第七章 过滤技术分析
第二篇(第七章)过滤
Vw tw dV dt w
生产能力：
单位时间内获得的滤液量或滤饼量 。
V V Q tT tF tw tD
四川农业大学 本科生课程 环工原理
20
1 滤液 流出
2
3
5
料液 压入 4
1－固定头；2－滤板；3－滤框；4滤布；5－压紧装置
（二）连续式过滤机
构造： 转筒---筒的侧壁上覆盖有金属网，长、径之比约为1/22， 滤布---蒙在筒外壁上。 分配头---转动盘、固定盘 浸没于滤浆中的过滤面积约占全部面积的3040% 转速为0.1至23（转/分） 一个操作循环： 过滤、洗涤、吹松、刮渣 特点： 属连续式 恒压操作
2 p 1 s K r0 f
四川农业大学 本科生课程 环工原理
lg K ( 1 s ) lg p B 求出压缩指数s
13
例：在实验室中采用一个边长为0.24m×0.23m小型板框过滤对某固 体粉末与水的悬浮液进行过滤实验。悬浮液固体含量为25kg/m3， 温度为20℃。试验分别测定了在过滤压强差△p为0.1MPa、 0.3MPa、0.4MPa下。在不同过滤时间下所得的滤液体积量见下 表。 试求：（1）各△p下的过滤常数K及过滤介质的当量滤液体积qe； （2）滤饼压缩指数s。
K反映悬浊液的过滤特性，与悬浊 液浓度、滤液黏度以及滤饼层的 颗粒性质和可压缩性有关;Ve和qe 跟过滤介质特性相关。
-----表面过滤基本方程
四川农业大学 本科生课程 环工原理
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二、过滤过程的计算
（一）、恒压过滤 特点： K为常数
2 p 1 s K r0 f
------确定滤液量与过滤时间和过 滤压差等之间的关系。
第七章 过滤
《化工原理教学课件》过滤
目录
• 过滤原理简介 • 过滤设备 • 过滤操作 • 过滤效率与过滤速率 • 过滤的工业应用 • 新型过滤技术
01
过滤原理简介
过滤的基本概念
过滤
利用多孔介质拦截悬浮颗粒，使 液体通过而悬浮颗粒被截留的分
离技术。
过滤介质
多孔性物质，如滤布、滤网、砂芯 等。
悬浮颗粒
悬浮在液体中的固体颗粒或液滴。
高温的滤材。
控制过滤压力
合理控制过滤压力，以实现高 效过滤并延长滤材使用寿命。
优化过滤操作条件
通过实验确定最佳的过滤温度 、压力、流量等操作条件，提
高过滤效果。
定期更换滤材
根据实际使用情况定期更换滤 材，避免堵塞和破损对过滤效
果的影响。
过滤操作的注意事项
注意安全
在过滤易燃易爆或有腐蚀性的物质时， 应采取相应的安全措施，如佩戴防护 眼镜、手套等。
设备，如叶滤机。
根据操作条件选择
对于高温、高压环境，应选择耐 高温、耐高压的过滤设备；对于 真空度要求较高的操作，应选择
真空度较高的过滤设备。
根据生产规模选择
对于大规模生产，应选择效率高、 处理能力强的过滤设备；对于小 规模生产，可以选择简单、经济
的过滤设备。
常用过滤设备的工作原理
真空过滤机
利用真空作为驱动力，使 悬浮液中的液体通过滤布 排出，固体颗粒被截留在 滤布表面形成滤饼。
反渗透技术
总结词
反渗透技术是一种利用反渗透原理的分离技术，能够去除水中的离子、有机物、微生物等。
详细描述
反渗透技术利用半透膜，使水在压力作用下通过膜过滤，去除水中的离子、有机物、微生物等。反渗 透技术广泛应用于海水淡化、工业用水处理、饮用水净化等领域，具有高效、节能、环保等优点。
多媒体内容管理系统中的内容过滤技术研究
