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過濾器內部流動是如何工作的?

日期:2021-08-02    發布人:杭州菲躍   閱讀量:0

過濾器的流速(流量),特別是葉片式過濾器,是一個非常重要的參數。由于濾餅、泵的特性曲線和壓差都與流量有關,所以在過濾系統中必須不斷調整流量控制。了解過濾器內部發生了什么,就能很好地理解流速差異引起的問題和解決方法。
 

流速是多少?
 

流速是指在一定時間內,有多少液體通過某個特定區域的過濾介質,通常以每小時1平方米(l/h*m)計量。這是在過濾系統設計階段計算過濾器規格尺寸時非常重要的信息。
 

值得注意的是,這一速度并非固定的,它隨著液體的性質而變化,例如粘度,固體的預期百分比,固體的性質,以及添加助濾劑。這兩種變化都會影響平均理想流量,即在設計階段,我們使用的是平均介質流量。這類介質來自于市場上已存在的能正常工作的系統,如葉片過濾器的過濾葉片。
 

然而,當新系統啟動時,流量會沿著第一個過濾周期進行調整,因為過程的輸入永遠不會相同。(這就是為什么在新設計中,我們建議使用流量來控制泵系統,以便檢測流量并根據需要進行調整(壓差增加)。
 

我們只能說,在我們的設計階段,我們通常使用我們在幾十年的應用中積累的各種材料的平均流量。例如,以催化油漿為例,平均固體含量為3000ppm,理想流量為250L/h*m。這種理想的流速可以形成固體含量高、易于拆卸的良好濾餅層。
 

內部流動是如何工作的?:內部流動和濾餅形成。
 

舉例來說:使用立式葉片過濾器,假設待過濾材料是催化油漿(根據上述規格)和纖維素預涂層。
 

從填充過濾器開始:過濾器是空的,必須填充干凈的液體。這些液體可以來自潔凈產品罐、預涂罐或正在運行的過濾器(如果有兩個過濾器并聯)。因此,我們需要打開排氣口,同時關閉出口。一旦過濾器充滿液體,我們可以關閉排氣口,開始泵送預涂液,建立一點正壓,最后打開預涂液循環出口。值得一提的是,纖維素預涂層的流速應高于主過濾流速,因為我們想創建一個均勻整齊的預涂層。更高的流速將有助于纖維素材料形成牢固的涂層,而不會使其過于緊湊。
 

無論預涂裝工藝的流速是否高,其原理與主過濾相同。此時,纖維素平均濃度為5%的液體進入過濾器,這些粒子在過濾器中擴散,分布在自由空間周圍的同時,液體通過時,大量的纖維素粒子被過濾器葉片復蓋。
 

起初,較大的顆粒將首先被保留。久而久之,在現有濾網上創建另一層孔隙率較低的預涂層,會使較小的顆粒被這一新層捕捉,從而創建一層孔隙率較低的新層。別把它想象成一層紙堆在另一層,它更像是一個隨機擴散的顆粒。大部分時間,顆粒都會穿過所有形成的預涂層,然后循環,直到它們能穿過并被攔截。因此,我們需要一定的時間來進行預涂循環,直到所有的顆粒都被攔截。
 

理想流速。
 

當流量理想時,濾餅應該是覆蓋在濾網上的均勻纖維素材料,也適用于主過濾。
 

如果您有一種合格的預涂層,并且您以適當的流速開始主過濾,那么顆粒就會以同樣的方式被截獲,除了從一開始就沒有任何顆粒通過預涂層,纖維素預涂層就起到了屏障作用。事實上,在主過濾過程中,所有的顆粒都會被截獲到預涂層的某一層。
 

然而,相反,在其他不同的情況下,預涂成形,可以通過觀察預涂層或最終濾餅的形狀來確認。
 

低流速。
 

舉個流速過低的例子吧。當我們開始向過濾器注入纖維素預涂液時,問題就開始出現了。緩慢的流量給了顆粒沉降的機會,不能均勻地將顆粒送入過濾器。這并不意味著它們都會積聚在容器的底部,但是顆粒不會均勻地分布在過濾葉片上。
 

這時,顆粒開始從下往上穿過網格。因此,最終不是在網格周圍均勻地形成一層,而是從底部形成。顆粒不會到達網格上的更高處,否則就不容易在較低的地方被捕獲。所以濾餅是以不同的速度建造的。這形成了一層類似雨滴或梨形的預涂層——葉底有較厚的預涂層,葉頂有時甚至沒有預涂層。
 

你可以想象,這意味著會有很多問題。即使你有一個好的主過濾流量,這種不好的濾餅形成的預涂層仍然會帶來很多問題。
 

高流速。
 

第二個例子:如果我們的預涂層是以過高的流量建造的,問題不會立即開始。當纖維素混合物進入過濾容器時,顆粒會很好地擴散到過濾器的所有可用區域,當涂層開始形成時,問題就開始了。
 

捕獲(保留)的顆粒形成第一層,只有大顆粒會留在過濾網上。記住,這些顆粒會形成不同但孔隙率較低的新層。考慮到新層是由不均勻的長度和厚度纖維素形成的,每當纖維素被截留時,周圍區域的孔隙率就會降低,這與纖維素在距離過濾網相似的距離截留時的情況不同。
 

切記,在理想的流速下,纖維素會有一定的自由流動,試圖在濾餅周圍找到一個可以通過的區域,直到它被保留下來。如果流速過高,纖維素就會被推到任何有足夠滲透性的區域,試圖通過。考慮到這一點,不難想象預涂層的某些區域會有大量的顆粒相互擠壓,很快就會在這些區域產生很低的滲透性,從而導致部分堵塞。
 

這是因為預涂層會形成一種不均勻的擴散層,看上去就像大海一樣,在預涂層上到處都是凹陷的地方。沿波邊、較薄的區域,滲透率較低(如果沒有完全堵塞),這種預涂層會嚴重影響過濾器的公稱過濾面積。
 

理想預涂濾餅。
 

既然我們知道預涂層的三種可能結果,我們就必須知道這些結果可能帶來的影響。它們是從低流速到高流速依次形成的,也就是說,你可以沿著這條線找到一些偏差,知道顆粒的行為和濾餅的形狀是如何形成的,這將使你很好地了解現有的濾餅狀態和離理想的濾餅有多遠。

 


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