滤饼过滤理论与实践：过去,现在和未来

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1、维普资讯http://www.cqvip.com漱一，迫}荡÷{『《过滤与分离》1998年第2期·39·滤饼过滤理论与实践：．)jq—()．过去、现在和未来≯R、k，^ARushton著康勇许莉译朱企新赵扬校～L／／摘要本文综7当前滤饼过滤理论的发展过程，包括Ruth＆Carman的早期I作。Tiller-Shirato过滤方程以及El前一些行之有效的理论观点，着重强调7滤饼沉积过程中逐层分析的概念及相关的计算方法，同时对这些理论运用于实践中的可行性进行了评述。引言v一滤液体积，m。。搞清将固体颗粒从流体中分离出来这一过参数

2、K和K的计算公式中各变量的物程的机理在工业中显得非常重要，因为不同类理意义见符号注释表，这些变量中最重要的参型的过滤设备在许多产品的后处理和环境控制数是滤饼比阻和过滤介质阻力。方面起着关键作用．其中待分离的固体物料被本文的主要目的是对促使人们对滤饼过滤截留于过滤介质如筛阿、机织布或膜的表面。这一复杂过程达到目前认识水平的早期理论发假设全部固体颗粒被截留于过滤介质表展进行回顾。当然，把注意力放到滤饼过滤上并面，在滤饼沉积过程中过滤介质对滤液的流动不是要降低过滤操作中其它过程如脱水和洗涤阻力R恒定不变，而滤饼阻力R随固体颗粒的重

3、要性。与液体过滤相比．虽然气体过滤也同沉积量的增加而成比例增加。滤饼阻力一般用等重要，但在这方面发表的文章少于液体过滤“比阻”表示，其中R一aw。w为过滤机单位方面的文章，过滤面积沉积的固体颗粒的质量。过滤理论模型能在实践中应用的前提条件在此基础上，基本过滤理论认为上面提是必须能解决以下这些问题：过滤面积的确定、到的过程变量和滤液的积累量是过滤时间的函过滤介质选择、滤饼脱水或洗涤速率以及过滤数。操作周期末滤饼从滤布表面的剥落情况，该领△P一(K1v+K2)q(1)域大多数的技术咨询人员认为这些过滤模型能式中△P一压差，Nm一

4、；够用来解释过滤设备的运转情况。同时，工程技K】=a．uc／A，Nsm一；术人员还应当了解这些模型的限制条件，特别K2=R／A，Nsm；是过滤设备上一些影响水力学模式和分离过程q一滤液流速，ms；的几何参数，只有当过滤模型能反映前面提到怍者A·拉什顿，英国过滤协舍前主席，1963年于曼彻斯特大学工学院获博士学位．长期从事过滤分离方面的研究．曾获得过英国过滤协会颁发的过滤贡献金奖。译者康勇．男，目前在天津大学化工系傲博士后研究，研究方向为固液分离地址：天津市南开区卫津路92号，邮编：300072．电话}(022)2740647

5、4稿日期．1998一∞一16维普资讯http://www.cqvip.com·40·《过滤与分离》1998年第2期的基本变量的影响因素时，才有可能将其应用7—2．0过滤介质被堵塞。到实际过滤中，如加压过滤、真空过滤和离心过当一0时方程(2)的积分结果表明(t／v)滤等，并为此确定相应的限制条件。8w曲线为线性关系并可以根据实验室试验估总之．对小型设备的分离过程进行工业模计a值；当(t／v)＆v曲线呈非线性关系时也可拟的研究结果口可以用于大型过滤机分离效果以用这个方程饵释，这一结果是“非线形滤饼过的描述中。滤”的具体反映。Gr

6、ace一对此进行了大量的研历史回届究并力图根据实验结果推导出使用不同性质的过滤模型t过滤介质的(v，t)关系方程。从理论上讲，应用通过积分形式得到的方Shirato等人[的工作使方程(2)在应用上程(1)时必须假设：(a)压差恒定，真空过滤也是大大地前进了一步他们研究了牛顿流体和非如此；(b)流速恒定，这常见于一般的工业分离牛顿流体的恒压与恒速过滤过程，其结果已应中。因此，在方程(1)所包含的阻力模型中，当a用到众多的工业部门口。值越小，过滤系统的生产能力受过滤介质阻力大多数过滤介质的L隙形状和尺寸变化多影响的程度越严重。对

7、于(It较高的难过滤物料．样因此最初滤饼的形成过程比较复杂。Bit—即使过滤介质被完全堵塞，R的改变不会产生ter[对此进行了研究并得到孔隙几何尺寸与多大的影响。对某些过滤系统而言，过滤介质表实验结果呈非线性关系的结果。Heertjes＆面沉积的物料具有可压缩性，随着压力增加．沉Hans：认为初始沉积层对过滤操作有较大影积颗粒间的孔隙度减小，因此(It是滤饼两侧压响。滤饼上层的平均阻力影响过滤介质阻力。差的函数。颗粒层的压缩性则在过去的过滤文HeertjesC”证实了过滤过程中流体流动对滤饼献r”冲受到了较大的关注。结构的影

8、响；高的流体速度容易导致开L较大为了增强理论模型的科学依据和提高模型的滤饼结构。降低液相流速可以改变固体颗粒的可信度，人们对理论预测值和实际结果间的的堆积状态从而使滤饼阻力增大颗粒浓度改偏差进行了研究。在这方面Hermans＆变对滤饼过滤的条件有很大的影响，如图1所Bredee[的早期工作