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微孔过滤机在超细轻质碳酸钙中的过滤应用

2022-11-06 21:24:27

超细粉体的过滤特点:

(1) 超细粉体属于微米与亚微米级(甚至纳米级),目前无机或有机超细粉体均小于10μm,通常只有1μm左右,有的大部分小于1μm

(2) 由于微粒细,锅炉滤饼的阻力大,(为了后面干燥操作能节省能源,粉体过滤必须形成较干滤饼,尽量不形成含水量很高的浓浆),因此过滤的难度大;

(3) 由于微粒细,一般的滤布滤网难以完全滤住,过滤效率不太高,需要孔径相当小的微孔过滤介质,方能高效地将所有微粒都截流住;

(4) 由于微粒细,微粒易进入过滤介质的毛细孔,过滤介质的堵塞阻力增加较快,如果该过滤介质不能用简易的高压气体反吹法进行高效再生,那么过滤介质的消耗量太大,操作成本太高,操作也相当麻烦;

(5) 有机超细粉体,多数是亲水性,无机超细粉体,有的属亲性水性,有的属憎水性。对亲水性粉体,由于微粒表面有水化层,具有压缩性;对憎水性的粉体,由于没有水化层,细的微粒往往会在滤饼层中进行水力位移,使滤饼层阻力不断增加(甚至使过滤介质的阻力也很快加大),形成假性可压缩性滤饼,这种假性可压缩性在低压过滤时较明显,当过滤压力增加到一定值,就呈现不可压缩的滤饼特性。

超细粉体的上述特性,使化工生产用的过滤介质的选用,过滤介质的再生方法选择,过滤性能参数的测定,过滤机结构的设计均有一定的特殊性。

 

超细轻质碳酸钙

1. 物料来源:该公司采用板框压滤机过滤,一些细的物料穿漏,本实验的物料系这些穿漏物料的沉淀物。

2. 物料粒度:原为40nm,但物料在水中会自动弱絮凝,形成颗粒为300500nm假性絮凝体。

3. 过滤介质:选PE-S1PE-S2 PE-S3过滤介质进行试验。PE-S1过滤起动时有穿漏,10分钟后,开始变清,PE-S2PE-S3起动后滤液澄清透明,滤液浊度不超过3NTU,说明过滤效率接近100%。特选型作为物料的过滤介质。

4. 过滤滤饼平均比阻α与滤饼湿含量测定:

过滤面积:78.5*10-4m2

每批过滤物料总体积:1立升

试验物料中固体浓度:4%(重量)

过滤压差

Dp(Mpa)

过滤时间

s

滤饼厚度

(mm)

滤饼平均比阻α

(1/m2)

压气脱水时间

(min)

滤饼湿含量

(%)

0.1

5601

11

1.41*1014

7

24.7%

0.2

2938

11

1.81*1014

6

27.2%

0.4

1848

11

1.85*1014

7

25.1%

 

5. 平均比阻α与压差之间Dp的关系式:由表1的平均比阻数据,可归纳出平均比阻α与压差Dp之间的数学关系式:

α=1.855*1014-3.63*1023*Dp-3.304       (1)

由关系式(1)可分析出,这物料的滤饼在低压差下有一定的可压缩性,压差愈高,压缩性愈小,最后成为不可压缩性滤饼。最大的滤饼平均比阻为α=1.855*1014(1/m2)。由此表明压力愈高,过滤速度愈大,因此,在装置允许范围内,可选较高压差进行过滤。

高岭土:

1. 物料来源:取自内蒙xx高岭土开发公司。

2. 物料粒度:-10μm>90%   d50=3.6μm

3. 过滤介质:经选择PE-S2可达到按近100%过滤效率,一开始就可得到澄清滤液。

4. 过滤滤饼平均比阻α与滤饼湿含量测定:

过滤面积:78.5*10-4m2

每批过滤物料总体积:1立升

试验物料中固体浓度:20%(重量)

过滤压差

Dp(Mpa)

过滤时间

s

滤饼厚度

(mm)

滤饼平均比阻α

(1/m2)

压气脱水时间

(min)

滤饼湿含量

(%)

0.2

2146

27.1

3.57*1014

7

34.8%

0.28

1576

27.1

3.87*1014

5.37

35.1%

0.4

1240

27

3.98*1014

7.1

34%

 

5 平均比阻α与压差之间Dp的关系式:

由表2的滤饼平均比阻α与压差Dp之间的数据,可归纳出α与Dp之间的关系式:

α=4.02*1014-4.92*1027*Dp-3.264       (2)

由关系式(2)也可确定该物料在低压差下有一定压缩性,压差愈高,压缩性愈小,最后也形成不可压缩性滤饼,最大的滤饼比阻为α=4.02*1014(1/m2)

(绢云母:

1. 物料来源:取自安徽扬天粉体有限公司。

2. 物料粒度:0.4-0.5μm  10%       0.5-1μm  30%

              1-5μm     40%        >5μm   20%

3. 过滤介质:PE-S1Dp=0.02Mpa起动压差下有一点穿漏,而PE-S2Dp0.2-0.4Mpa不穿漏,滤液浊度不超过3NTU,故选PE-S2作过滤介质。

4. 过滤滤饼平均比阻α与滤饼湿含量测定:

过滤面积:78.5*10-4m2

每批过滤物料总体积:1立升

试验物料中固体浓度:20%(重量)

 

绢云母

1. 物料来源:取自安徽扬天粉体有限公司。

2. 物料粒度:0.4-0.5μm  10%       0.5-1μm  30%

              1-5μm     40%        >5μm   20%

3. 过滤介质:PE-S1Dp=0.02Mpa起动压差下有一点穿漏,而PE-S2Dp0.2-0.4Mpa不穿漏,滤液浊度不超过3NTU,故选PE-S2作过滤介质。

4. 过滤滤饼平均比阻α与滤饼湿含量测定:

过滤面积:78.5*10-4m2

每批过滤物料总体积:1立升

试验物料中固体浓度:20%(重量)

过滤压差

Dp(Mpa)

过滤时间

s

滤饼厚度

(mm)

滤饼平均比阻α

(1/m2)

压气脱水时间

(min)

滤饼湿含量

(%)

0.2

942

25

1.41*1014

14

21.1%

0.28

982

25

1.76*1014

22

22.7%

0.4

643

26

1.81*1014

8.5

29.2%

 

5 平均比阻α与压差之间Dp的关系式:

由表3数据可归纳出:

α=1.818*1014-2.65*1038*Dp-5.77       (3)

由式(3)也可看出,绢云母滤饼在低压差下有一定压缩性,在高压差下趋向不可压缩性。最大的平均比阻为α=1.818*1014(1/m2)

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