化工单元操作任务三 过滤操作技术
化工单元操作原理安全技术措施
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化学过滤时的操作方法
化学过滤时的操作方法
化学过滤是一种分离混合物中不同化学成分的方法，其操作方法包括以下步骤：
1.准备过滤设备：选择合适的过滤器和过滤介质（如滤纸、滤棉、滤膜等），将过滤器放置在过滤漏斗或过滤瓶上。
2.准备混合物：将待过滤的混合物倒入过滤漏斗或过滤瓶中。
3.过滤：缓慢倾倒混合物，让其通过过滤介质，过滤时可以用漏斗棒或玻璃棒轻轻搅动，帮助混合物顺利通过过滤介质。
4.收集过滤液：将过滤液收集在下面的容器中，可以使用试管、烧杯等。
5.清洗过滤设备：用去离子水或其他适当的溶液清洗过滤器和过滤介质。
6.处理过滤残渣：将过滤残渣（如沉淀）用适当的方法处理，如冷却结晶、洗涤等。
7.记录实验结果：记录过滤始末质量、实验条件等信息，以便分析和总结实验结果。
化工单元操作任务三_过滤操作技术
引入比例因数K’过滤速度为： dV K'u K' d12pc
Adt
32L
另：1 K ' d12
r' 32
则有： dV
pc
Adt r' L
式中 V —— 滤液量，m3； t —— 过滤时间，s； A —— 过滤面积，m2。 r’—滤饼参量，m-2
4、比阻r
单位厚度滤饼的阻力； 在数值上等于粘度为1Pa·s的滤液以1m/s的平均流速通过 厚度为1m 的滤饼层时所产生的压强降；
⑤多孔塑料过滤介质。 ⑥垂熔玻璃过滤介质。 ⑦多孔陶瓷。 ⑧微孔滤膜。
滤饼的压缩性和助滤剂
随着过滤的进行，滤饼的厚度增大，滤液的流动阻力亦逐 渐增大，导致滤饼两侧的压强差增大。滤饼的压缩性对压强差 有较大影响。
不可压缩滤饼：若颗粒由不易变形的坚硬固体组成，则当
压强差增大时，滤饼的结构不发生明显变化，单位厚度滤饼 的流动阻力可视作恒定，这类滤饼称为不可压缩滤饼。
（3）堆积介质
组成：固体颗粒（砂、活性炭、木炭、石棉粉） 或非编织纤维（玻璃棉等）堆积而成。
作用：一般用于处理含固体量很少的悬浮液 如水的净化处理等。
过滤介质的种类
①滤纸。 常用滤纸的孔径为1～7µm。 ②脱脂棉。 适用于口服液体制剂的过滤。 ③织物介质。包括棉织品纱布、帆布等。 ④烧结金属过滤介质。
t/q
t q
2 K
q
2 K
qe
2qe/K
q
上式表明：t/q与q成直线关系，直线斜率为2/K，截距为2qe/K
由斜率=2/K，求出K; 由截距=2qe/K ，求出qe；
测定k和s
滤饼的压缩性指数s及物料特性常数k需在不同压强差下对指 定物料进行试验，求得若干过滤压强差下的K，然后对K-Δ p数
化工原理：3.3 过滤
（沙滤）
滤饼的压缩性和助滤剂
(1) 滤饼的压缩性 滤饼的空隙率ε与操作压差有关的称可压缩 滤饼，反之称为不可压缩滤饼。 （艾普西龙） (2) 助滤剂 能提高空隙率和减少阻力的固体颗粒、纤维。 使用助滤剂必须不使产品纯度变化。
过滤介质缝隙并不需要比颗粒小---架桥现象 “穿滤” 5%
颗粒粘，不出滤液—用助滤剂 助滤剂 刚性颗粒 方式1.预涂
方式2.混入悬浮液
工业上，例如用板框压滤机 过滤完毕时，框内充满滤饼
过滤过程特点
(1) 滤液是通过固定床的流动，但过程是非 定态的
（床层厚度不断增加，一定压差下，过滤速 率随时间延长而减小；由于滤饼增加缓慢， 拟定态处理，可用固定床压降的结果。）
=0.124升/分
恒速
Q V
12 0.21l / min
W D 30 6 20
3.3.3.3 先变压后恒压
从τ =τ1, q=q1起开始恒压操作
q
q1 2(q qe )dq
K
d
1
(q2 q12 ) 2qe (q q1 ) K ( 1 )
或 (V 2 V12 ) 2Ve (V V1 ) KA2 ( 1 )
KA2
2
注意: K变化
例2 某过滤机恒速操作
τ(min)= 10 + 10 + 10
① V(l) = 4 + ? + ?