多媒体内容管理系统中的内容过滤技术研究随着互联网的普及，国内外的各种网站和网络社交平台越来越多，这些网络平台为人们提供了一个便捷、快速的信息交流和分享平台。
但是，其中也存在着大量涉及淫秽、赌博、暴力等违法违规内容的网站和平台，这些内容极易对青少年产生不良影响，引导未成年人产生良好的健康价值观和道德观势在必行。
为解决这个问题，多媒体内容管理系统中的内容过滤技术应运而生。
一、多媒体内容管理系统中的内容过滤技术的定义多媒体内容管理系统中的内容过滤技术是指通过对多媒体内容进行分析，判断该内容是否属于不良信息，并对这些不良的内容进行过滤或者屏蔽的技术。
多媒体内容管理系统中的内容过滤技术是一种非常有效的技术手段，可以有效的在网络平台中过滤掉散布色情、血腥、暴力、赌博等不良信息，确保网络信息的健康有序的传递。
目前，国内外的许多网络平台都采用了内容过滤技术，以达到过滤违规信息，保护青少年健康成长的目的。
二、多媒体内容管理系统中的内容过滤技术的作用1. 保护未成年人的健康成长网络传播兼具性质和越来越多未成年人沉迷于网络，因此，内容过滤技术的应用对于维护未成年人的身心健康具有重要的意义。
多媒体内容管理系统中的内容过滤技术可以对那些涉及赌博、色情、暴力等的信息进行筛选和过滤，从而减少未成年人的接触频率，使得青少年能够更加健康地成长。
2. 提高网络环境的健康度网络上的各种不健康的信息和内容不仅会对未成年人产生不良影响，也会对整个社会产生负面的影响。
多媒体内容管理系统中的内容过滤技术对于保护整个网络环境的健康度也至关重要。
借助内容过滤技术，我们能够在网络上形成健康、积极的信息传播氛围，避免那些违规信息的传播，同时也能减少社会的不良情绪的爆发。
3. 提高网络平台的可靠性伴随着互联网和移动互联网的飞速发展，网络平台的应用越来越广泛。
但是，其中也存在着大量的一些威胁到网络安全、泄露用户个人信息等问题，很多用户由于不能正确构建网络安全的意识和观念形成互联网上网难题，使得这些问题产生更严重的后果。
第07章过滤
K 2 (7.2.17a) 或 V VVe A t 2
2
K (7.2.17b) q qqe t 2
2
第二节 表面过滤的基本理论
若忽略过滤介质阻力，则简化为:
K 2 V A t (7.2.18a) 或 2
2
K q t 2
2
(7.2.18a)
在恒速过滤方程中，过滤压差随时间是变化的， 因此过滤常数K随时间t变化 。
-3
y 0.3 ，所以 y 25.7 kg， 60 y 60 25.7 0.059 m3， 所以滤饼的体积为 滤液体积为 1 0.059 0.941 m3， 1800 998.2 0.059 0.0627 所以 f 0.941 p1s A2t 102 10 60 2 0.7 3 0.7 所以 V1 （1） p 2.394 10 p 3 11 r0 f 1 10 4 10 0.0627
64 V12 1.436 联立（1） 、 （2）式，得 6， 2 V1 0.2394 所以，求得恒速过滤的滤液体积 V1 3.02 m3，
进而求得恒压过滤的操作压力 p 1.3105 Pa
第二节 表面过滤的基本理论
三、过滤常数的测定
（一）过滤常数K，qe的计算
第二节 表面过滤的基本理论
将比阻计算式代入式（7.2.8），得：
dV Ap1s Adt r0 f (V Ve )
令 假设
(7.2.10)
2p K r0 f
1 s
则： dV
Adt
KA 2(V Ve )
(7.2.11)
