過(guò)濾基本原理

1、第二節(jié)過(guò)濾一過(guò)濾基本原理1 .過(guò)濾使懸浮液中的液體通過(guò)多孔介質(zhì)的孔道,而懸浮液中的固體顆粒過(guò)濾是在外力作用下，被截留在介質(zhì)上，從而實(shí)現(xiàn)固、液分離的操作。說(shuō)明其中多孔介質(zhì)稱(chēng)為過(guò)濾介質(zhì)；所處理的懸浮液稱(chēng)為濾漿；濾漿中被過(guò)濾介質(zhì)截留的固體顆粒稱(chēng)為稱(chēng)為濾餅或?yàn)V渣；通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)后的液體稱(chēng)為濾液。驅(qū)使液體通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)的推動(dòng)力可以有重力、壓力(或壓差)和離心力；過(guò)濾操作的目的可能是為了獲得清凈的液體產(chǎn)品，也可能是為了得到固體產(chǎn)品。洗滌的作用：回收濾餅中殘留的濾液或除去濾餅中的可溶性鹽。2 .過(guò)濾介質(zhì)過(guò)濾介質(zhì)起著支撐濾餅的作用，并能讓濾液通過(guò)，對(duì)其基本要求是具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和盡可能小的流動(dòng)阻力，同時(shí)，還應(yīng)具

2、有相應(yīng)的耐腐蝕性和耐熱性。工業(yè)上常見(jiàn)的過(guò)濾介質(zhì)：織物介質(zhì)：又稱(chēng)濾布，是用棉、毛、絲、麻等天然纖維及合成纖維織成的的織物，以及由玻璃絲或金屬絲織成的網(wǎng)。這類(lèi)介質(zhì)能截留顆粒的最小直徑為565kmo織物介質(zhì)在工業(yè)上的應(yīng)用最為廣泛。堆積介質(zhì)：由各種固體顆粒(砂、木碳、石棉、硅藻土)或非紡織纖維等堆積而成，多用于深床過(guò)濾中。多孔固體介質(zhì)：具有很多微細(xì)孔道的固體材料，如多孔陶瓷、多孔塑料、多孔金屬制成的管或板，能攔截13刖的微細(xì)顆粒多孔膜：用于膜過(guò)濾的的各種有機(jī)高分子膜和無(wú)機(jī)材料膜。廣泛使用的是醋酸纖維素和芳香酰胺系兩大類(lèi)有機(jī)高分子膜?？捎糜诮亓鬷Nm以下的微小顆粒。3 .深層過(guò)濾和濾餅過(guò)濾(1)濾餅過(guò)濾

3、：懸浮液中顆粒的尺寸大多都比介質(zhì)的孔道大。過(guò)濾時(shí)懸浮液置于過(guò)濾介質(zhì)的一側(cè)，在過(guò)濾操作的開(kāi)始階段，會(huì)有部分小顆粒進(jìn)入介質(zhì)孔道內(nèi)，并可能穿過(guò)孔道而不被截留，使濾液仍然是混濁的。隨著過(guò)程的進(jìn)行，顆粒在介質(zhì)上逐步堆積，形成了一個(gè)顆粒層，稱(chēng)為濾餅。在濾餅形成之后，它便成為對(duì)其后的顆粒起主要截留作用的介質(zhì)。因此，不斷增厚的濾餅才是真正有效的過(guò)濾介質(zhì)，穿過(guò)濾餅的液體則變?yōu)槌吻宓囊后w。(2)深層過(guò)濾：此時(shí)，顆粒尺寸比介質(zhì)孔道的尺寸小得多，顆粒容易進(jìn)入介質(zhì)孔道。但由于孔道彎曲細(xì)長(zhǎng)，顆粒隨流體在曲折孔道中流過(guò)時(shí)，在表面力和靜電力的作用下附著在孔道壁上。因此，深層過(guò)濾時(shí)并不在介質(zhì)上形成濾餅，固體顆粒沉積于過(guò)濾介質(zhì)的