②共滤了30min后，用VW=0.2V总的洗涤液量洗涤， 速率不变, 则τW=?
③每次过滤洗涤后, 所需装卸时间τD为20min,
求：生产能力
Q
V
?
解：①由于速度恒定, ∴ V∝τ V=4+4+4=12升
化工原理第三章3过滤资料
Q
V2 KA2
2JV 2
KA2
w
在忽略介质阻力的条件下，当过滤时间与洗涤时间之和等于
辅助时间时，间歇过滤机的生产能力最大。
例 3-6 ： 在 实 验 装 置 中 过 滤 钛 白 的 水 悬 浮 液 ， 过 滤 压 力 为 0.3MPa，求得过滤常数为：K=5*10-5m2·s-1，qe=0.01m3·m-2. 又测出滤饼体积与滤液体积之比为c=0.08m3·m-3.现要用工 业型板框压滤机过滤同样的料液，过滤压力、所用滤布与 实验相同。滤框长宽厚已知，过滤面积为33m2，框内总容 积0.76m3.试计算： （1）过滤进行到框内全部充满滤饼所需的时间；（2）过 滤后用总滤液量体积的1/10清水进行洗涤，求洗涤时间； （3）洗涤后卸渣、清理、重装共需40min，求每台压滤机 的生产能力，以滤饼计算。
u
dV
Ad
3 2K0a2 (1 )2
p1
L
令
3 2K0a 2 (1 )2
1，m2。则 r
u
dV
A d
p1
rL
推动力 阻力
r 称为滤饼的比阻，与滤饼的比表面、孔隙率有 关，对不可压缩滤饼，r为常数
u dV p1 p2 p
Ad rL rLe r(L Le )
滤饼厚度L与当时已经获得的滤液体积V之间的关系为：
（三）恒压过滤方程式
间歇过滤方式：恒压、恒速或变速变压 恒压过滤：在恒定压强差下进行的过滤操作。
恒压过滤时，滤饼不断变厚致使阻力逐渐增加。 但推动力ΔP恒定，过滤速率逐渐变小。 对基本过滤方程积分，得
V 2 2VVe KA2
——恒压过滤方程式
表明：恒压过滤时，滤液体积与过滤时间的关系为抛物
化工单元操作任务三_过滤操作技术
从tR到t 时，改为恒压过滤，以免压强过高。
在过滤时间从0到tR 时，计算方法与恒速过滤相同。而从时 间tR 到t 时，得到的滤液量从VR到V，故积分式为：
V VR
V Ve
dV
kA2 p1s
t
dt
tR
积分并将K=2kp1-s 代入得
(V 2 VR2) 2Ve(V VR ) KA2(t tR )
(q2 qR2) 2qe (q qR ) K(t tR )
特别注意：上两式中V为获得的总滤液量，而不是
恒压阶段获得的滤液量。
几种操作方式下的过滤方程
dV
A2 p1s
dt r1x(V Ve )
恒压过滤
(V+Ve)2=KA2(t +t)e
V2+2VVe=KA2t
(q+qe )2=K(t+te) q2+2qqe=Kt
（2）深层过滤 深层过滤示意图
（2）深层过滤
特点 颗粒尺寸远远小于介质孔道的直径，而孔道弯曲细长，颗粒进 入之后很容易被截留。
在惯性和扩散作用下，进入通道的固体颗粒趋向通道壁面并藉 静电与表面力附着其上。
不形成滤饼，而沉积于较厚的过滤介质内部，即过滤是在介质 内部进行的。
二、过滤介质
1、要求特性 （1）多孔性：孔道的大小要适宜。 （2）耐腐蚀性、耐热性：适用于各种物料、工艺。 （3）机械强度：能承受一定的压力。 （4）滤饼易于彻底清除。 （5）价格低廉。
V V 0
Ve d V kA2 p1s
t
dt
0
令K=2kp1-s
V 2 +2Ve V=KA2t
精细化工试验技术 第三章精细化工实验中常见的操作技术 第四节过滤
第三章 精细化工实验中常见的操作技术
一、加热与冷却 二 、搅拌 三、加压与减压 四、过滤 五、回流与分水 六、蒸馏 七、干燥
八、结晶与重结晶 九、萃取 十、升华 十一、离子交换 十二、色谱 十三、离心分离 十四、吸收
精细化工实验中常见的操作技术