又令q=V/A，qe=Ve/A（q为单位过滤面积的滤液量，qe为过 滤介质比当量滤液体积），则
过滤技术课件PPT
82
≥ 0.12
0.15
4.扩散流量试验
试验气体
◦ 空气或氮气
系统压力
◦ 起泡点临界压力的 80%
结果观察
◦ 保压15～20min无连 续气泡逸出为合格
1倍孔径至1倍孔径）：中途拦截、碰撞 疏水：水不可浸润，水被截留或引导进入
谢谢 临界压力正比于液体表面张力
建议选择低流速，越低的速度，越好的截留 速度/压差对吸附截留有重要影响，对大小排除的影响相当小 材质：聚四氟乙烯（PTFE）、聚丙烯（PP） 可变型颗粒：在压力下软性颗粒可更多地进入过滤膜内导致堵塞，如凝胶 建议选择低流速，越低的速度，越好的截留 工艺用气、排气等的过滤 临界压力正比于液体表面张力 工艺用气、排气等的过滤 流体特性只影响吸附截留，不影响大小排除 可变型颗粒：在压力下软性颗粒可更多地进入过滤膜内导致堵塞，如凝胶 可变型颗粒：在压力下软性颗粒可更多地进入过滤膜内导致堵塞，如凝胶 起泡点临界压力的80% 建议选择低流速，越低的速度，越好的截留 工艺用气、排气等的过滤 逐步加大压缩空气压力至起泡点临界压力的80% 流体特性只影响吸附截留，不影响大小排除 不可变型颗粒：硬颗粒形成一层饼，例如沙子 吸附：颗粒由于化学/电荷作用粘附在滤器上 观察测定规定时间内过滤器压降的情况
表面张力
2.气泡点压力测定方法
溶液湿润滤膜 逐步加大压缩空气压
力 记录气泡第一次出现
时压力的读数
3.压力保持试验
用于判断已确定的滤材孔径，在持续的压力条件下 ，滤膜孔径的变化情况
◦ 溶液湿润滤膜 ◦ 逐步加大压缩空气压力至起泡点临界压力的80% ◦ 观察测定规定时间内过滤器压降的情况
压力保持试验的参考标准
响相当小
滤膜的影响
化工原理中过滤的应用
化工原理中过滤的应用1. 简介过滤是化工生产中常见的一种分离技术，通过不同尺寸的过滤介质，将固体颗粒、杂质等从流体中分离出来。
过滤在化工原理中有着广泛的应用，包括炼油、制药、食品加工等各个领域。
本文将介绍过滤的原理以及在化工工艺中的具体应用。
2. 过滤的原理过滤的原理主要是通过过滤介质的孔隙大小来分离固体颗粒或杂质。
常用的过滤介质包括滤纸、滤膜、滤布等。
这些过滤介质具有不同的孔径大小，可以选择适当的过滤介质来满足需要分离的颗粒大小。
3. 过滤在炼油中的应用炼油过程中，过滤是必不可少的步骤之一。
通过过滤可以将石油中的杂质、固体颗粒等进行分离，提高石油的质量。
常见的过滤设备包括油水分离器、滤芯等。
过滤可以有效去除石油中的悬浮颗粒、残留催化剂等，提高炼油产物的纯度。
在炼油过程中，过滤还可以用于除去油中的水分。
通过过滤器中的水分离介质，可以将石油中的水分进行分离，提高产品的干燥度。
这对于一些对水分敏感的炼油工艺来说尤为重要。
4. 过滤在制药中的应用制药是对药品进行生产加工的过程，需要保证药品的纯度和安全性。
过滤在制药中起着重要的作用。
在药物的生产过程中，常常需要通过过滤来除去杂质、微生物和颗粒等。
过滤在制药中的应用主要体现在三个方面。
首先，通过过滤可以去除药材中的杂质和颗粒，保证药品的纯度。
其次，过滤可以用于除去药液中的微生物，确保药品的安全性。
最后，在制药过程中，过滤还可以用于分离药品中的固体和液体，以便进行下一步的工艺处理。
5. 过滤在食品加工中的应用食品加工是将原材料加工成具有特定食用功能的产品过程。
过滤作为一种分离技术，在食品加工中有着广泛的应用。