4、內(nèi)部。這種過(guò)濾適合于處理固體顆粒含量極少的懸浮液。4 .濾餅的可壓縮性和助濾劑濾餅的可壓縮性是指濾餅受壓后空隙率明顯減小的現(xiàn)象，它使過(guò)濾阻力在過(guò)濾壓力提高時(shí)明顯增大，過(guò)濾壓力越大，這種情況會(huì)越嚴(yán)重。另外，懸浮液中所含的顆粒都很細(xì)，剛開(kāi)始過(guò)濾時(shí)這些細(xì)粒進(jìn)入介質(zhì)的孔道中會(huì)將孔道堵死，即使未嚴(yán)重到這種程度，這些很細(xì)顆粒所形成的濾餅對(duì)液體的透過(guò)性也很差，即阻力大，使過(guò)濾困難。為解決上述兩個(gè)問(wèn)題，工業(yè)過(guò)濾時(shí)常采用助濾劑。二過(guò)濾設(shè)備1 .板框過(guò)濾機(jī)（1）結(jié)構(gòu)與工作原理：由多塊帶凸凹紋路的濾板和濾框交替排列于機(jī)架而構(gòu)成。板和框一般制成方形，其角端均開(kāi)有圓孔，這樣板、框裝合，壓緊后即構(gòu)成供濾漿、濾液或洗滌液流

5、動(dòng)的通道。框的兩側(cè)覆以濾布，空框與濾布圍成了容納濾漿和濾餅的空間。板和框的結(jié)構(gòu)如圖所示。懸浮液從框右上角的通道1（位于框內(nèi)）進(jìn)入濾框，固體顆粒被截留在框內(nèi)形成濾餅，濾液穿過(guò)濾餅和濾布到達(dá)兩側(cè)的板，經(jīng)板面從板的左下角旋塞排出。待框內(nèi)充滿(mǎn)濾餅，即停止過(guò)濾。如果濾餅需要洗滌，先關(guān)閉洗滌板下方的旋塞，洗液從洗板左上角的通道2（位于框內(nèi)）進(jìn)入，依次穿過(guò)濾布、濾餅、濾布，到達(dá)非洗滌板，從其下角的旋塞排出。明流式板楣壓濾機(jī)的過(guò)濾砂洗滌的如果將非洗滌板編號(hào)為1、框?yàn)?、洗滌板為3,則板框的組合方式服從1232123之規(guī)律。組裝之后的過(guò)濾和洗滌原理如圖所示。濾液的排出方式有明流和暗流之分，若濾液經(jīng)由每塊板底部旋

6、塞直接排出，則稱(chēng)為明流(顯然，以上討論以明流為例)；若濾液不宜暴露于空氣中，則需要將各板流出的濾液匯集于總管后送走，稱(chēng)為暗流。說(shuō)明：板框壓濾機(jī)的操作是間歇的，每個(gè)操作循環(huán)由裝合、過(guò)濾、洗滌、卸渣、整理五個(gè)階段組成。(詳見(jiàn)教材)上面介紹的洗滌方法稱(chēng)為橫穿洗滌法，其洗滌面積為過(guò)濾面積的1/2,洗滌液穿過(guò)的濾餅厚度為過(guò)濾終了時(shí)濾液穿過(guò)厚度的2倍。若采用置換洗滌法，則洗滌液的行程和洗滌面積與濾液完全相同。(2)主要優(yōu)缺點(diǎn)：板框壓濾機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單，過(guò)濾面積大而占地省，過(guò)濾壓力高，便于用耐腐蝕材料制造，操作靈活，過(guò)濾面積可根據(jù)產(chǎn)生任務(wù)調(diào)節(jié)。主要缺點(diǎn)是間歇操作，勞動(dòng)強(qiáng)度大，產(chǎn)生效率低。2 .葉濾機(jī)(1)結(jié)構(gòu)與工

