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摘 要:介绍袋式过滤器的结构、工作原理、特点和试验结果。袋式过滤器是一种新型的过滤器,适用于难过滤悬浮液的固液分离,在环境保护和化学工业等方面有广阔的应用前景。
关键词:袋式过滤器;工作原理;特点;试验研究;固液分离
中图分类号:TQ028.9
文献标识码:A
文章编号:1005-8265(2000)03-0012-03
为了满足各行各业提出的各种不同要求,各种形式截然不同的固液分离过滤设备应运而生。就过滤而言,不管其设备形式如何,其过滤机理不外乎两种:一种是在过滤介质表面上进行的。此时过滤介质很薄,固相颗粒被截留在过滤介质表面形成滤饼而滤液通过介质层孔隙被分离。第二种是过滤介质有一定厚度,固相颗粒主要被截留在过滤介质内部。这两种过滤机理都是依靠过滤介质两端压力差来进行的,两者并不存在着决然界限,往往是同时存在。其过滤速率一般来说与过滤介质的孔隙、过滤压力、悬浮液固液浓度、固相颗粒粒径分布、固相的可压缩性及悬浮胶状物有关。
当前,在环保和化学工业等方面所进行的固液分离要求具有很高的精度,所处理的物料常常难以分离,要求过滤设备结构简单、操作准确方便、产出的滤液尽可能清晰、过滤初期跑浑时间短、有足够的机械强度和刚度等,并且要求从经济效益、质量控制方面来仔细考虑物料化学组成和要求整个工艺过程在密封的系统内完成。袋式过滤器是一种能满足上述要求的新型过滤器,适用于难过滤悬浮液的固液分离。为探讨其特性,我们进行了袋式过滤器的实验研究。
1 结构及工作原理
众所周知:在过滤介质表面上进行的过滤,在初期,新鲜的过滤介质使得过滤效率较高,悬浮液的粗颗粒首先在过滤介质表层架桥形成滤饼层,而较小颗粒随滤液流走(一般过滤介质本身不能起到精密过滤的作用),此时的滤液并不澄清(含有许多微小颗粒)。随着过滤时间增长滤饼层的增厚,微小的颗粒在滤饼层中被捕捉,滤液的澄清度不断提高,过滤阻力不断增加(过滤过程中可认为过滤介质阻力是一常数,但滤饼层阻力随滤饼厚度增加而增加。)。过滤时间增长到一定程度,微小的颗粒及胶状物堵塞过滤介质过滤液体的流道,造成过滤介质的过滤速率下降,直至出现流道被完全堵塞。
袋式过滤器(如图1所示)由过滤器的外壳、滤袋(如图2所示)两个主要部件组成,过滤过程是在过滤介质表面上进行的。过滤时对滤袋的清洗采用了非常方便的反吹逆洗工艺,是一种较新颖的压滤装置。它的工作原理是:滤浆(悬浮液)用泵打入压力容器内,通过滤袋进行过滤。过滤时(如图3所示)由于滤袋直径比笼架大,压滤时滤袋紧贴笼架。截获的固相颗粒粘附在滤袋表面上形成滤饼,通过滤袋过滤后的滤液排出壳体。当粘附在滤袋表面滤饼层达到操作中的最佳厚度时停止过滤,排出残液,利用压缩空气反吹滤袋卸渣。
反吹时滤袋膨胀恢复到原来的直径,滤袋外壁的滤饼龟裂成互不相连的小块,反吹风使滤袋不断振动,小块 滤饼不断下落,脱落得干净且迅速。卸下滤饼后,再用洗涤水反洗滤袋,从而使滤袋得到再生。袋式过滤器应用这种反吹逆洗技术,可使滤袋经常地保持着清洁状态,始终处在较佳的状态下过滤。因而袋式过滤器特别适应于含有较多微小的颗粒以及胶状物的难过滤悬浮液的分离。
2 实验装置及实验结果
实验装置是一台以滤袋为过滤介质的单管过滤器,过滤介质由12根直径6 mm,长1 200 mm的1Cr18Ni9Ti圆钢与环形拉筋焊接组成的鼠笼式支架,在其上套上240#涤纶布制造的滤袋而成(实际过滤面积为0.38 m²)。实验用滤浆取自锅炉水膜除尘器循环排污水池,其固体粒径分析和固液比见表1和表2。在整个实验过程中滤浆保持为恒压。实验结果见图4和图5。
根据图中曲线分析,滤浆中含有微小的固体颗粒,过滤初期滤液呈现浑浊(含固体颗粒量较高),但滤袋的表面形成一定厚度的滤饼后,即显澄清。图中曲线表明,在启动滤浆泵10 min后,滤液的固液比趋于稳定值,即0.35 mg/ml左右,滤液中固相颗粒均在3μm以下。滤浆中固相浓度高,滤饼的厚度增加的快,滤液中固液比趋于稳定值也越快。过滤速率与过滤压力有关,压力增大,过滤速率增大。当推动力一定时,过滤速率随着过滤时间的增长而逐渐降低并随着滤液中固液比的增大而降低,这反映了过滤介质表面形成的固体颗粒层厚度的变化。
3 结束语
袋式过滤器具备以下优点:
A、过滤元件竖直装在壳体内,结构十分紧凑,单位容积内的过滤面积大;
B、滤袋过滤阻力小,过滤速度高,再生快,价格便宜;
C、结构简单,操作维修方便,重量轻,装卸方便,反吹卸渣较干净;
D、过滤效果好,特别适应于分离含有较多微小的颗粒以及胶状物的难过滤悬浮液。
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