常见的食品过滤设备包括过滤器、滤布等。
在食品加工过程中，过滤可以用于去除原料中的杂质、固体颗粒等，保证食品的纯净度和质量。
同时，过滤还可以用于去除食品中的沉淀物和悬浮物，提高食品的透明度和口感。
6. 总结过滤作为一种常见的分离技术，在化工原理中有着广泛的应用。
化工原理过滤实验报告处理
化工原理过滤实验报告处理一、实验目的1. 学习过滤的基本原理和过滤设备的结构与性能。
2. 了解不同的过滤介质对过滤效果的影响。
3. 熟悉过滤实验的操作方法，掌握数据记录和处理。
二、实验原理1. 过滤的基本原理过滤是用过滤介质（固体）来分离混合物的一种物理方法。
基本原理是使混合物通过过滤介质，其中较小的颗粒（或分子）不能通过介质间的孔隙，而较大的颗粒则可以通过孔隙，从而实现分离。
过滤设备通常由过滤器和支撑层组成。
支撑层是介质的一种形式，可以是粉末或纤维状。
支撑层不仅提供良好的支撑力，还可以通过支撑介质之间的孔隙，使过滤介质保持均匀的分布。
过滤器一般是塑料材料制成的筒状或碗状容器。
过滤器的内壁与支撑层相连，并通过支撑层上的孔隙与介质相连。
过滤器的主要作用是集流介质，将混合物均匀地分布到过滤介质上。
过滤设备的性能取决于过滤器和介质的选择、结构和操作条件。
常见的过滤介质有滤纸、滤布、滤棉、活性碳、硅胶和聚乙烯等。
三、实验步骤和记录1. 以几种不同的过滤介质为实验对象，测定其紫外吸收度与过滤效果的关系。
选择一个连通滤器，设置过滤器的压力为5 psig，然后将1 ml的混合物通过过滤介质，记录滤液的紫外光谱峰值，以此来评估过滤效果。
结果如下表所示：| 过滤介质 | 紫外吸收值（AU） || 滤纸 | 0.27 |3. 测定滤布的质量效率曲线。
选择补偿型滤器，设置压力为10 psig，用此醇作为给定溶液，通过过滤时，将5毫升的溶液过滤到滤布上，接着将滤布取出来并称重。
重复此操作10次，记录滤液的紫外光谱峰值和滤布的重量。
结果如下表所示：四、数据处理和分析1. 紫外吸收度与过滤效果从表中可以看出，滤棉的紫外吸收值最低，为0.16 AU，说明滤棉的过滤效果最好。
相比而言，滤纸和滤布的效果略差。
2. 质量效率曲线将滤纸、滤布和滤棉的质量效率曲线以图形方式表示出来。
图2中的垂直轴表示滤液的紫外光谱峰值，水平轴表示滤体重量。
过滤技术(基础知识)
过滤技术（基础知识）Filtration Technology什么是过滤？Δp压差：过滤的动力Δp 代表pressure drop across the filter medium.对于大多数溶液，流速与Δp成正比。
这意味着随着压差的增加，流速也会增加。
Filtration Type 过滤种类（按孔径分） 超滤ULTRAFILTRATION用于分离大分子、浓缩蛋白质和去除小分子物质。
滤器的命名是根据名义分子量截留(MWCO): 1-500 kDa(Kilodalton)。
具有指定MWCO的超滤器应保留至少90%的指示分子量的球形分子。
纳滤NANOFILTRATION用于生物工艺中病毒的去除。
孔径：0.02 -0.04µm (= 20 -40nm)。
微滤MICROFILTRATION用于颗粒、胶体和微生物的分离。
孔径大小：0.1 -8µm。
深层过滤DEPTH FILTRATION用于去除可见的和更小的颗粒，如生物反应器收获后的细胞去除。
截留率通常以微米表示：0.45 -50 μm。