7、作原理：葉濾機(jī)由許多濾葉組成。濾葉是由金屬多孔板或多孔網(wǎng)制造的扁平框架，內(nèi)有空間，外包濾布，將濾葉裝在密閉的機(jī)殼內(nèi)，為濾漿所浸沒(méi)。濾漿中的液體在壓力作用下穿過(guò)濾布進(jìn)入濾葉內(nèi)部，成為濾液后從其一端排出。過(guò)濾完畢，機(jī)殼內(nèi)改充清水，使水循著與濾液相同的路徑通過(guò)濾餅進(jìn)行洗滌，故為置換洗滌。最后，濾餅可用振動(dòng)器使其脫落，或用壓縮空氣將其吹下。濾葉可以水平放置也可以垂直放置，濾漿可用泵壓入也可用真空泵抽入。(2)主要優(yōu)缺點(diǎn)：葉濾機(jī)也是間歇操作設(shè)備。它具有過(guò)濾推動(dòng)力大，過(guò)濾面積大，濾餅洗滌較充分等優(yōu)點(diǎn)。其產(chǎn)生能力比壓濾機(jī)還大，而且機(jī)械化程度高，勞動(dòng)力較省。缺點(diǎn)是構(gòu)造較為復(fù)雜，造價(jià)較高，粒度差別較大的顆粒可能

8、分別聚集于不同的高度，故洗滌不均勻。3 .轉(zhuǎn)筒過(guò)濾機(jī)(1)結(jié)構(gòu)與工作原理：設(shè)備的主體是一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓筒，其表面有一層金屬網(wǎng)作為支承，網(wǎng)的外圍覆蓋濾布，筒的下部浸入濾漿中。圓筒沿徑向被分割成若干扇形格，每格都有管與位于筒中心的分配頭相連。憑借分配頭的作用，這些孔道依次分別與真空管和壓縮空氣管相連通，從而使相應(yīng)的轉(zhuǎn)筒表面部位分別處于被抽吸或吹送的狀態(tài)。這樣，在圓筒旋轉(zhuǎn)一周的過(guò)程中，每個(gè)扇形表面可依次順序進(jìn)行過(guò)濾、洗滌、吸干、吹松、卸渣等操作。分配頭由緊密貼合的轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)與固定盤(pán)構(gòu)成，轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)上的每一孔通過(guò)前述的連通管各與轉(zhuǎn)筒表面的一段相通。固定盤(pán)上有三個(gè)凹槽，分別與真空系統(tǒng)和吹氣管相連。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)上的某

9、幾個(gè)小孔與固定盤(pán)上的凹槽2相對(duì)時(shí)，這幾個(gè)小孔對(duì)應(yīng)的連通管及相應(yīng)的轉(zhuǎn)筒表面與濾液真空管相連，濾液便可經(jīng)連通管和轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)上的小孔被吸入真空系統(tǒng)；同時(shí)濾餅沉積于濾布的外表面上。此為過(guò)濾。轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)轉(zhuǎn)到使這幾個(gè)小孔與凹槽3相對(duì)時(shí)，這幾個(gè)小孔對(duì)應(yīng)的連通管及相應(yīng)的轉(zhuǎn)筒表面與洗水真空管相連，轉(zhuǎn)筒上方噴灑的洗水被從外表面吸入連通管中，經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)上的小孔被送入真空系統(tǒng)。此為洗滌、吸干。當(dāng)這些小孔凹槽4相對(duì)時(shí)，這幾個(gè)小孔對(duì)應(yīng)的連通管及相應(yīng)的轉(zhuǎn)筒表面與壓縮空氣吹氣相連，壓縮空氣經(jīng)連通管從內(nèi)向外吹向?yàn)V餅，此為吹松。隨著轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)，這些小孔對(duì)應(yīng)表面上的濾餅又與刮刀相遇，被刮下。此為卸渣。2相對(duì),繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，這些小孔對(duì)應(yīng)的又重新浸