四、过滤 实验室常用的过滤介质包括滤纸、滤布、玻璃砂芯等。 滤纸是实验室中用应最多的一种过滤介质。滤纸分为定 性滤纸和定量滤纸。实验中一般用定性滤纸，只有在定量分 析时才使用定量滤纸。 当采用圆锥形漏斗过滤时，滤纸折叠方法有两种，平折 法（图3-10）和褶折法（图3-11图）。滤纸折叠操作分别按 两图从⑴折到⑸即可。平折法适用于普通重力过滤，滤纸表 面光滑，滤渣易于回收，但滤纸的利用率低，过滤速度慢； 褶折法适用于快速过滤，滤纸利用率高，过滤速度快，但滤 渣不易回收。
精细化工实验中常见的操作技术
热过滤中必须注意：第一，常压热过滤时应尽量使用颈 短且粗的漏斗，以防止结晶析出，堵塞漏斗。第二，减压热 过滤时压力不要太低，以防止过滤下游的溶剂蒸发过快，另 外，减压热过滤中必须接缓冲瓶，必要时还要使用冷阱冷却 缓冲瓶以回收蒸发的溶剂。第三，为了防止过滤上游的溶剂 蒸发和热量散失过快，热过滤时可将漏斗口用表面皿盖住。
精细化工实验中常见的操作技术
图中常见的操作技术
图3-11 滤纸褶折示意图
精细化工实验中常见的操作技术
当过滤强氧化性、强酸性和强碱性物料时，必须用玻璃 布、石棉布或无纺布（聚丙烯、尼龙）等代替滤纸。对于非 强碱性悬浮液，也可使用玻璃坩埚或砂芯漏斗等进行过滤。 当过滤含较大颗粒的物料时，可以不用滤纸，而在漏斗的颈 部放不量疏松的棉花或玻璃丝等代替滤纸。
图3-14 褶折滤纸及保温滤液的热过滤
化工单元操作安全技术
【事故经过】（续）
13时21分，在组织T101进料时，操作工再一次错误操作， 没有按照“先冷后热”的原则进行操作，而是先开启进料预热 器的加热蒸汽阀→7分钟后，进料预热器温度再次超过150℃量 程上限→13时34分启动了硝基苯初馏塔进料泵向进料预热器输 送粗硝基苯，当温度26℃粗硝基苯进入超温的进料预热器后 由于温差较大，加之物料急剧气化，造成预热器及进料管线法 兰松动，导致系统密封不严，空气被吸入到系统内（ T101塔为 负压操作），与T101塔内可燃气体形成爆炸性气体混合物→硝 基苯初馏塔和硝基苯精馏塔相继发生爆炸T101塔、T102塔发生 爆炸→与T101、T102塔相连的两台硝基苯储罐及附属设备相继 爆炸，随着火势增强→装置区内的两台硝酸储罐爆炸，并导致 与该车间相邻的55#灌区内的一台硝基苯储罐、两台苯储罐发生 燃烧。
1
化工单元操作 安全技术
化工单元操作安全技术
概述 任务一 加热操作的安全技术 任务二 冷却冷凝与冷冻操作的安全技术 任务三 筛分、过滤操作的安全技术 任务四 粉碎、混合操作的安全技术 任务五 输送操作的安全技术 任务六 干燥蒸发与蒸馏操作的安全技术 任务七 其它单元操作的安全技术（吸收、萃取） 任务八 化工单元设备操作的安全技术（反应器、容器）
4
4
任务一：加热操作的安全技术
一、知识回顾
1.传热——指热量传递的过程。 加热——指将热能传给较冷物体而使其变热的过程。 问1：传热的基本方式有哪3种？哪种传热方式不需要媒介？ 答：热传导、热对流、热辐射。热辐射可在真空中传递。 问2：生产中常用的换热方式有哪些？ 答：有3种，即间壁式换热、混合式换热、蓄热式换热。 问3：列管式换热器有几种？ 答：主要有3种，即固定管板式、U型管式、浮头式换热器。
化工装置中液体过滤的原理和操作指南
化工装置中液体过滤的原理和操作指南液体过滤是化工装置中常见的操作步骤之一，它的目的是去除液体中的杂质和固体颗粒，以保证产品的质量和工艺的稳定性。
本文将介绍液体过滤的原理和操作指南。
一、液体过滤的原理液体过滤的原理基于筛选和吸附两个过程。
首先，通过选择合适的滤材，液体中的固体颗粒可以被筛选出来。
滤材的选择通常基于颗粒的大小和形状，以及液体的粘度和温度等因素。
其次，滤材表面的孔隙结构可以吸附液体中的溶解物质，如有机物和重金属离子等。
这样，液体中的杂质和固体颗粒就可以被有效地分离和去除。
二、液体过滤的操作指南1. 选择合适的过滤设备：根据液体的性质和处理量，选择合适的过滤设备，如滤芯、滤筒、滤板等。
同时，还需要考虑操作的便捷性和经济性。
2. 准备工作：在进行液体过滤之前，需要对过滤设备进行清洗和消毒，以避免交叉污染。
同时，还需要准备好滤材和其他辅助设备，如过滤介质和过滤辅助器等。
