真空過濾

真空過濾，是由于真空機(jī)的作用，在過濾機(jī)濾鼓內(nèi)抽成負(fù)壓，形成過濾介質(zhì)層(濾布)的兩面壓力差。隨著過濾機(jī)的轉(zhuǎn)動，堿液中的母液被抽走，重堿則吸附在濾布上，最后被刮刀刮下。

真空過濾機(jī)一般指轉(zhuǎn)鼓真空過濾機(jī)。它的主體是個(gè)筒狀的濾鼓，濾鼓旋轉(zhuǎn)一周，過濾過程中各部分的作用如圖1所示。濾鼓下半部約五分之二浸在堿液槽內(nèi)，當(dāng)濾鼓旋轉(zhuǎn)時(shí)，全部濾面輪流與堿液槽內(nèi)的堿液相接觸，濾液被吸入濾鼓內(nèi)，重堿結(jié)晶則附著于濾布上。濾鼓旋轉(zhuǎn)一周的作用，可分為如下五個(gè)過程：

(1)抽吸濾液在堿液槽底部中心略偏左(14°左右)開始，至液面止，液體被吸入濾鼓內(nèi)，重堿結(jié)晶則附于毛氈濾布上(或金屬濾布)。這是真正的過濾作用。

(2)第一次被吸干 從液面開始至堿液槽下約300～400mm止，濾餅中的液體(濾液)被吸干。

(3)洗滌，第一次被吸干位置始至上洗水槽約150mm處止，為用洗水洗滌階段。帶人濾液內(nèi)洗水約0.2～0.25

(4)第二次吸干從洗水槽后開始至刮刀處止，重堿內(nèi)殘留的母液和洗水繼續(xù)被吸干即真正的吸干階段，約占濾鼓面積的四分之一。吸干的同時(shí)還有三道壓輥幫助擠壓出重堿內(nèi)的水分，為使水分含量最少，濾鼓轉(zhuǎn)速不能過快。

(5)吹氣刮刀下部(水平線下)又吸人濾液，然后通入壓縮空氣(一部分在液面下進(jìn)行)。濾布上殘留的3～4mm厚的堿層被空氣吹下，使濾布恢復(fù)吸堿液效能。

濾鼓在連續(xù)轉(zhuǎn)動過程中，重復(fù)這五個(gè)階段的作用，完成重堿過濾的操作。

真空過濾機(jī)是過濾介質(zhì)的上游為常壓，下游為真空，由上下游兩側(cè)的壓力差形成過濾推動力而進(jìn)行固、液分離的設(shè)備。真空過濾機(jī)常用的真空度為0.05~0.08MPa，但也有超過0.09MPa的。真空過濾機(jī)可有間歇式和連續(xù)式兩種型式。問歇式和連續(xù)式真空過濾機(jī)各有特點(diǎn)，但是連續(xù)式真空過濾機(jī)的應(yīng)用更廣泛。常見的連續(xù)式真空過濾機(jī)有轉(zhuǎn)鼓式和轉(zhuǎn)盤式等。

真空過濾機(jī)的優(yōu)點(diǎn)如下：①勞動強(qiáng)度小；②能直接觀察到過濾情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，便于檢查；③維修費(fèi)用較低；④連續(xù)式真空過濾機(jī)的工作效率高。

真空過濾機(jī)的缺點(diǎn)如下：①不能過濾低沸點(diǎn)濾液的物料：②不能過濾會形成可壓縮性濾餅的難過濾物料；③真空系統(tǒng)需經(jīng)常維護(hù)；④連續(xù)式真空過濾機(jī)在過濾過程中若進(jìn)料料漿中的固體顆粒濃度和顆粒粒度分布變動大，則過濾的效果差。

真空過濾轉(zhuǎn)筒式真空過濾機(jī)

轉(zhuǎn)筒式真空過濾機(jī)如圖2(a)所示。它的主體為可轉(zhuǎn)動的水平圓筒(截面如圖2(b)所示)，稱為轉(zhuǎn)鼓，其直徑為0.3~4.5m，長3～6m。圓筒外表面由多孔板或特殊的排水構(gòu)件組成，上面覆濾布。圓筒內(nèi)部被分隔成若干個(gè)扇形格室，每個(gè)格室有吸管與空心軸內(nèi)的孔道相通，而空心軸內(nèi)的孔道則沿軸向通往位于軸端并隨軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動盤上。轉(zhuǎn)動盤與固定盤緊密配合，構(gòu)成一個(gè)特殊的旋轉(zhuǎn)閥，稱為分配頭，如圖2(c)所示。分配頭的固定盤上分成若干個(gè)弧形空隙，分別與減壓管、洗液貯槽及壓縮空氣管路相通。

當(dāng)轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)時(shí)，借分配頭的作用，扇形格內(nèi)分別獲得真空和加壓，如此便可控制過濾、洗滌等操作循序進(jìn)行。