10、入濾漿中，這些小孔又與固定盤(pán)上的凹槽又重新開(kāi)始一個(gè)操作循環(huán)。每當(dāng)小孔與固定盤(pán)兩凹槽之間的空白位置(與外界不相通的部分)相遇時(shí)，則轉(zhuǎn)筒表面與之相對(duì)應(yīng)的段停止工作，以便從一個(gè)操作區(qū)轉(zhuǎn)向另一操作區(qū)，不致使兩區(qū)相互串通。(2)主要優(yōu)缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)筒過(guò)濾機(jī)的突出優(yōu)點(diǎn)是操作自動(dòng)，對(duì)處理量大而容易過(guò)濾的料漿特別適宜。其缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)筒體積龐大而過(guò)濾面積相形之下嫌小;懸浮液中溫度不能高。三過(guò)濾基本理論1 .過(guò)濾速度的定義過(guò)濾速度指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位過(guò)濾面積的濾液體積，即dVu=Adie一過(guò)濾時(shí)間,s。用真空吸液，過(guò)濾推動(dòng)力不大,m3;A過(guò)濾面積，m2;其中，u瞬時(shí)過(guò)濾速度，m3/s-m2,m/s；V濾液體積,說(shuō)明：隨著過(guò)

11、濾過(guò)程的進(jìn)行，濾餅逐漸加厚?？梢韵胍?jiàn)，如果過(guò)濾壓力不變，即恒壓過(guò)濾時(shí)，過(guò)濾速度將逐漸減小。因此上述定義為瞬時(shí)過(guò)濾速度。過(guò)濾過(guò)程中，若要維持過(guò)濾速度不變，即維持恒速過(guò)濾，則必須逐漸增加過(guò)濾壓力或壓差?？傊^(guò)濾是一個(gè)不穩(wěn)定的過(guò)程。上面給出的只是過(guò)濾速度的定義式，為計(jì)算過(guò)濾速度，首先需要該撐握過(guò)濾過(guò)程的推動(dòng)力和阻力。2 .過(guò)濾速度的表達(dá)(1)過(guò)程的推動(dòng)力：過(guò)濾過(guò)程中，需要在濾漿一側(cè)和濾液透過(guò)一側(cè)維持一定的壓差，過(guò)濾過(guò)程才能進(jìn)行。從流體力學(xué)的角度講,這一壓差用于克服濾液通過(guò)濾餅層和過(guò)濾介質(zhì)層的微小孔道時(shí)的阻力，稱(chēng)為過(guò)濾過(guò)程的總推動(dòng)力，以Ap表示。這一壓差部分消耗在了濾餅層，部分消耗在了過(guò)濾介質(zhì)層，即

12、&=敢1+如2。其中如1為濾液通過(guò)濾餅層時(shí)的壓力降，也是通過(guò)該層的推動(dòng)力；加2為濾液通過(guò)介質(zhì)層時(shí)的壓力降，也是通過(guò)該層的推動(dòng)力。(2)考慮濾液通過(guò)濾餅層時(shí)的阻力：濾液在濾餅層中流過(guò)時(shí)，由于通道的直徑很小，阻力很大，因而流體的流速很小，應(yīng)該屬于層流，壓降與流速的關(guān)系服從Poiseuille定律:de"p1u1j-32l其中，ui一濾液在濾餅中的真實(shí)流速；卜一濾液粘度；l通道的平均長(zhǎng)度；de一通道的當(dāng)量直徑。討論ui與u的關(guān)系：定義濾餅層的空隙率為:濾液體積流量u=濾餅的截面積'濾液體積流量濾餅層的空隙體積濾餅層的總體積濾液體積流量濾餅截面中空隙部分的面積濾餅空隙率M濾餅

13、截面積4M濾餅層體積M空隙率比表面積顆粒體積孔道的平均長(zhǎng)度可以認(rèn)為與濾餅的厚度成正比：l=K°L孔道的當(dāng)量直徑d4M流通截面積L4M空隙體積e;潤(rùn)濕周邊長(zhǎng)L二顆粒表面積4M濾餅層體積M空隙率4名比表面積濾餅層體積1一空隙率一So1_;根據(jù)這三點(diǎn)結(jié)論，可出導(dǎo)出過(guò)濾速度的表達(dá)式：V幻：綠1E%PiApi推動(dòng)力初二；=KT=2KoS?1.；2七F="W其中,稱(chēng)為濾餅的比阻，其值完全取決于濾餅的性質(zhì)。說(shuō)明：過(guò)濾速度等于濾餅層推動(dòng)力/濾餅層阻力，而后者由兩方面的因素決定，一是濾餅層的性質(zhì)及其厚度，二是濾液的粘度。(3)考慮濾液通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)時(shí)的阻力對(duì)介質(zhì)的阻力作如下近似處理：認(rèn)為它的阻

