使液固或氣固混合物中的流體強(qiáng)制通過(guò)多孔性過(guò)濾介質(zhì)，將其中的懸浮固體顆粒加以截留，從而實(shí)現(xiàn)混合物的分離，是一種屬于流體動(dòng)力過(guò)程的單元操作。液固混合物的過(guò)濾在壓差（包括重力造成的壓差）或離心力作用下進(jìn)行。待過(guò)濾的混合物稱為濾漿，穿過(guò)過(guò)濾介質(zhì)的澄清液體稱為濾液，被截留的固體顆粒層稱為濾餅。氣固混合物的過(guò)濾一般在壓差作用下進(jìn)行。過(guò)濾操作的目的有時(shí)是為得到澄清的流體，如潤(rùn)滑油或空氣的過(guò)濾；有時(shí)是為得到懸浮的固體顆粒，如結(jié)晶時(shí)從母液中分離晶體產(chǎn)品；有時(shí)則兩者兼有。
過(guò)濾方法 根據(jù)過(guò)程的推動(dòng)力，過(guò)濾可分為：①重力過(guò)濾，操作推動(dòng)力是懸浮液本身的液柱靜壓，一般不超過(guò)50kPa，此法僅適用于處理顆粒粒度大、含量少的濾漿；②加壓過(guò)濾，用泵或其他方式將濾漿加壓，可產(chǎn)生較高的操作壓力，一般可達(dá)500kPa以上，能有效處理難分離的濾漿；③真空過(guò)濾，在過(guò)濾介質(zhì)底側(cè)抽真空，所產(chǎn)生的壓力差通常不超過(guò)85kPa，適用于含有礦粒或晶體顆粒的濾漿，且便于洗滌濾餅；④離心過(guò)濾，操作壓力是濾漿層產(chǎn)生的離心力，便于洗滌濾餅，所得濾餅的含液量少，適用于晶體物料和纖維物料的過(guò)濾。過(guò)濾設(shè)備的種類很多。通常將實(shí)施重力過(guò)濾、加壓過(guò)濾和真空過(guò)濾的機(jī)器稱過(guò)濾機(jī)；將實(shí)施離心過(guò)濾的機(jī)器，稱離心過(guò)濾機(jī)。
機(jī)理 按過(guò)濾介質(zhì)攔截固體顆粒機(jī)理，可分表面過(guò)濾和深層過(guò)濾，前者廣泛用于化工生產(chǎn)中；后者較少應(yīng)用。
?、俦砻孢^(guò)濾 利用過(guò)濾介質(zhì)表面或過(guò)濾過(guò)程中所生成的濾餅表面，來(lái)攔截固體顆粒，使固體與液體分離。這種過(guò)濾只能除去粒徑大于濾餅孔道直徑的顆粒，但并不要求過(guò)濾介質(zhì)的孔道直徑一定要小于被截留顆粒的直徑。在一般情況下，過(guò)濾開始階段會(huì)有少量小于介質(zhì)通道直徑的顆粒穿過(guò)介質(zhì)混入濾液中，但顆粒很快在介質(zhì)通道入口發(fā)生架橋現(xiàn)象(圖1)，使小顆粒受到阻攔且在介質(zhì)表面沉積形成濾餅。此時(shí)，真正對(duì)顆粒起攔截作用的是濾餅，而過(guò)濾介質(zhì)僅起著支承濾餅的作用。不過(guò)當(dāng)懸浮液的顆粒含量極少而不能形成濾餅時(shí)，固體顆粒只能依靠過(guò)濾介質(zhì)的攔截而與液體分離；此時(shí)只有大于介質(zhì)孔道直徑的顆粒方能從液體中除去。
?、谏顚舆^(guò)濾 當(dāng)顆粒尺寸小于介質(zhì)孔道直徑時(shí)，不能在過(guò)濾介質(zhì)表面形成濾餅， 這些顆粒便進(jìn)入介質(zhì)內(nèi)部（圖2），借慣性和擴(kuò)散作用趨近孔道壁面，并在靜電和表面力的作用下沉積下來(lái)，從而與流體分離。深層過(guò)濾會(huì)使過(guò)濾介質(zhì)內(nèi)部的孔道逐漸縮小，所以過(guò)濾介質(zhì)必須定期更換或再生。用砂濾法過(guò)濾飲用水是深層過(guò)濾的實(shí)例。
過(guò)濾速率 指單位時(shí)間內(nèi)，通過(guò)單位過(guò)濾面積所得到的濾液量，是過(guò)濾操作強(qiáng)度的度量。對(duì)于表面過(guò)濾，過(guò)濾速率可由下式計(jì)算：
(1)式中q為通過(guò)單位過(guò)濾面積從過(guò)濾開始到某時(shí)刻τ內(nèi)所得的累計(jì)濾液量;Δp為作用于濾餅和過(guò)濾介質(zhì)的總壓差;μ為濾液的粘度;φ為通過(guò)單位體積濾液時(shí)所生成的濾餅體積；r為反映濾餅阻力特性的系數(shù)（稱為比阻）;qe過(guò)過(guò)濾介質(zhì)的當(dāng)量濾液量，即單位過(guò)濾面積形成阻力與過(guò)濾介質(zhì)阻力相等的濾餅的濾液量。比式表述的是瞬時(shí)過(guò)濾速率與物系性質(zhì)、過(guò)濾介質(zhì)阻力、操作壓差及該時(shí)刻的累計(jì)濾液量之間的關(guān)系，式中Δp可看作過(guò)濾操作的推動(dòng)力，而rφμ(q+qe)可視為濾餅和過(guò)濾介質(zhì)對(duì)過(guò)濾操作的阻力。累計(jì)濾液量越多，則形成的濾餅越厚，過(guò)濾速率也越低，因此，過(guò)濾是一個(gè)非定態(tài)過(guò)程。若維持操作壓差Δp不變，則過(guò)濾速度必逐漸下降，這種操作方式稱為恒壓過(guò)濾；若要維持過(guò)濾速率不變，則操作壓差Δp必須不斷增加，這種操作方式稱為恒速過(guò)濾。為避免過(guò)濾初期因壓差過(guò)高而使濾布堵塞或破損，可首先采用恒速過(guò)濾，然后采用恒壓過(guò)濾。
對(duì)于恒壓過(guò)濾，將過(guò)濾速率方程式積分可得恒壓過(guò)濾方程：
(2)式中
，稱為過(guò)濾常數(shù)，其值與懸浮液性質(zhì)和操作壓差有關(guān)，由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。
同樣，對(duì)于恒速過(guò)濾，由過(guò)濾速率方程可以導(dǎo)得恒速過(guò)濾方程：
(3)
濾餅的洗滌 某些過(guò)濾操作要求降低濾餅中殘留的濾液含量，可在過(guò)濾終了時(shí)用適當(dāng)?shù)囊后w去洗滌濾餅。假設(shè)洗滌液通道與過(guò)濾終了時(shí)濾液的通道相同，則可由下式計(jì)算洗滌速度UW：
(4)式中μW為洗滌液的粘度;ΔpW為洗滌時(shí)的總壓差；q為過(guò)濾終了時(shí)單位面積的累計(jì)濾液量。
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