Filtration Type 过滤种类(按原理分)滤器种类Filter Types非对称膜结构Membrane Filter Structure: Asymmetry 非对称膜不仅会在膜的表面保留颗粒，而且会在膜的深处保留颗粒（较大的颗粒保留在靠近膜表面的地方，较小的颗粒保留在膜的深处），相对具有更高的流速和更高的总通量。
膜的不对称程度受铸膜条件的影响，但有的材质没有办法做成对称膜。
滤器的结构和性能Filter Cartridge | Construction 滤芯结构Filter Components and Assembly 滤器组装亲水| 疏水Hydrophilic | HydrophobicHydrophilic Material 亲水膜材Hydrophobic Materials 疏水膜材为什么过滤气体和有机溶剂要选择疏水滤器?亲水膜一旦被液体浸润，会产生较大的表面张力，阻断气体通行，只用当气体的压力超过表面张力才会通过，这就是起泡点。
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第八章 过滤技术
多数情况下滤饼厚度4~20mm，个 别情况下为1~2mm或40~50mm。滤 饼的过滤阻力远大于过滤介质，因 而对过滤速率起决定性的影响，多 用于处理浓度较高的悬浮液。
过滤介质一般采用0.4~2.5mm的砂粒 或其他多孔介质，料将多自上而下流 动。过滤速度一般为5~15m/h。浓度 较低的悬浮液（<0.1%）。
• 真空过滤机的工作周期一般分为如下几个阶段：成饼阶段； 脱水阶段；洗涤阶段；压实阶段；干燥阶段；卸饼阶段。 其中洗涤、压实、干燥等阶段的有无视实际需要而定，而 成饼、脱水及卸饼则是大部分真空工作过滤机所具有的基 本工作过程。
1.1 真空过滤的基本设备
• 转鼓式真空过滤机
1.1 真空过滤的基本设备
折带式过滤：易于处理粘性滤饼及易于堵塞滤布的物 料。
1.1 真空过滤的基本设备
• 圆盘式真空过滤机
1.2 真空过滤的影响因素
• 设备因素 过滤时间：过滤时间延长有利于滤饼水分的脱出，同
时使滤饼厚度增加，导致过滤阻力增大。过滤时间通常靠 试验确定，通过调部给料与底部给料
1.1 真空过滤的基本设备
• 转鼓式真空过滤机 卸料方式 反吹式卸除滤饼：卸除滤饼后滤布较为清洁，渗透性
恢复较好，但反吹时往往带出一部分水分，降低了脱水效 果。
刮刀式卸除滤料：滤饼水分较低，但刮刀易于磨损滤 布。有时将刮刀式与反吹式联合使用。
第八章 过滤技术
• 必须具备的两个条件：（1）具有实现分离过程所必需的 设备；（2）在介质两侧要保持一定的压力差。
• 按推动力不同，可分为：重力过滤（50kPa）、真空过 滤 （ 53~80kPa ， 93kPa ） 、 加 压 过 滤 （ 压 缩 机 50~800kPa、压缩机200kPa）和离心过滤。
✓ 手动板框压滤机：滤饼生成及洗涤时间可调、洗涤效果好，水量消耗少； 间断工作、产量低，劳动强度高，占地面积大，操作过程不便观察。
✓ 水平式自动板框压滤机：过滤速率高、产量大，能耗相对较高、滤液质量 不高、使用效率低。
✓ 立式自动板框压滤机：生产能力高，过滤压力大；规格小、设备成本和基 建费用高。
✓ 自动压滤机：滤布使用寿命短，辅助设施较多。
第八章 过滤技术
• 在实际操作中，过滤过程主要分为两大类：滤饼过滤和 深层过滤。
• 滤饼过滤：表面过滤机。滤浆流向过滤介质时，大于或 相近于过滤介质孔隙的固体颗粒先以架桥的方式在介质 表面形成初始层，其孔隙通道比过滤介质孔隙更小，能 截留住更小的颗粒，因此其后沉积的固体颗粒便逐渐在 初始层上形成一定厚度的滤饼。
