过滤是指粉体悬浮液通过可渗透性介质后，在介质表面上存有截留的粉体颗粒，从而实现固液分离的过程。为了使粉体悬浮液能够通过可渗透性介质实现固液分离，应该在介质两边保持一定的液体流动的驱动力。通常这个驱动力有四种类型：重力、真空、压强和离心力。按照驱动力的类型，可将过滤分为重力过滤、真空过滤、压滤和离心过滤。

过滤过程示意图

过滤方式

1.表面过滤

表面过滤也称为滤饼过滤，其中粉体以滤饼的形式沉积在过滤介质的表面，如下图所示。在表面过滤中，过滤介质的起始压强降比较小。

在表面过滤中，大于孔隙的以及与孔隙大小相等的颗粒涌向孔隙，造成一些更窄的通道，这些更窄的通道能将进料液中更小的颗粒分离出来形成滤饼。滤饼在以后悬浮液的过滤 中起过滤介质的作用。为了防止过滤介质被堵塞，使用助滤剂在过滤介质上面形成一个起始 滤层即预涂层。有些细颗粒进入预涂层或过滤介质中常常是不可避免的。

表面过滤

表面过滤通常用于过滤粉体浓度较高的悬浮液过程中，因为在处理低浓度悬浮液时会发生过滤介质堵塞现象。不过，这种现象有时可通过人为提高进料浓度或加助滤剂来避免；由于助滤剂具有很多孔隙，因此助滤剂存在于滤饼中可改善渗透性，往往能使低浓度的和难过滤的浆体进行滤饼过滤。

2.深层过滤

粉体颗粒沉积在过滤介质内部，而不在过滤介质表面形成滤饼，如图所示。

深层过滤

在深层过滤过程中，粉体颗粒小于过滤介质的孔隙，因此这些颗粒可进入较长而弯曲的孔隙，在重力、扩散和惯性等机制作用下，被收集于其中，并在分子力和静电力作用下附着 在过滤介质上面。

在效率相近的情况下，深层过滤的起始压强降一般比表面过滤的高。随着粉体颗粒不断被收集，深层过滤器的压强降会逐渐增高。深层过滤一般用于净化，即从很稀的粉体颗粒很小的悬浮液中将细颗粒分离出来。

过滤介质

过滤介质是指过滤设备中截留粉体颗粒而让液体通过的可渗透性物质。

过滤介质被认为是过滤设备的心脏。实际上，过滤设备能否理想地工作，很大程度上取决于过滤介质的性能及在未堵塞、未破损的情况下实现固液分离的能力。

过滤介质必须具备以下性能：

①能产生清洁的滤液，能有效地阻挡微粒物质；

②不会或 很少发生突然的或累积式的阻塞；

③具有良好的卸饼性能；

④具有适当的耐清洗能力；

⑤具有一定的机械强度和耐化学腐蚀能力；

⑥能耐微生物作用；

⑦有较高的过滤速度。

(a) 滤布、(b)多孔硅藻土、(c)刚性多孔烧结金属网断面的微结构示意图

过滤的基本方法

1.重力过滤

当粉体悬浮液通过过滤介质时. 粉体悬浮液流因重力沉淀作用自上而 下地流过过滤介质，这个过程称为重力过滤，也叫直接过滤。

重力深层过滤示意图

2.真空过滤

真空过滤是指在过滤介质一侧造成一定程度的真空负压使滤液排出，从而实现固液分离的一种过滤方法，也是应用最为广泛、在理论与实践方面最为成熟的一种过滤方法。

真空过滤过程一般可分为以下六个阶段：

①成饼阶段；②脱水阶段；③洗涤阶段；④压实阶段；⑤干燥阶段；⑥卸饼阶段。

3.压滤

压滤是指在过滤介质滤饼一侧施加一定程度的压力使滤液排出，从而实现固液分离的一 种过滤方法。

压滤主要应用于粉体颗粒很细的悬浮液的固液分离作业。粉体颗粒很细的悬浮液（一般颗粒粒径小于10 fim）,由于其颗粒粒度很细，因此沉降速度慢、浆体黏度大、可滤性差。在这种情况下，一般需要很大的分离面积及相当高的过滤压力。目前过滤微细粒物料的有效设备就是压滤机。

压滤过程一般可分为以下五个步骤：

①给料；②滤饼洗涤；③压榨脱水；④卸料；⑤冲洗滤布。

压滤机工作示意图

4.离心过滤

离心过滤是指借助离心力的作用使滤液排出，从而实现固液分离的一种过 滤方法。离心过滤和离心沉降一样都是借助离心力的作用来达到固液分离的目的，但两者在分离原理上是不一样的。离心过滤对所要分离的液相和固相没有密度差的要求，它使悬浮液中固相颗粒 截留在过滤介质上，不断堆积成滤饼层。与此同时，液体借助离心力的作用穿过滤饼层及过滤介质，从而达到固液 分离目的。离心过滤的过程和一般的滤饼过滤（重力过滤、真空过滤、压滤等）有其共同性，但在离心力的影响下，离心过滤操作又具有其特殊性。

无论是连续进料式还是间歇进料式，离心过滤过程都必须按操作循环中的既定操作顺序进行，一般操作循环包括第一次空转鼓加速、加料、第二次加速、全速运转分离、洗涤：甩干 和减速等阶段。

粉体圈 整理

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