14、力相當(dāng)于厚度為L(zhǎng)e的一層濾餅層的阻力，于是介質(zhì)阻力可以表達(dá)為：rMLe。濾餅層與介質(zhì)層為兩個(gè)串聯(lián)的阻力層，通過(guò)兩者的過(guò)濾速度應(yīng)該相等，dV-P1Lp2_.p_.'pAdirL-4Le一rLrLe)：R-Re其中，R=rL,Re=rLe。(4)兩種具體的表達(dá)形式濾餅層的體積為AL,它應(yīng)該與獲得的濾液量成正比，設(shè)比例系數(shù)為c,于是AL=cVo由c=AL/V,可知c的物理意義是獲得體積的濾液量能得到的濾餅體積。由前面的討論可知：R=rL=rcV/A,Re=rLe=rcVe/A。其中Ve為濾得體積為ALe或厚度為L(zhǎng)e的濾餅層可獲得的濾液體積。但這部分濾液并不存在，而只是一個(gè)虛似量，其值取決于過(guò)

15、濾介質(zhì)和濾餅的性質(zhì)。于是：2dV=A%(1)di'rcVVe又設(shè)，獲得的濾餅層的質(zhì)量與獲得的濾液體積成正比，即W=c'V。其中c'為獲得單位體積的濾液能得到的濾餅質(zhì)量。,濾餅體積.由R=rL=r酒E可知,R與單位面積上的濾餅體積成正比,我們也有理由認(rèn)為它與單位面積上的濾餅質(zhì)量成正比，只是比例系數(shù)需要改變，即濾質(zhì)量濾餅面積=r'W/A=r'c'V/A；R=r'We/A=r'c'Ve/A于是我們可以得到與(1)式形式相同的微分方程：2dVA2.pdir'c'VVe由獲得這一方程的過(guò)程可知：rc=r'c&

16、#39;至此，我們已經(jīng)得到了表達(dá)過(guò)濾速度的兩種形式。3 .恒壓過(guò)濾方程式但實(shí)際生產(chǎn)中還是恒壓前已述及，過(guò)濾操作可以在恒壓變速或恒速變壓的條件下進(jìn)行,過(guò)濾占主要地位。下面的討論都限于恒壓過(guò)濾。對(duì)式（1）或（2）分離變量，積分（以下以式（1）為例），式中的R取決于流體的性質(zhì),濾餅比阻r取決于濾餅的性質(zhì)，c取決于濾漿的濃度和顆粒的性質(zhì)，積分時(shí)可將這三個(gè)與時(shí)間無(wú)關(guān)的量提到積分號(hào)外，而Ve可以作為常數(shù)放在微分號(hào)內(nèi)：VVe(VVe)d(VVe)二-pA2'rce0dl積分，可得：V2+2VVe=KA2e（3）其中K=29P=2如，稱(chēng)為過(guò)濾常數(shù)，nVs。式（3）還可以寫(xiě)成如下形式：-rc"

17、r'c'2q2+2qqe=KH（4）其中，qV/A一單位過(guò)濾面積得到的濾液體積；qe=Ve/A說(shuō)明：恒壓過(guò)濾方程式給出了過(guò)濾時(shí)間與獲得的濾液量之間的關(guān)系。這一關(guān)系為拋物線(xiàn)，如圖所示。值得注意的是，圖中標(biāo)出了兩個(gè)坐標(biāo)系，積分時(shí)橫坐標(biāo)采用了0H,縱坐標(biāo)采用了VeV+Ve，但實(shí)際得到的濾液量仍是V。圖中的，為得到Ve這一虛擬濾液量所需要由比阻r的定義可以看出，其值與濾餅的空隙率名及比例系數(shù)Ko有關(guān)。如果濾餅不可壓縮，則這兩個(gè)量便與壓力無(wú)關(guān)，則比阻便與壓力無(wú)關(guān)，于是過(guò)濾常數(shù)K便與壓力無(wú)關(guān)。如果濾餅可壓縮，則&K°trTK,qe與壓力有關(guān)，則在某一壓力下測(cè)定的r、K、q