• 转鼓式真空过滤机 内滤和外滤：内滤式转鼓真空过滤机其滤布安装在圆
筒的内表面上，适合于处理沉降快的悬浮液，其滤饼通常 用皮带、漏斗或螺旋运输机运出。其优点是进料浓度对操 作影响不大，不需要给料槽和搅拌装置，价格较低；其缺 点为：转鼓表面利用率较低，洗涤时效果欠佳，滤饼在卸 料时易于剥落，滤布更换困难且工作情况不便观察。
活过滤面积可调，生产和维修费用低。
计算
n——过滤机工作台数 Q——需处理的干矿量
q0——过滤机单位面积的生产能力 A——过滤面积 V0——自开始过滤到滤饼的阻力等于介质阻力时所获得的滤液体积， 称为过滤介质的当量滤液体积或称为虚拟滤液体积
计算
计算
• 上表数据是常用内滤圆筒式、外滤圆筒式和圆盘式真空过 滤机使用棉织布总结的指标，当选用新型过滤设备或用合 成纤维等新型滤布时应按实际生产厂矿经验数据或通过过 滤试验取得；
第八章 过滤技术
• 在压强差作用下，悬浮液中的流体（气体或液体）透过 可渗性物质（过滤介质），固体颗粒则为介质所截留， 从而实现流体和固体的分离。
过滤 多相流体通过多孔介质
流体通过多孔介质的流动 属于极慢流动，即渗流
悬浮液中的固体粒子连续不断 的沉积在介质内部孔隙中或介 质表面上，过滤阻力不断增加
宏观流体力学因素 微观的物化因素
机；生产能力大，技术上可靠，操作容易；设备比较复杂，造价高，电耗 大，滤饼含水率高；更换滤布不便。
• 磁铁矿精矿或含少量赤铁矿的混合精矿：磁性过滤机；机体小、
脱水效率高。
• 微细而难沉的物料：离心过滤机；过滤速度快、脱水效率高、滤液质
量好；生产能力低、设备复杂，价格高，设备操作与维护比较麻烦。
• 粒细、密度小、难沉淀、浓度低的料浆：压滤机
第一节 过滤机的分类与选择和计算
• 真空过滤 • 压滤 • 深层过滤 • 离心过滤 • 膜过滤 • 动态过滤
分类
选择
• 选择过滤机时，主要考虑所处理的物料性质及对产品的要 求，处理不同浓度及固体粒度的料浆时过滤机选型见下图 和表所示。
选择
选择
• 颗粒较粗或粗细夹杂，沉降速度快的颗粒：圆筒内滤式真空过滤
选择
• 细粘物料或密度和浓度较低的矿浆：圆筒型外滤式真空过滤机、
盘式真空过滤机、带式真空过滤机、压滤机等。 ✓ 圆筒型外滤式真空过滤机：滤饼水分低、过滤每吨精矿滤布消耗量少；
设备重，更换滤布困难。 ✓ 立式盘式真空过滤机：更换滤布方便，过滤面积大，换滤布停车时间
短；滤布水分较高。 ✓ 水平盘式真空过滤机：粗而重的颗粒产品的脱水。 ✓ 水平带式真空过滤机：设备结构简单，滤布使用寿命长，操作方便灵
• 由于过滤试验所用料浆性质及过滤装置的操作连续性很难 与工业生产完全一致，过滤机的过滤速率往往低于小型试 验的速率，因此工艺设计中除了保证正确的选型外，还必 须考虑放大效应。
• 备用系数一般为1.2，但总台数不得少于两台。
第二节 常用过滤机
• 真空过滤机 • 压滤机 • 离心过滤机
2.1 真空过滤机
第八章 过滤技术
第八章 过滤技术
• 影响过滤的基本因素 固体颗粒粒度：影响滤饼的孔隙状态，就等径球而言， 无论哪种排列方式，孔隙率均与圆球半径无关； 料浆粘度（温度）：过滤速率与料浆粘度成正比； 过滤压差：对于不可压缩滤饼，过滤速率与过滤压力成 正比；对可压缩滤饼，滤饼孔隙率和过滤比阻是过滤压 力的函数； 料浆浓度：低浓度时，细小颗粒极易随着流线直接进入 滤布的孔眼中，使过滤介质被堵塞。