3. 调整操作条件：根据液体的性质和要求，调整操作条件，如温度、压力和流量等。
这些参数的合理调整可以提高过滤效率和产品质量。
4. 过滤操作：将待过滤的液体缓慢地注入过滤设备中，以避免过快流速导致滤材堵塞或破坏。
同时，需要控制过滤设备的出口流速，以保证过滤效果和设备的安全性。
5. 滤材更换和维护：随着过滤的进行，滤材会逐渐被杂质和固体颗粒堵塞，影响过滤效果。
因此，定期更换滤材是必要的。
同时，还需要定期清洗和维护过滤设备，以延长其使用寿命。
6. 过滤后的处理：经过过滤后的液体可能还存在一些溶解物质和微小颗粒，需要进行进一步的处理，如沉淀、蒸发和结晶等。
这样可以得到更纯净的液体产品。
7. 安全注意事项：在进行液体过滤操作时，需要注意个人安全和环境保护。
避免接触有害物质和高温液体，同时遵守相关的操作规程和安全指南。
总结：液体过滤是化工装置中常见的操作步骤，它通过筛选和吸附两个过程，去除液体中的杂质和固体颗粒。
在进行液体过滤时，需要选择合适的过滤设备，调整操作条件，控制过滤流速，定期更换滤材和维护设备。
化工原理第三章过滤 ppt课件
PPT课件
5
工业常用的过滤介质主要有
a) 织物介质：又称滤布，包括有棉、毛、丝等天然纤维，玻璃丝 和各种合成纤维制成的织物，以及金属丝织成的网能截留的粒径 的范围较宽，从几十μ m到1μ m。 优点：织物介质薄，阻力小，清洗与更新方便，价格比较便宜， 是工业上应用最广泛的过滤介质。 b)多孔固体介质：如素烧陶瓷，烧结金属．塑料细粉粘成的多孔 塑料，棉花饼等。这类介质较厚，孔道细，阻力大，能截留1～ 3μ m的颗粒。 c) 堆积介质：由各种固体颗粒（砂、木炭、石棉粉等）或非编织 的纤维（玻璃棉等）堆积而成，层较厚。 d) 多孔膜：由高分子材料制成，膜很薄（几十μ m到200μ m）， 孔很小，可以分离小到0.05μ m的颗粒,应用多孔膜的过滤有超滤 和微滤。
RC
Rm
p1
悬浮液
滤饼 过滤介 质 滤液
p2
PPT课件
18
滤液通过饼层的流动
பைடு நூலகம்
dp
de
对于滤饼层内不规则的通道，可以简化成由许多平行的细管
（当量直径为de）组成，细管长度与床层高度成正比；细管内表面 积之和等于滤饼内全部颗粒的外表面积；细管的全部流动空间等
于滤饼内的全部空隙体积。
PPT课件
19
颗粒床层的特性
滤饼(filter cake)： 截留的固体物质。
过滤操作示意图 (滤饼过滤)
过滤介质(filtering medium)： 多孔物质。
滤液(filterate)： 通过多孔通道的液体。
PPT课件
2
一、悬浮液的过滤
（一）两种过滤方式 1. 滤饼过滤 固体含量较高的悬浮液 滤饼过滤过程：
刚开始：有细小颗粒通过孔道，滤液混浊。 开始后：迅速发生“架桥现象”，颗粒被拦截，滤液澄清。 所以，在滤饼过滤时真正起过滤作用的是滤饼本身，
典型化工单元操作过程的安全技术—筛分、过滤操作的安全技术
化工安全技术
筛分、过滤操作的安全技术
2、过滤操作的安全技术要点 当过滤中散发有害的或爆炸性气体时，不能采用敞开式过滤机操作，而要采用 密闭式加压过滤机，并以压缩空气或惰性气体保持压力。在取滤渣时，应先放压 力，否则会发生事故。 在有爆炸危险的生产中，最好不使用离心机而采用转鼓式、带式等真空过滤机。 离心机超负荷运转、时间过长，转鼓磨损或腐蚀、启动速度过高均有可能导致事 故的发生。 当离心机无盖或防护装置不良时，工具或其他杂物有可能落入其中，并以很大 速度飞出伤人。
化工安全技术
目
录
Contents
1 2 3
筛分、过滤操作的安全技术 案例 筛分操作的安全技术 过滤操作的安全技术
化工安全技术
筛分、过滤操作的安全技术
一、案例
1985年11月，辽宁省沈阳市某化工厂发生一起离心机伤人事故，造成一名操 作工重伤。
该厂红矾车间一操作工接班后不久，检查发现离心机排出母液中含有固体物 料，于是切断电源准备处理。但其未待离心机停稳就用铁锹去处理，结果铁锹刮到 离心机上，由于惯性作用被抛出，造成操作工的胃和十二指肠破裂。