18、e不能用于其它壓力下的過(guò)濾計(jì)算。平均比阻與壓力之間有如下經(jīng)驗(yàn)關(guān)系：r=rops或r'=r'ops,其中s稱(chēng)為壓縮性指數(shù)，其值取決于濾餅的壓縮性，若不可壓縮，則s=0,ro或r'o為不隨壓力而變的常數(shù)。將這關(guān)系代入過(guò)濾常數(shù)的定義式可得：K=半二=至:；cr。七r'o，另外，介質(zhì)的阻力Re=rLe=ropsce=ropscqe=常數(shù)，所以qespso4 .過(guò)濾常數(shù)的實(shí)驗(yàn)測(cè)定過(guò)濾計(jì)算必須在過(guò)濾常數(shù)具備的條件下才能進(jìn)行。過(guò)濾常數(shù)K、qe（或Ve）的影響因素很多，包括：操作壓力、濾餅及顆粒的性質(zhì)、濾漿的濃度、濾液的性質(zhì)、過(guò)濾介質(zhì)的性質(zhì)等，因此從理論上直接計(jì)算過(guò)濾常數(shù)比較困

19、難，應(yīng)該用實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)定。(1)方法一：對(duì)式(4)進(jìn)行微分可得：2(q+qeyq=Kdei,整理得：di22qe二q.一dqKK將該式等號(hào)左邊的微分用增量代替:(5)式(5)為一直線(xiàn)方程，它表明：對(duì)于恒壓下過(guò)濾要測(cè)定的懸浮液，在實(shí)驗(yàn)中測(cè)出連續(xù)時(shí)間日及以單位面積計(jì)的濾液累積量q,然后算出一系列日與Aq的對(duì)應(yīng)值，在直角坐標(biāo)系中以2/K,截距q,以8/q為橫坐,截距為2qe/K。8/0為縱坐標(biāo),以q為橫坐標(biāo)進(jìn)行標(biāo)繪，可得一條直線(xiàn)。這條直線(xiàn)的斜率為為2qe/K(2)方法二：式(4)兩邊同除以Kq可得：112qe=qqKK實(shí)驗(yàn)測(cè)定變量與上相同，即測(cè)出連續(xù)時(shí)間0及以單位面積計(jì)的濾液累積量1/K標(biāo)，以q為縱

20、坐標(biāo)，在直角坐標(biāo)系中可得一條直線(xiàn)，該直線(xiàn)的斜率為(3)討論：前已述及，過(guò)濾常數(shù)與諸多因素有關(guān)，只有當(dāng)實(shí)際生產(chǎn)條件與實(shí)驗(yàn)條件完全相同時(shí)，實(shí)驗(yàn)測(cè)定的過(guò)濾常數(shù)才可用于生產(chǎn)設(shè)備的計(jì)算。這里最需要注意的就是操作壓力，實(shí)際生產(chǎn)時(shí)的過(guò)濾壓力可能有一些變化，實(shí)驗(yàn)應(yīng)該在不同的壓力測(cè)定過(guò)濾常數(shù)。在一定的壓力下測(cè)定過(guò)濾常數(shù)K,并直接測(cè)出濾液的粘度和懸浮液的c或c'后，還可根據(jù)K的定義式反算出該壓力下的比阻。多次進(jìn)行這樣的過(guò)程，可以得到一系列(r,p)數(shù)據(jù)，在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系中作圖，由r=r0ps關(guān)系可知，應(yīng)該得到一條直線(xiàn)，該直線(xiàn)的斜率為壓縮性指數(shù)s,截距為單位壓力下的比阻ro。壓縮性指數(shù)和比阻才是過(guò)濾理論研究的