轉(zhuǎn)筒式真空過濾機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：①可連續(xù)生產(chǎn)，機(jī)械化程度較高；②可以根據(jù)料液性質(zhì)、工藝要求，采用不同材料制造成各種類型，以滿足不同的過濾要求(通常，對于懸浮液中顆粒粒度中等、黏度不太大的物料，轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)均適用)；③可通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速來控制濾餅厚度和洗滌效果；④濾布損耗要比其它類型過濾機(jī)為小。

轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)的不足之處：①過濾推動力小，它僅是利用真空作為推動力。由于管路阻力損失，最大不超過80kPa，一般為26.7～66.7kPa，因此，不易抽干，濾餅的終濕度一般在20%以上；②設(shè)備加工制造復(fù)雜，主設(shè)備及輔助真空設(shè)備投資昂貴，消耗于抽真空的電能高，同時(shí)過濾面積越大制造越加困難。國內(nèi)生產(chǎn)的最大過濾面積約為50

真空過濾轉(zhuǎn)盤真空過濾機(jī)

如圖3所示為轉(zhuǎn)盤真空過濾機(jī)簡圖。它是由一組安裝在水平轉(zhuǎn)軸上并隨軸旋轉(zhuǎn)的濾盤(或轉(zhuǎn)盤)所構(gòu)成。轉(zhuǎn)盤真空過濾機(jī)及其轉(zhuǎn)盤的結(jié)構(gòu)和操作原理與轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)相類似。盤的每個(gè)扇形格各有其出口管道通向中心軸，而當(dāng)若干個(gè)盤聯(lián)結(jié)在一起時(shí)，一個(gè)轉(zhuǎn)盤的扇形格的出口與其它同相位角轉(zhuǎn)盤相應(yīng)的出口就形成連續(xù)通道。與轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)相似，這些連續(xù)通道也與軸端旋轉(zhuǎn)閥(分配頭)相連。轉(zhuǎn)盤真空過濾機(jī)的操作與轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)甚為相似。每一轉(zhuǎn)盤即相當(dāng)于一個(gè)轉(zhuǎn)鼓，操作循環(huán)也受旋轉(zhuǎn)閥的控制。每一轉(zhuǎn)盤各有其濾餅卸料裝置，但卸料較為困難。

轉(zhuǎn)盤真空過濾機(jī)具有非常大的過濾面積，可以大到85

真空過濾是應(yīng)用最為廣泛、在理論與實(shí)踐方面最為成熟的一種過濾方法。和其他濾餅過濾的方法一樣，真空過濾技術(shù)也是使用多孔過濾介質(zhì)支撐濾餅。所不同的是真空過濾所使用的推動力較小，因而適用于一些特殊情況的應(yīng)用。

真空過濾是一種污泥脫水的連續(xù)過濾操作，一般在圓柱形轉(zhuǎn)筒濾機(jī)中完成。轉(zhuǎn)筒上覆蓋的過濾介質(zhì)，可以是天然織物、合成纖維制品或金屬絲網(wǎng)。轉(zhuǎn)筒水平設(shè)置在污泥槽的上面，并部分浸入槽中。當(dāng)轉(zhuǎn)筒緩慢轉(zhuǎn)動時(shí)，轉(zhuǎn)筒圓周的一部分承受內(nèi)部真空，將污泥吸至濾機(jī)介質(zhì)上，污泥中的水分在回轉(zhuǎn)中被吸出，脫水泥餅被刮除。通常為了使真空濾機(jī)達(dá)到良好的處理能力，需要將濕污泥進(jìn)行調(diào)理。

真空過濾是借在過濾介質(zhì)一側(cè)造成一定程度的負(fù)壓(真空)而使濾液排出實(shí)現(xiàn)固液分離的，因而其推動力較小，一般為0.04～0.06MPa，在某些場合，可達(dá)0.08MPa，由于濾餅兩側(cè)的壓力降較低，因此過濾速度較慢，微細(xì)物料濾餅的含水量較高，這是真空過濾機(jī)主要的不足之處；但其優(yōu)點(diǎn)則在于能在相對簡單的機(jī)械條件下連續(xù)操作，而且在大多數(shù)場合能獲得比較滿意的工作指標(biāo)。因此，與其他類型的過濾機(jī)(如壓濾機(jī))相比，真空過濾機(jī)長期以來一直得到用戶的青睞。除非壓濾機(jī)在連續(xù)操作、力學(xué)性能、制造及運(yùn)行成本諸方面都取得重大突破，并能滿足應(yīng)用部門的綜合要求，否則真空過濾在固液分離領(lǐng)域內(nèi)有重要地位將難以動搖。

真空過濾機(jī)的工作周期一般可分為如下幾個(gè)階段：①成餅階段；②脫水階段；③洗滌階段，④壓實(shí)階段；⑤干燥階段；⑥卸餅階段。其中洗滌、壓實(shí)、干燥等階段的有無視實(shí)際需要而定，而成餅、脫水及卸餅則是大部分真空過濾機(jī)(水平帶式真空過濾機(jī)的過濾周期中可不計(jì)卸餅階段)所具有的基本工作過程。在過濾周期中，每一操作過程所占用的時(shí)間份額隨過濾機(jī)而異。

