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过滤器与滤筒的过滤机理
发布时间:2019.01.23 浏览次数:
                              过滤器与滤筒的过滤机理
      实现过滤操作的外力可以是重力、压强差或惯性离心力,但在化工中应用最多的是以压压强差为推动力的过滤操作。过滤是用来分离流体与固体粒子相对运动的一种单元操作,是利用外力作用,使欲分离的悬浮液从一种多孔性物质的隔层中通过,流体从隔层的小孔中流过,固体颗粒则被截留在隔层上,从而达到使固液混合物得以分离目的操作。
1.迁移机理  
   (1)筛滤  比滤层孔隙大的颗粒被机械筛分,截留于过滤表面上,然后这些被截留的颗粒形成孔隙更小的滤饼层,使过滤水头增加,  甚至发生堵塞。
   (2)拦截  随流线流动的小颗粒, 在流线会聚处与滤料表面接触。其去除概率与颗粒直径的平方成正比,与滤料粒径的立方成反比,也是雷诺数的函数。
   (3)惯性  当流线绕过滤料表面时,具有较大动量和密度的颗粒因惯性冲击而脱离流线碰撞到滤料表面上。
   (4)沉淀  如果悬浮物的粒径和密度较大,将存在一个沿重力方向的相对沉淀速度。在净重力的作用下,颗粒偏离流线沉淀釗滤料表面上。沉淀效率取决于颗粒沉速和过滤水速的相对大小和方向。此时,滤层中的每个小孔隙起着-个浅层沉淀池的作用。
   (5)布朗运动  对于微小悬浮颗粒 (如d<1um),由于布朗运动而扩散到滤料表面。
   (6)水力作用  由于滤层中的孔隙和悬浮颗粒的形状是极不规则的,在不均匀的剪切流场中,颗粒受到不平衡力的作用不断地转动而偏离流线。
在实际过滤中,悬浮颗粒的迁移将受到上述各机理的作用,它们的相对重要性取决于水流状况、滤层孔隙形状及颗粒本身的性质(粒度、形状、密度等)。
2.附着机理
   (1)接触凝聚   在原水中投加凝聚剂、压缩悬浮颗粒和滤料颗粒表面的双电层后,但尚未生成微絮凝体时,立即进行过滤。
   (2)静电引力   由于颗粒表面上的电荷和由此形成的双电层产生静电引力和斥力。当悬浮颗粒和滤料颗粒带异号电荷则相吸,反之,则相斥。
   (3)吸附  悬浮颗粒细小,具有很强的吸附趋势、吸附作用也可能通过絮凝剂的架桥作用实现。絮凝物的端附着在滤料表面, 而另- 端附着在悬浮颗粒上。
   (4)分子引力  原子、分子间的引力在颗粒附着时起重要作用。万有引力可以叠加,其作用范围有限(通常小于50微米),与两分子的间距的6次方成反比。
3. 脱落机理
普通快滤池通常用水进行反冲洗,有时先用或同时用压缩空气进行辅助表面冲洗。在反冲洗时,滤层膨胀-一定高度,滤料处于流化状态。截留和附着于滤料上的悬浮物受到高速反洗水的冲刷而脱落;滤料颗粒在水流中旋转、碰撞和摩擦,也使悬浮物脱落。反冲洗效果主要取决于冲洗强度和时间。当采用同向流冲洗时,还与冲洗流速的变动有关。
       过滤具有操作时间短、分离比较完全等优点,尤其是当液体非均相系中含液量较少的情况下,过滤则成为工业生产中广泛用来获得澄清液体或固体的有效手段。此外,在气体净化中,也有利用过滤来分离气固混合物的。


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