化工安全技术
筛分、过滤操作的安全技术
二、筛分操作的安全技术
1、筛分简介 在化工生产中，为了满足生产工艺的要求，常常将固体原材料、产品进行颗粒分
级，而这种分级一般是通过筛选办法实现的。通常筛选按其固体颗粒度（块度）分级， 选取符合工艺要求的粒度，这一操作过程称为筛分。
筛分分人工筛分和机械筛分。人工筛分劳动强度大，操作者直接接触粉尘，对呼 吸器官及皮肤有很大危害，而机械筛分大大减轻了操作者的体力劳动、减少其与粉尘 接触的机会，如能很好密闭，实现自动控制，操作者将摆脱尘害。
化工安全技术
化工单元操作任务三 过滤操作技术74页PPT
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
化工厂装置中的过滤与分离技术原理及操作指南
化工厂装置中的过滤与分离技术原理及操作指南在化工生产过程中，过滤与分离技术是非常重要的环节。
它们能够有效地去除悬浮物、杂质和有害物质，保证产品的质量和安全性。
本文将介绍化工厂装置中常用的过滤与分离技术原理，并提供一些操作指南。
一、过滤技术原理过滤技术是通过物理方法将混合物中的固体颗粒从溶液或悬浮液中分离出来。
常见的过滤技术包括压力过滤、真空过滤和离心过滤。
1. 压力过滤：压力过滤是利用压力差将混合物中的固体颗粒分离出来。
通过将混合物放置在过滤介质上，并施加一定的压力，使溶液通过过滤介质，而固体颗粒被滞留在过滤介质上。
常用的过滤介质包括滤纸、滤布和滤板。
2. 真空过滤：真空过滤是利用负压将混合物中的固体颗粒分离出来。
通过将混合物放置在过滤介质上，并施加负压，使溶液通过过滤介质，而固体颗粒被滞留在过滤介质上。
真空过滤常用于处理高粘度的混合物。
3. 离心过滤：离心过滤是利用离心力将混合物中的固体颗粒分离出来。
通过将混合物放置在离心机中，并以高速旋转，使溶液中的固体颗粒沉积在离心机的壁上，而清洁的溶液则从中心排出。
二、分离技术原理分离技术是将混合物中的不同组分分离开来，常见的分离技术包括蒸馏、萃取和结晶。
1. 蒸馏：蒸馏是利用不同物质的沸点差异将混合物中的组分分离开来。
通过加热混合物，使其中沸点较低的物质先转化为气体，然后冷凝回到液体，从而实现组分的分离。
2. 萃取：萃取是利用溶剂的选择性溶解性将混合物中的组分分离开来。
通过将混合物与适当的溶剂接触，使其中的某一组分更容易溶解于溶剂中，从而实现分离。
3. 结晶：结晶是利用溶解度差异将混合物中的组分分离开来。
通过加热混合物，使其中的某一组分溶解于溶剂中，然后通过冷却或蒸发溶剂，使其重新结晶，从而实现分离。
三、操作指南在进行过滤与分离操作时，需要注意以下几点：1. 选择合适的过滤介质：根据混合物的性质和要求，选择合适的过滤介质，确保过滤效果和产品质量。
2. 控制过滤条件：根据混合物的性质和要求，合理控制过滤的压力、温度和时间，避免过滤介质堵塞或过滤效果不佳。
初中化学过滤操作教案
初中化学过滤操作教案
实验名称：过滤操作
实验目的：
1. 掌握过滤操作的基本原理和方法；
2. 学会使用漏斗和滤纸进行过滤操作；
3. 提高实验操作的技能和实验数据记录的能力。
实验材料：
砂糖水溶液、漏斗、滤纸、玻璃杯、玻璃棒、试管。
实验步骤：
1. 在玻璃杯中加入一定量的砂糖水溶液；
2. 将漏斗插入试管口，将滤纸放置在漏斗内；
3. 将玻璃杯中的砂糖水溶液倒入漏斗中；
4. 等待一段时间，直至溶液完全通过滤纸过滤；
5. 将滤纸上的固体物质取出并放入试管中；
6. 将通过滤纸的溶液收集并记录。
实验注意事项：
1. 操作过程中要小心谨慎，以防发生意外；
2. 滤纸要尽量平整，不要有明显的皱褶；
3. 使用玻璃棒帮助滤液通过滤纸，但要轻柔避免破损。
实验结果：
通过过滤操作，我们成功将砂糖水溶液中的固体物质过滤出来，得到澄清的溶液。
实验总结：
通过这次实验，我们学会了如何进行过滤操作，并掌握了操作步骤和注意事项。
过滤操作是一种常用的分离技术，可以有效地将固体与液体分离开来，为后续实验提供了基础。
