽命長和過濾成本低等優點。

◆間歇式加壓過濾機

工作壓力:0.3-0.8Mpa ,最高可達3.5 Mpa ,適用於固、液密度差較小而難於沉降的分離,或固體含量高和要求得到澄清的液體,或有求固相回收率高,濾餅含濕量低的場合,壓濾機德過濾推動力大,過濾速率高,單位過濾面積占地面積小,對物料的適應能力強,過濾面積選擇範圍寬,套用十分廣泛。

◆板框壓濾機

結構簡單,製作方便,占地面積小,操作壓強高,過濾面積大,適於粘細物料,濾渣含濕量低,缺點是間歇操作,生產效率低,勞動強度高,濾布損失快。

◆廂式壓濾機

與板框壓濾機相似,但機件少,單位過濾面積的造價低 15% 左右,密封面可靠,但濾布安裝與清洗麻煩,濾布損失快,操作成本高,大多數用於大處理量的生產中。

◆膜過濾

用金屬絲,濾布,濾紙,紗線,微孔塑膠,微孔陶瓷等多種材料製成的濾芯,固定在管板上,裝入耐壓桶體內,過濾面積在 3 -30m2,工作壓力在0.2Mpa. 過濾精度為〉0.1um 的精過濾或超精過濾,小批量生產用。

◆管式過濾機由剛性多孔過濾介質構成的微米級過濾設備,可一次性過濾0.5um-100um 左右的粘細物料,可得到濾液澄清的過濾效果。

1. 過濾精度高、範圍寬,可滿足不同過濾精度要求

2. 耐酸、鹼、鹽及各種有機溶劑,無毒、無味、無異物脫落

⒊ 立式結構,占地面積小

4. 操作簡便,處理量大,投資費用低

5. 用壓縮空氣或“氣水”反衝排渣再生,也可化學再生,濾芯使用壽命長。

◆連續式加壓過濾機加料,過濾,洗滌,吹除和卸餅等操作過程為同時連續進行。過濾速度高,含濕量低,環境潔淨,且更適於自動化控制特點。

◆轉鼓加壓過濾機操作連續,濾餅含濕量低,洗滌效果好,洗水耗量低,目前最大過濾面積為8m2,操作壓力為0.3Mpa 左右。缺點為結構複雜,維修困難,適於大規模生產,

◆立式連續加壓葉濾機這種機型適於化工或藥品中難過濾的物料的過濾,結構複雜,空間占據高度大,最大過濾面積為 8m2。

◆臥式連續加壓葉濾機

結構複雜,適於大規模生產和自動化控制操作。

◆連續盤式過濾器用於浮選精煤處理中。

◆動態鏇葉壓濾機利用鏇轉件產生高剪下力達到限制濾餅層的厚度,可獲得很高的過濾速度,特別適於高分散,低濃度及壓縮性物料的過濾,同時利用過濾物料具有的觸變性,在運動過程中降低料漿稠度的特性進行操作。該設備主要適用在濃縮脫水和洗滌兩大類,用於澄清過濾較少,以及難過濾和難洗滌的物料中。

◆間歇式真空過濾機真空過濾機與加壓過濾機機理基本相同,只是過濾介質的一側壓力低於大氣壓,推動力較小。

◆真空抽濾器結構簡單,過濾推動力較重力過濾器大。

◆真空葉濾機結構簡單,適於一般的泥漿狀物料過濾,但操作條件較差,勞動強度較高。

◆外濾面轉鼓真空過濾機能連續和自動操作,能有效地進行過濾,洗滌,脫水,操作現場乾淨,易於檢查和修理。缺點是成本高,使用範圍受熱液體或揮發性液體的蒸汽壓限制,沸點低或在操作溫度下易揮發的物料不能過濾,難以處理含固量多和顆粒特性變化大的料漿,並且濾餅含濕量在30% 左右,很少低於10% ,主要用於化工,食品行業。

◆內濾面轉鼓真空過濾機適用於過濾固體顆粒粗細不均的懸浮液,不需要攪拌裝置,機器成本低,能適應進料濃度的變化,若需要在高溫下操作,很容易採取保溫措施。缺點是,轉鼓表面不能充分利用,濾餅需要一定的黏性,否則易脫落,致使真空度下降,進料流量發生變化;更換濾布困難。

◆圓盤真空過濾機按單位過濾面極算價格最低,占地面積小,但濾餅濕度高於轉鼓真空過濾機。由於過濾面為立式,濾餅厚薄不均,易龜裂,不易洗滌,薄層濾餅卸料困難,濾布磨損快,且易堵塞。易於處理沉降速度不高,易過濾的物料,不適合處理非黏性物料,套用範圍與轉鼓真空過濾機相同。

◆轉台真空過濾機結構簡單,洗滌效果好,洗滌液與濾液分開,對於脫水快的料漿,單台過濾機的處理量大,缺點是,占地面積大,濾布磨損快,且易堵塞。

◆翻斗真空過濾機可過濾黏稠的物料,適應性強,適用於分離含固量的質量分數大於20% ,密度較大,且易分離和濾餅要進行充分洗滌的料漿,常用於化工,輕工等行業。

◆袋式真空過濾機分固定室式,移動室式,濾帶間歇移動時三種,帶式真空過濾機是水平過濾面,上面加料,過濾效率高,洗滌效果好,濾餅厚度可調,濾布可正反兩面同時洗滌,操作靈活,維修費用低,可套用於化工,製藥,食品行業,對於沉降速度較快的料漿的分離性能優佳,當濾餅需要洗滌時更為優良。

常用介質

織物是最為常用的過濾介質,工業上稱為濾布或濾網。而這其中最為常用的尤屬不鏽鋼濾布或不鏽鋼濾網等過濾製品。

不鏽鋼絲機織成各種規格網(布),具有良好的耐酸、耐鹼、耐高溫,抗拉力強和耐磨性強等性能。

1、不鏽鋼網絲材質:SUS304, SUS304L, SUS316, SUS316L最為常用,SUS201,SUS202,SUS302,SUS430亦可。

2、不鏽鋼絲編織方式:平紋編織、斜紋編織、席形編織、竹花編織、反差編織、五綜編織。其中平紋不鏽鋼網是最為常見的編織方法,主要特點是經向和緯向絲徑的密度相同。

性能:具有過濾性能穩定、精細、耐高溫氧化、耐腐蝕性能好,比普通過濾材料經久耐用,光潔度高等。氣體、液體、固體等不同介質對過濾網的耐酸鹼耐候性要求不同。

用途:用於航天、石油、化工、化纖、橡膠、車胎製造、冶金、醫藥、食品等行業等行業。

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