21、對(duì)象。四過(guò)濾計(jì)算1 .間歇過(guò)濾機(jī)的計(jì)算一個(gè)(1)操作周期與生產(chǎn)能力：間歇過(guò)濾機(jī)的特點(diǎn)是在整個(gè)過(guò)濾機(jī)上依次進(jìn)行一個(gè)過(guò)濾循環(huán)中的過(guò)濾、洗滌、卸渣、清理、裝合等操作。在每一操作循環(huán)中，全部過(guò)濾面積只有部分時(shí)間在進(jìn)行過(guò)濾，但是過(guò)濾之外的其它各步操作所占用的時(shí)間也必須計(jì)入生產(chǎn)時(shí)間內(nèi)。操作周期內(nèi)的總時(shí)間為：其中，生一操作周期；年一一個(gè)周期內(nèi)的過(guò)濾時(shí)間;R小一一個(gè)操作周期內(nèi)的洗滌時(shí)間;4一操作周期內(nèi)的卸渣、清理、裝合所用的時(shí)間。間歇過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力計(jì)算和設(shè)備尺寸計(jì)算都應(yīng)根據(jù)而不是¥來(lái)定。間歇過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力定義為一個(gè)操作周期中單位時(shí)間內(nèi)獲得的濾液體積或?yàn)V餅體積來(lái)表示：Q'cVfcVf1cI

22、f.M.R（2）洗滌速率和洗滌時(shí)間：洗滌的目的是回收滯留在顆粒縫隙間的濾液，或凈化構(gòu)成濾餅的顆粒。當(dāng)濾餅需要洗滌時(shí)，洗滌液的用量應(yīng)該由具體情況來(lái)定，一般認(rèn)為洗滌液用量與前面獲得的濾液量成正比。即vw=jvf。洗滌速率定義為單位時(shí)間的洗滌液用量。在洗滌過(guò)程中，濾餅厚度不再增加，故洗滌速率恒定不變。將單位時(shí)間內(nèi)獲得的濾液量稱(chēng)為過(guò)濾速率。我們研究洗滌速度時(shí)作如下假定：洗滌液粘度與濾液相同；洗滌壓力與過(guò)濾壓力相同。葉濾機(jī)的洗滌速率和洗滌時(shí)間：此類(lèi)設(shè)備采用置換洗滌法，洗滌液流經(jīng)濾餅的通道與過(guò)濾終了時(shí)濾液的通道完全相同，洗滌液通過(guò)的濾餅面積也與過(guò)濾面積相同，所以終了過(guò)濾速率與洗滌速率相等。由式（1）可得：

23、（6）dVdV_A2pA2K（d6）終了（deW山C（v終了+Ve）-2（V終了十Ve）用洗滌液總用量除以洗滌速率，就可得到洗滌時(shí)間：dV.duw%rc（V終了+Ve）2（V終了+Ve）2 2A2pA2K板框壓濾機(jī)的洗滌速度和洗滌時(shí)間：板框壓濾機(jī)過(guò)濾終了時(shí)，濾液通過(guò)濾餅層的厚度為框厚的一半，過(guò)濾面積則為全部濾框面積之和的兩倍。但由于其采用橫穿洗滌，洗滌液必須穿過(guò)兩倍于過(guò)濾終了時(shí)濾液的路徑，所以L(fǎng)w=2L；而洗滌面積為過(guò)濾面積的1/2,即Aw=A/2,由C的定義可知加=C將洗滌過(guò)程看成是濾餅不再增厚度的過(guò)濾過(guò)程，則單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)濾餅層的洗滌液量：jdV'；丁Aw2p：（A/2）2pJA2