在以后的实验中，我们要继续加强实践操作，提高实验技能和数据记录的能力。
化工单元操作——过滤
化工单元操作——过滤
过滤是指使液固或气固混合物中的流体强制通过多孔性过滤介质，将其中的悬浮固体颗粒加以截留，从而实现混合物的分离，是一种属于流体动力过程的单元操作。
液固混合物的过滤在压差（包括重力造成的压差）或离心力作用下进行。
待过滤的混合物称为滤浆，穿过过滤介质的澄清液体称为滤液，被截留的固体颗粒层称为滤饼。
气固混合物的过滤一般在压差作用下进行。
过滤操作的目的有时是为得到澄清的流体，如润滑油或空气的过滤；有时是为得到悬浮的固体颗粒，如结晶时从母液中分离晶体产品；有时则两者兼有。
要领：要做到“一贴、二低、三靠”。
一贴：即使滤纸润湿，紧贴漏斗内壁，不残留气泡;二低1．滤纸边缘略低于漏斗边缘。
2．液面低于滤纸边缘。
（防止液体过滤不净。
）三靠1．倾倒时烧杯杯口要紧靠玻璃棒上。
2．玻璃棒下端抵靠在三层滤纸处。
3．漏斗下端长的那侧管口紧靠烧杯内
过滤方法根据过程的推动力，过滤可分为：
①重力过滤，操作推动力是悬浮液本身的液柱静压，一般不超过50kPa,此法仅适用于处理颗粒粒度大、含量少的滤浆；
②加压过滤，用泵或其他方式将滤浆加压，可产生较高的操作压力，一般可达500kPa以上，能有效处理难分离的滤浆；
③真空过滤，在过滤介质底侧抽真空，所产生的压力差通常不超过85kPa,适用于含有矿粒或晶体颗粒的滤浆，且便于洗涤滤饼；
④离心过滤，操作压力是滤浆层产生的离心力，便于洗涤滤饼，所得滤饼的含液量少，适用于晶体物料和纤维物料的过滤。
过滤设备的种类很多。
通常将实施重力过滤、加压过滤和真空过滤的机器称过滤机；将实施离心过滤的机器，称离心过滤机。
化工单元操作：过滤基本概念
过滤
过滤基本方式
过 滤：以某种多孔性物质为介质，在外力作用下使悬浮液中的液体通过介质
的孔道，而固体颗粒被截留从而实现固液分离的操作。
过滤方式：饼层过滤、深层过滤 饼层过滤
过滤初期，过滤介质孔径可能大于滤浆中 部分颗粒，因此细小颗粒穿过介质造成过 滤初期滤液混浊，当较大粒子在介质表面 形成一层饼层，固体粒子在孔口堆积发生 架桥现象，细小颗粒被截留使得滤液澄 清，初期的混浊滤液应倒回滤浆重新过滤。
架桥现象
饼层过滤发挥作用的是滤饼， 而不是过滤介质。
过滤
过滤基本方式
深层过滤
固体颗粒不形成滤饼，而是进入到过滤介 质内部。常用于量少的细小颗粒悬浮液。
深层过滤发挥作用的是过滤介质
➢ 颗粒以表面力和静电力附着在孔道上 ➢ 固体体积分率＜0.1%的悬浮液，如饮用水的净化
过滤
过滤介质
（1）性能要求 流动阻力小、机械强度高、耐腐蚀性、耐热性
将助ห้องสมุดไป่ตู้剂混在滤浆中一起过滤
（2）常用的过滤介质 ➢ 织物介质 —— 滤布，5～65μm ➢ 堆积介质 —— 如细砂、木炭等(深层过滤) ➢ 多孔固体介质 ——如多孔陶瓷等， 1～3μm ➢ 多孔膜 —— 膜过滤 ，＜ 1μm
过滤
助滤剂
形状
粒状——硅藻土，珍珠岩粉，碳粉或石棉粉等 纤维状——纤维素、石棉等
加入方法
预涂：用助滤剂配成悬浮液，正式过滤前 用它在过滤介质上先形成一层滤饼
化工单元操作-绪论
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物料衡算 物料衡算的基本依据是质量守恒定律。向系统输入的物料质量减
去从系统输出的物料质量等于物料在系统内物料的累计质量，即 ∑mi-∑mo=mA
式中，∑mi----输入系统物料量的总和； ∑mo----输出系统物料量的总和； mA------系统内累计的物理量。
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物料衡算的步骤 (1)划定衡算范围 (2)划定衡算基准(时间基准) (3)列出化学反应式(无化学反应的过程，此步骤略) (4)统一单位 (5)列物料衡算式进行计算
化工单元操作-绪论
单元操作技术课程总体目标
