真空过滤设备的工作原理

2019-07-14

真空过滤设备是利用在过滤介质一侧产生一定程度的负压(真空)而使滤液排出实现固液分离的,在真空压差的作用下,滤液穿过过滤介质,固体颗粒被过滤介质截留形成滤饼,实现固液分离。真空过滤的压差较小,一般为0.04~0.06MPa,在某些场合,也可达0.08MPa。

真空过滤设备有多种,但其工作周期一般都可分为如下几个阶段;

1、成饼阶段。成饼阶段时严格意义上的过滤过程(过滤就其本身意义而言是指滤液连续通过介质与固体物料分离的过程)。在这一过程中,固体物料借真空作用(下部给料)或真空与重力联合作用(上部给料)而吸附在过滤介质表面,逐渐形成一定厚度的滤饼,随着率饼的逐渐增厚,相应的过滤阻力也逐渐增大,因此在这一阶段的过滤速度(即单位时间内面积的过滤介质所通过的滤液体积)呈逐渐下降趋势。不过这一阶段的主要任务是形成一定厚度的滤饼,以达到预期的处理能力。

2、脱水阶段。滤饼形成后即脱离给料槽进入脱水阶段,在改阶段内,滤饼的相对饱和度(即滤饼水分所占体积与滤饼孔隙总体积之比)要从开始的降低到10%~20%左右。在真空抽吸作用下,水分所占据的大部分孔隙被空气所取代。被排除的水分基本上是重力水及孔隙水,因为真空抽吸还不足以排除表面水及毛细水。滤饼脱水阶段的流体力学特性,是多孔介质中两种流体的驱替问题。对作为替换介质的气体来说,有效渗透率逐渐增大,流动阻力逐渐减小,而对被驱替的液体来说,情况则正好相反。用空气孔驱逐孔隙中的液体,一方面固然可以降低滤饼水分,但另一方面也极易导致真空度的下降而不利于水分的进一步排出,这是因为气体很容易穿透滤饼而使滤饼龟裂的缘故。因此在脱水阶段如何防止滤饼的龟裂是实际过滤过程中一个非常重要的课题。

3、洗涤阶段。滤饼经脱水后,若无其他处理,则进入卸饼阶段。此阶段的任务:一是卸除滤饼;而是恢复过滤介质的渗透性使之进入下一个过滤周期。

由于真空过滤所用压力较低,各阶段之间的转换从机械上来说不需很高的要求,所以在真空过滤机上实现上面所说的三个基本阶段相对来说是比较容易的。但需要指出的是,在实际的过滤周期中各阶段之间并不是截然分明的,而是存在着一定的过渡阶段。

4、压实阶段。

5、干燥阶段。

6、卸饼阶段。

其中洗涤、压实、干燥等阶段的视实际需要而定,而成饼、脱水及卸饼则是大部分真空过滤机所具有的基本工作过程。在过滤周期中,每一操作过程所占用的时间份额随着过滤设备而异。