成餅階段是嚴(yán)格意義上的過濾過程(過濾就其本身意義而言是指濾液連續(xù)通過介質(zhì)與固體物料分離的過程)，在這一過程中，固體物料借真空作用(下部給料)或真空與重力聯(lián)合作用(上部給料)而吸附在過濾介質(zhì)表面，逐漸形成一定厚度的濾餅；隨著濾餅的逐漸增厚，相應(yīng)的過濾阻力也逐漸增大，因此在這一階段的過濾速度(即單位時(shí)間內(nèi)單位面積的過濾介質(zhì)所通過的濾液體積)呈逐漸下降趨勢。不過這一階段的主要任務(wù)是形成一定厚度的濾餅，以達(dá)到預(yù)期的處理能力。濾餅形成后即脫離給料槽進(jìn)入脫水階段。在該階段內(nèi)，濾餅的相對飽和度(即濾餅水分所占體積與濾餅孔隙總體積之比)要從開始時(shí)的100%降低到10%~20%左右。在真空抽吸作用下，水分所占據(jù)的大部分孔隙被空氣所取代。

被排除的水分基本上是重力水及孔隙水，因?yàn)檎婵粘槲€不足以排除表面水及毛細(xì)水。濾餅脫水階段的流體力學(xué)特性，是多孔介質(zhì)中兩種流體的驅(qū)替問題。對作為替換介質(zhì)的氣體來說，有效滲透率逐漸增大，流動阻力逐漸減小，而對被驅(qū)替的液體來說，情況則正好相反。

用空氣驅(qū)逐孔隙中的液體。一方面固然可以降低濾餅水分，但另一方面也極易導(dǎo)致真空度的下降而不利于水分的進(jìn)一步排除，這是因?yàn)闅怏w很容易穿透濾餅而使濾餅龜裂的緣故。因此在脫水階段如何防止濾餅的龜裂是實(shí)際過濾過程中一個(gè)非常重要的課題。濾餅經(jīng)脫水后，若無其他處理，則進(jìn)入卸餅階段。此階段的任務(wù)；一是卸除濾餅；二是恢復(fù)過濾介質(zhì)的滲透性使之進(jìn)入下一個(gè)過濾周期。因此怎樣卸下剩余水分盡可能低的濾餅且最大限度地恢復(fù)過濾介質(zhì)的滲透能力(即避免堵塞)是選用卸餅方式時(shí)所要考慮的兩大因素。

在真空過濾機(jī)上實(shí)現(xiàn)上述的三個(gè)基本階段是一件相對簡單的事情，這是因?yàn)檎婵者^濾所用壓力較低，各階段之間的轉(zhuǎn)換從機(jī)械上來說不需很高的要求。但是，在實(shí)際的過濾周期中各階段之間并不是截然分明的，而是存在著一定的過渡階段。因此，在過濾機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能地?cái)U(kuò)大脫水區(qū)，而減小其他各區(qū)。例如，若給料濃度足以保證一定厚度濾餅的形成，則可適當(dāng)減少成餅階段所占用的時(shí)間而增加脫水時(shí)間；至于過渡區(qū)的大小，主要取決于分配頭的機(jī)械切換性能，若能予以改進(jìn)，亦可增加脫水時(shí)間。

真空過濾設(shè)備，是由負(fù)壓形成真空過濾的固液分離機(jī)械，是在濾液出口處形成負(fù)壓作為過濾的推動力。

真空過濾設(shè)備又分為間歇操作和連續(xù)操作兩種。間歇操作的真空過濾設(shè)備可過濾各種濃度的懸浮液，連續(xù)操作的真空過濾設(shè)備適于過濾含固體顆粒較多的稠厚懸浮液。

真空過濾設(shè)備己廣泛用于化工、醫(yī)藥、染料、冶金、石油、紡織等工業(yè)

真空過濾法(vacuum filtration proeess)利用大氣與真空的壓差作用使廢水污泥進(jìn)行脫水處理的一種方法。一般采用的真空過濾機(jī)是在回轉(zhuǎn)圓筒表而致以濾布，衙內(nèi)設(shè)置放射扇形隔間，操作回轉(zhuǎn)閥使每個(gè)隔間加壓或減壓交互作業(yè)。減壓時(shí)進(jìn)行污泥脫水，濾布上生成泥餅，加壓時(shí)分離濾布上附著的泥餅及污物。圓筒周邊的1/4淹沒在污泥中，附著的污泥隨圓筒回轉(zhuǎn)順次進(jìn)行脫水、清洗和去除泥餅。過濾機(jī)的真空值一般為46.7～66.7KPa，多用于城市污水污泥與工業(yè)廢水污泥的機(jī)械脫水處理。

真空過濾機(jī) ，是由負(fù)壓形成真空過濾的固液分離機(jī)械，是在濾液出口處形成負(fù)壓作為過濾的推動力。