通过本课程的学习，了解化工单元操作过程的流程，认识化工单 元设备的结构及特点，理解化工单元操作过程原理，掌握各化工单元 操作过程的设计、选用和分析的方法，掌握化工单元操作过程物料及 热量衡算的方法，具备化工单元设备操作及维护的能力，具备初步分 析处理生产事故的能力，培养敬业和协作的职业态度和职业行为，提 高遵章守纪、爱护环境等素质，为将来从事化工生产和管理工作打下 坚实的基础。
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只改变物料存在的状态或其物理性质，一般不改变其化学性质，都 是物理过程。按照作用原理的不同，可将其归纳为若干个基本操作过程， 这些基本操作过程称为单元操作(unit operation)。
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单元操作都可分解为动量传递、热量传递、质量传递这三种传 递过程和它们的结合。
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按照单元操作所遵循的基本规律，可将其分为以下三类详细的原理与分类： （1）流体流动过程
00 物理量的单位换算
水在20℃时的导热系数为0.515kcal/(m·h·℃)，试从基本换 算单位开始，将水的导热系数单位换算成国际单位制下单位 W/(m·℃)。
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物料衡算与能量衡算
物料衡算与能量衡算是进行化工过程分析计算的基本手段。任 何生产过程都是各个单元操作的协同作用过程，要分析和确定过程 中各股物料的数量、组成之间的关系及保证工艺过程的顺利实施中 需要的能量供给和释放，必须对过程进行物料衡算和能量衡算。
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厚度为1m 的滤饼层时所产生的压强降；
比阻反映了颗粒特性(形状、尺寸及床层空隙率)对滤液流 动的影响； 床层空隙率ε 愈小及颗粒比表面a愈大，则床层愈致密， 对流体流动的阻滞作用也愈大。
5、过滤介质的阻力
通常把过滤介质的阻力视为常数，仿照滤液穿过滤饼层的速 度方程则可写出滤液穿过过滤介质层的速度关系式：
较低的流体阻力。
2、具有化学稳定性。 3、在操作压强范围内具有不可压缩性。
常用的助滤剂：硅藻土、珍珠岩、石棉、炭粉等。
三、 过滤的基本理论
1 、 滤液通过饼层的流动 dp de
对于颗粒层中不规则的通道，可以简化成由一组当量直径 为de的细管，而细管的当量直径可由床层的空隙率和颗粒的
比表面积来计算。
饼则被压紧，使单位厚度滤饼的流动阻力增大，此类滤饼称 为可压缩滤饼。
助滤剂：对于可压缩滤饼，为了使过滤顺利进行，可以将
质地坚硬而能形成疏松滤饼的另一种固体颗粒混入悬浮液或 预涂于过滤介质上，以形成疏松饼层，使得滤液畅流，该种 颗粒状物质就称为助滤剂。
助滤剂的基本要求：
1、能形成多孔饼层的刚性颗粒，使滤饼有良好的渗透性及
滤液通过饼层的流动常属于层流状态，可以仿照p28 第一 章流体力学的泊稷叶公式 (Poiseuille)来描述滤液通过滤饼的流 动，则滤液通过饼床层的流速与压强降的关系为：
u
d1 2 p c 32 l
式中 u —滤液在滤饼孔道中的平均流速，m/s；
l —滤饼孔道的平均长度 m；
d1 —滤饼孔道的平均直径，m； μ — 滤液黏度，Pa·s;
滤浆： 原悬浮液。 滤饼： 截留的固体物质。 过滤介质： 多孔物质。 滤液： 通过多孔通道的液体。
过滤操作示意图 (滤饼过滤)
过滤的分类
按料液流动方向不同，过滤可分为常规 过滤和错流过滤。常规过滤时，料液流 动方向与过滤介质垂直；错流过滤时， 料液流动方向平行于过滤介质。 按操作压力不同，可分为常压过滤、 减压过滤和加压过滤。 按过滤方式的不同，有表层过滤和深 层过滤。
pm dV Adt r ' Le
