[其他]滤饼的形成和干燥工艺方法

说明书

本发明涉及一种多孔滤饼的形成和排除水份或干燥工艺方法，此滤饼是由过滤介质上各个固体粒子构成的，其方法是将一种流体作用于滤饼，和处于过滤介质后面的滤液相比具有压差。

形成滤饼进行过滤的方法可用于淤泥和泥浆分离以及类似过程中对诸如矿石、煤等原料的准备和处理。通常将过滤介质浸没在悬浮液中将其过滤，例如介质为一种单纤维结构或多纤维结构或一种滤布，并使固体粒子沉积在过滤介质上形成滤饼。现在一般所用滤布的孔径要比大部分悬浮液固体粒子大得多，以致在沉淀开始时固体粒子会穿过过滤介质，这是不合乎需要的，务必使穿过的粒子尽可能少。在固体粒子已贴附到过滤介质一定时间后，所生成滤饼的孔隙或毛细管比过滤介质的更为窄小，因此就阻止以后更小固体粒子穿过，这时滤饼本身就起着过滤作用。

过滤后将悬浮物形成的滤饼进行干燥。真空过滤时通过滤床抽吸某种流体，例如另一种液体或气体，最好是空气，使其通过滤床。在压滤情况下则采用压滤。滤饼的粗毛细管由于吸力较弱，故水份一开始先从滤饼的最大毛细管中排除，而后从滤饼的吸力较强的细毛细管中排去水份。这种干燥过程继续到滤饼达到必要的剩余水份含量为止。在干燥较窄小的毛细管时，干燥流体已流过空而较大的毛细管，并流过过滤介质，因此只能在部分压强单位保持其位压，同时能量消耗增加。干燥流体在干燥时间内通过滤饼的流量是衡量过滤过程中经济的度量。尤是超微细粉末多的滤饼或可压缩的滤饼在排出水份时容易破裂，裂纹从滤饼表面一直延伸到过滤介质，造成相当多的干燥流体流量，因此得到的压力差会消耗很大的功和流量，这是很不经济的。

为了减少滤饼破裂，可将过滤介质再分成许多过滤表面，在每个过滤表面之间放一较宽的隔板，这样就可使由于毛细管力在滤床中发生的拉力可靠地转移到特定的隔板上，滤饼在该处的收缩可使拉力分解或减低。但这种方法有缺点，因为隔板使过滤面积大为减少。故又试图用隔膜或隔板来干燥滤饼。隔板主要是用烧结玻璃或陶瓷过滤板构成。但也有缺点，由于其厚度和特性，其流动阻力可高到工业应用不可能。由于不可避免的高压力差，只能采用压滤，由于采用真空过滤，考虑到液体的蒸汽压只能达到0.8至0.9巴的压力。

另一种不利因素是悬浮液含有溶解的盐类。滤饼除去悬浮液后，一般是气体的干燥流体流过滤布。但因悬浮液已没有蒸发热焓，这种气体可使滤布干燥并冷却。由于气流在滤床上膨胀，按气体状态定律会发生进一步冷却。溶解的盐类就结晶析出，使滤布渐渐堵塞，不久就不再有过滤效果。

本发明提供的工艺方法和装置是用压差低的、没有或只有微量流过过滤介质，可经济地从滤饼中除去水份。

按上述的工艺过程，这一难题可以解决，其中采用一种过滤介质，其毛细管对流体的吸入力高于滤饼的吸入压力，并使流体的过滤压力至少要稍高于滤饼的毛细管的吸入压力，且等于或低于过滤介质的毛细管吸入压力。

作为详细的工艺过程条件的函数有：例如孔隙直径、悬浮液对过滤介质的润湿性、过滤介质和液体表面之间的接触角、液体表面张力、温度等。过滤介质的毛细管吸入压力要大于滤饼的毛细管吸入压力。

应用于流体的过滤压力要大于滤饼的毛细管吸入压力，但小于过滤介质的毛细管吸入压力。悬浮液体通过过滤介质从滤饼排出。首先是最粗的毛细管，而后是较细的毛细管得以干燥。本方法的优点是：在从最粗粒子中排除水份后，就不再有流体流过过滤介质，因为过滤介质的吸入压力对流体来说是太大了。因此要保持所采用的压力差，因为没有干燥流体流过，因而，与过滤介质背后的压力相比也没有减少。

在滤饼中形成的龟裂也不多，因为流体穿透龟裂处，只不过流到过滤介质表面，并不流经过滤介质，因此可保持流体的压力性能，因此滤饼可进一步干燥。

此外，溶解有盐类的悬浮液不再产生结晶析出，因为此时只有悬浮液流经过滤介质，干燥流体没有流过去，所以该流体不再干燥过滤介质或冷却过滤介质微孔，而是从会堵塞孔隙的溶解盐类中析出结晶。

为了完成本工艺过程，本发明使用了一种有过滤介质的装置，该过滤介质浸没于悬浮液中，而将固体粒子截留在过滤介质表面，在过滤介质从悬浮液中露出并干燥后，用一个卸料器将固体粒子从过滤介质上去除，也可用一个清理装置，使过滤介质上没有沉积的固体粒子。园盘式过滤器、鼓式过滤器或带式过滤器主要是用于滤饼成形过滤结构。