《化工原理》课程教学资源（知识点讲解）3.1过滤过程

过滤过滤原理以某种多孔物质作为介质，在外力的作用下，使流体通过多孔性过滤介质的孔道而固体颗粒被截留，从而实现固体颗粒与流体分离目的的操作。过滤可用于气-固或液-固分离。本节重点介绍悬浮液的过滤操作。悬浮液滤渣过滤的推动力：过滤介质两过滤介质侧的压力差、滤液的自身重力、离心力和外加压力。滤液GLL

过滤 过滤原理 以某种多孔物质作为介质，在外力的作用下，使流体通过 多孔性过滤介质的孔道而固体颗粒被截留，从而实现固体 颗粒与流体分离目的的操作。 过滤可用于气-固或液-固分离。 本节重点介绍悬浮液的过滤操作。 过滤的推动力：过滤介质两 侧的压力差、滤液的自身重 力、离心力和外加压力。 GLL

三种过滤方式悬浮液①滤饼过滤认识滤饼、架桥现象适用于固体颗粒含量较滤饼高（固相体积分数约在1%以上）的悬浮液。福过滤介质滤液GLL

悬浮液 过滤介质 滤饼 滤液 三种过滤方式 ①滤饼过滤 认识滤饼、架桥现象 适用于固体颗粒含量较 高（固相体积分数约在 1%以上）的悬浮液。 GLL

三种过滤方式②深层过滤：颗粒尺寸小于介质孔隙，颗粒沉积于较厚的过滤介质内部。深层过滤常用于净化含固量很少的悬浮液（颗粒的体积分数小于0.1%）※膜过滤（膜分离membrane separation）悬浮液过滤介质GLL

三种过滤方式 ②深层过滤：颗粒尺寸小于介质孔隙，颗粒沉积于较厚的 过滤介质内部。深层过滤常用于净化含固量很少的悬浮液 （颗粒的体积分数小于0.1%） ※膜过滤（膜分离membrane separation） 悬浮液 过滤介质 GLL

三种过滤方式③动态过滤：滤饼过滤中，饼层不断增厚，阻力亦不断增加，在推动力恒定时，过滤速率会不断变小。Tiller于1977年提出了动态过滤，限制了滤饼的增厚。动态过滤可描述为料浆沿过滤介质表面作高速流动，使滤饼在剪切力的作用下不会增厚，从而维持较高的过滤能力。动态过滤中，滤液与料浆呈错流。但动态过滤中机械能消耗大，且滤饼含湿量高。滤液过滤介质浓悬浮液稀悬浮液过滤介质滤液

三种过滤方式 ③动态过滤：滤饼过滤中，饼层不断增厚，阻力亦不断增 加,在推动力恒定时，过滤速率会不断变小。Tiller于1977 年提出了动态过滤，限制了滤饼的增厚。 动态过滤可描述为料浆沿过滤介质表面作高速流动，使滤 饼在剪切力的作用下不会增厚，从而维持较高的过滤能力。 动态过滤中，滤液与料浆呈错流。 但动态过滤中机械能消耗大，且滤饼含湿量高。 滤液 滤液 稀 悬 浮 液 浓 悬 浮 液 过滤介质 过滤介质

过滤介质多孔物质，是滤饼的支承物，具有足够的机械强度和尽可能小的流动阻力，过滤介质的孔道直径往往会稍大于悬浮液中一部分颗粒的直径。①织物介质：5~65um②堆积介质：用于含固体量很少的悬浮液，如水的净化③多孔性固体介质：1~3um选择介质时除要考虑悬浮液的性质外，还应注意介质的性能：温度范围、化学稳定性、机械强度等。GLL

多孔物质，是滤饼的支承物，具有足够的机械强度和尽 可能小的流动阻力，过滤介质的孔道直径往往会稍大于 悬浮液中一部分颗粒的直径。 ①织物介质：5~65μm ②堆积介质：用于含固体量很少的悬浮液，如水的净化 ③多孔性固体介质：1~3μm 选择介质时除要考虑悬浮液的性质外，还应注意介质的 性能：温度范围、化学稳定性、机械强度等。 过滤介质 GLL

滤饼的压缩性滤饼是由被截留下来的颗粒堆积而成的固定床层，随着过滤操作的进行，滤饼的厚度与流动阻力都逐渐增加。根据滤饼随操作压差的增大是否变形，将滤饼分为可压缩滤饼和不可压缩滤饼。不可压缩性滤饼：构成滤饼的颗粒是不易变形的坚硬固体颗粒p个，颗粒形状及都无显著变化，因此其单位厚度床层的流动阻力可认为是恒定的，如硅滤饼的种类藻土、碳酸钙等；可压缩性滤饼：该滤饼由胶体构成，A个，上述三者发生显著变化，如A（OH），等

滤饼的压缩性 滤饼是由被截留下来的颗粒堆积而成的固定床层，随着过滤 操作的进行，滤饼的厚度与流动阻力都逐渐增加。 根据滤饼随操作压差的增大是否变形，将滤饼分为可压缩滤 饼和不可压缩滤饼

助滤剂>助滤剂是可形成多孔饼层的刚性颗粒，使滤液通过滤饼时保持好的渗透性及低的流动阻力；>助滤剂不与悬浮液发生化学反应，不溶于液相中；>在过滤操作压力范围内，具有不可压缩性，以保持较高空隙率。常用助滤剂，如硅藻土、珍珠岩粉、活性炭和石棉粉等改变滤饼的结构，增加滤饼刚性；增加滤饼空隙率，减少流动阻力。GLL

助滤剂 常用助滤剂，如硅藻土、珍珠岩粉、活性炭和石棉粉等。 改变滤饼的结构，增加滤饼刚性； 增加滤饼空隙率，减少流动阻力。 助滤剂是可形成多孔饼层的刚性颗粒，使滤液通过滤饼 时保持好的渗透性及低的流动阻力； 助滤剂不与悬浮液发生化学反应，不溶于液相中； 在过滤操作压力范围内，具有不可压缩性，以保持较高 空隙率。 GLL