式中 Δpm—— 过滤介质上、下游两侧的压强差，Pa； Le —— 过滤介质的当量厚度，m。 由于很难划定过滤介质与滤饼之间的分界面，更难测定分 界面处的压强，在操作过程中总是把过滤介质与滤饼联合起来 考虑。
Δ pc —滤液在滤饼层上下游间的压力差，pa；
阻力与压强降成正比，因此可认为上式表达了过滤操作中 滤液流速与阻力的关系。
3、过滤速率
过滤速度: 单位时间内通过单位过滤面积的滤液体积，
dV 与u成正比，滤饼厚度L与l成正比。 Adt dV 3 过滤速率: 单位时间内获得的滤液体积，m /s。
m3/m2s。
滤饼的压缩性和助滤剂
随着过滤的进行，滤饼的厚度增大，滤液的流动阻力亦逐
渐增大，导致滤饼两侧的压强差增大。滤饼的压缩性对压强差
有较大影响。
不可压缩滤饼：若颗粒由不易变形的坚硬固体组成，则当
压强差增大时，滤饼的结构不发生明显变化，单位厚度滤饼 的流动阻力可视作恒定，这类滤饼称为不可压缩滤饼。
可压缩滤饼 ：若滤饼为胶体物质时，当压强差增大时，滤
2 、颗粒床层的特性
颗粒床层的特性可用空隙率、当量直径等物理量来描述。
空隙率：单位体积床层中的空隙体积称为空隙率。
床层空隙体积 床层总体积
式中 ε——床层的空隙率，m3/m3。
比表面积：单位体积颗粒所具有的表面积称为比表面积。
颗粒表面积 a 颗粒体积
式中 α——颗粒的比表面，m2/m3。
（一）过滤基本方程
任务三 过滤操作技术
任课教师：苏小莉
任务三 过滤操作技术
过滤的原理 过滤介质 过滤的基本理论 影响过滤的因素 过滤设备
一、过滤的原理
利用多孔性介质(如滤布)截留固-液悬浮 液中的固体粒子，进行固-液分离的方 法称为过滤。其中多孔性介质称为过滤 介质；所处理的悬浮液称为滤浆；滤浆 中被过滤介质截留的固体颗粒称为滤饼 或滤渣；通过过滤介质后的液体称为滤 液。驱使液体通过过滤介质的推动力可 以是重力、压力或离心力。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、过滤介质分类
（1）织物介质（滤布）
组成：天然或合成纤维、金属丝。 形式：编织的滤布、滤网。 优点：价格便宜，清洗及更换方便。 作用：可截留颗粒的最小直径为5～65 m。
滤布
（2）多孔性固体介质
组成：素瓷、烧结金属、玻璃、塑料细粉粘结而成的
多孔性塑料管。
作用：能截留小至1～3 m的微小颗粒。
颗粒尺寸远远小于介质孔道的直径，而孔道弯曲细长，颗粒进
入之后很容易被截留。
在惯性和扩散作用下，进入通道的固体颗粒趋向通道壁面并藉
静电与表面力附着其上。
不形成滤饼，而沉积于较厚的过滤介质内部，即过滤是在介质
内部进行的。
二、过滤介质
1、要求特性
（1）多孔性：孔道的大小要适宜。 （2）耐腐蚀性、耐热性：适用于各种物料、工艺。 （3）机械强度：能承受一定的压力。 （4）滤饼易于彻底清除。 （5）价格低廉。
（3）堆积介质
组成：固体颗粒（砂、活性炭、木炭、石棉粉）
或非编织纤维（玻璃棉等）堆积而成。
作用：一般用于处理含固体量很少的悬浮液
如水的净化处理等。
过滤介质的种类
①滤纸。 常用滤纸的孔径为1～7µm。 ②脱脂棉。 适用于口服液体制剂的过滤。 ③织物介质。包括棉织品纱布、帆布等。 ④烧结金属过滤介质。 ⑤多孔塑料过滤介质。 ⑥垂熔玻璃过滤介质。 ⑦多孔陶瓷。 ⑧微孔滤膜。
过滤方式
（1）滤饼过滤
滤饼的形成：与过滤介质独立。
不断增厚的滤饼称为对之后的颗粒起主要截留作用的介质。
滤液开始变清。
同时，由于过滤阻力逐渐增大，过滤速率逐渐减小。
操作初期的浑浊滤液：滤饼形成后返回重滤。 过滤介质：支撑滤饼作用。
（2）深层过滤
深层过滤示意图
（2）深层过滤
特点
dt
d1 pc dV 引入比例因数K’过滤速度为： K 'u K ' Adt 32L
1 d1 另： K ' r' 32
2
2
则有： dV pc Adt r ' L
式中 V —— 滤液量，m3； t —— 过滤时间，s； A —— 过滤面积，m2。 r’—滤饼参量，m-2
4、比阻r