24、K（7）布WFcw（V終了Ve）Fc（V終了Ve）F（V終了Ve）此時(shí)過(guò)濾最終速率仍可用式（6）來(lái)計(jì)算。式（7）說(shuō)明，采用橫穿洗滌的板框式壓濾機(jī)其洗滌速率為最終過(guò)濾速率的1/4。洗滌時(shí)間：（3）最佳操作周期w-vw/祖）8（V終了+Ve）diWA2K（8）在一個(gè)操作循環(huán)中，過(guò)濾裝置卸渣、清理、裝合這些工序所占的輔助時(shí)間往往是固定，與生產(chǎn)能力無(wú)關(guān)?，F(xiàn)在可變的就是過(guò)濾時(shí)間和洗滌時(shí)間。若采用較短的過(guò)濾時(shí)間，由于濾餅較薄而具有較大的過(guò)濾速度，但非過(guò)濾操作時(shí)間在整個(gè)周期中所占的比例較大，使生產(chǎn)能力較低；相反，若采用較長(zhǎng)的過(guò)濾時(shí)間，非過(guò)濾時(shí)間在整個(gè)操作周期中所占比例較小，但因形成的濾餅較厚，過(guò)濾后期速度很

25、慢，使過(guò)濾的平均速度減小，生產(chǎn)能力也不會(huì)太高。綜上所述，在一操作周期中過(guò)濾時(shí)間應(yīng)該有一個(gè)使生產(chǎn)能力達(dá)到最大的最佳值?？梢宰C明，當(dāng)過(guò)濾與洗滌時(shí)間之和等于輔助時(shí)間時(shí)，達(dá)到一定生產(chǎn)能力所需要的總時(shí)間最短少，即生產(chǎn)能力最大。板框過(guò)濾機(jī)的框厚度應(yīng)據(jù)此最佳過(guò)濾時(shí)間內(nèi)生成的濾餅厚度來(lái)決定。2.連續(xù)過(guò)濾機(jī)的計(jì)算（1）操作周期與過(guò)濾時(shí)間：轉(zhuǎn)筒過(guò)濾機(jī)的特點(diǎn)是過(guò)濾、洗滌、卸渣等操作是在過(guò)濾機(jī)分區(qū)域同時(shí)進(jìn)行的。任何時(shí)間內(nèi)都在進(jìn)行過(guò)濾，但過(guò)濾面積中只有屬于過(guò)濾區(qū)的那部分才有濾液通過(guò)。連續(xù)過(guò)濾機(jī)的操作周期就是轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)一周所經(jīng)歷的時(shí)間。設(shè)轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速為每秒鐘n次，則每個(gè)操作周期的時(shí)間：1c=1/n轉(zhuǎn)筒表面浸入濾漿中分?jǐn)?shù)為：e

26、=浸入角度/360。于是一個(gè)操作周期中的全部過(guò)濾面積所經(jīng)歷的過(guò)濾時(shí)間為該分?jǐn)?shù)乘以操作周期長(zhǎng)度：*-Fc='/n如此，我們將一個(gè)操作周期中所有時(shí)間但部分面積在過(guò)濾轉(zhuǎn)換為所有面積但部分時(shí)間在過(guò)濾。這樣，轉(zhuǎn)筒過(guò)濾機(jī)的計(jì)算方法便于間歇取得一致。（2）生產(chǎn)能力轉(zhuǎn)筒過(guò)濾機(jī)是在恒壓操作的。設(shè)轉(zhuǎn)筒面積為A,一個(gè)操作周期中（即旋轉(zhuǎn)一周）單位過(guò)濾面積的所得濾液量為q,則轉(zhuǎn)筒過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力為：Vh=3600qA/uc=3600nqA而q可由恒壓過(guò)濾方程求得：q22qqe=Kif=K/n上式可以變?yōu)椋簈=q2,K-qen于是Qh=3600nqA=3600nJV：+-KA2-Ve；（9）當(dāng)濾布的阻力可以忽略時(shí)，Ve=0,式（9）可以變?yōu)椋篞h=3600aVKi（10）式（9）和（10）可用于轉(zhuǎn)筒過(guò)濾機(jī)生產(chǎn)能力的計(jì)算。說(shuō)明：旋轉(zhuǎn)過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力首先取決于轉(zhuǎn)筒的面積；對(duì)于特定的過(guò)濾機(jī)