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过滤方式有哪些

日期：2020/7/21浏览：963次

摘要：液固过滤过程中能耗与物耗相当可观，对我国节能减排任务的负面影响不可忽视。本文特地分析了四种常见的过滤方法（循环过滤，多级过滤，真空过滤与错流过滤）的高能耗与三种常见的过滤装置与方法（手动板框压滤机，分散的深层过滤器与助滤过滤）的高物耗的概况，并简单叙述了改造的大致方向。

关键词：循环过滤、多级过滤、助滤过滤、澄清度、滤饼过滤、澄清过滤

不可再生的能源与资源日益枯竭，气候与环境日益恶化，人口数量日益增加，如果我们还不认真，还不坚决执行节能减排，节能减耗，节能增效的国策，不把低炭绿色经济作为各行各业的最高准则，那我们是在加速自挖坟墓，加速地球早日毁灭。为了能贯彻节能减排的要求，各行各业必须摸清本行业的能耗与物耗的现状，在此基础上，能否找到节能减排的途径。

液固过滤是各工业生产，尤其化工，制药，食品，冶金，能源，电子，矿山，机械及环保等工业部门不可缺少甚至量大面广的单元操作，有的还是关键操作，因此，工业生产上的液固过滤操作中的能源消耗与资源消耗相当大。长期的不严密设计与粗放操作，长期的企业管理中，能耗指标与物耗指标不重视，不考核，养成大家对高能耗与高物耗的现状熟视无睹，习以为常。尚未看到有人对各种过滤装置的能耗与物耗作系统与详细技术经济分析，找出哪些能耗与物耗是必须的消耗，哪些是额外的或多余的消耗。现在，残酷的现实迫使我们要作这方面的统计与分析。这需要专门的人才与研究课题。作者只是精密微孔过滤技术的研发者，由于从事研究、开发及推广应用已有四十多年，与各种企业接触多了，对各企业已经应用的各种过滤装置有一定了解，为了响应节能减排的要求，特对几种常见的过滤技术的能耗与物耗的状况作一初步分析，目的是引起管理部门与广大过滤技术工作者关心这些问题，研究这些问题，使工业生产上过滤操作中高能耗与高物耗的现状有所改善，有较大幅度的下降。

一、几种常见的过滤技术的能耗分析：

所有的过滤技术通过特定的过滤机来执行。所有的过滤机由特殊的机体结构与过滤滤材两部分组成。工业生产上的过滤机的机体结构很多，过滤滤材的种类也不少。这些机体结构与滤材的应用历史都相当久，因此现在所使用的各种过滤技术都属于实用技术。但是如用低炭与绿色经济来评判，用节能减排，节能减耗与节能增效来对照，就可发现，现在许多被认为是正常的，可行的，实用的过滤技术应尽速革新，不然，当前的不少过滤技术就成为能源与资源的 “败家子技术”。“循环过滤”，“多级过滤”，“真空过滤”及“错流过滤”就是典型的多能耗技术。

（ 1 ）循环过滤：现在工业生产上大多数过滤机，当过滤操作启动后，并不能立即得到澄清度合格的滤液，往往需将滤液全部返回重新过滤。如果这种循环过滤一次至二次，这也许属正常操作，因为不少过滤机的滤液出口管道上常会残留少许悬浮物，利用滤液循环过滤一二次，可将这些残留固体去除。但是目前大量企业选用滤材前，未作科学试验与计算，仅作粗浅估算，甚至盲目选择，导致过滤滤液的澄清度低，无法满足生产工艺要求。为了提高澄清度，几乎所有企业都采用循环过滤这一方法，循环一至二小时已成为正常操作，有的甚至循环三至四小时。不计能耗，不计劳动生产率，用长时间的循环过滤的方法来提高滤液的澄清度已成为大多企业一个常规手段。

如果某种物料中固体颗粒极细，没有一个较好办法能一次高效过滤，而长时间的循环过滤能解决其澄清度，这是不得已而采用的办法。对绝大多数物料，只要放弃粗放设计与粗放操作，完全可以做到 “不循环”或“极短时间循环”。

全国工业企业每天过滤的液体量极大，每天究竟循环多少液体？循环多少时间？根本没有统计数据，但其数量必定是天文数字。单举全国氯碱工业，据说今年产量可达三千万吨，每产 1 吨烧碱，电解所需的盐水每小时为十多吨，三千万吨烧碱，每小时所需的盐水为三亿吨，这些盐水电解前需作一至二次精过滤。因此单氯碱的盐水每小时至少需精滤三亿吨。全国化工，制药，食品，冶金，矿山，环保等部门，产品非常多，有的产量非常大，每小时需过滤的液体总量至少为几千亿米 3 以上。由于大多数企业液体过滤的滤材至今绝大多数仍用很传统甚至很落后的滤材，都需要长时间的循环过滤，其滤液质量才能达到工艺要求。大多企业每天循环时间至少为 1 小时，有的超过 2 小时。

液体过滤的动力有加压与真空两大类。加压操作有气压与泵压两种，泵压中采用离心泵最普遍，从中进行循环过滤也最简便。因而凡是采用离心泵进行加压过滤的几乎都进行循环过滤。离心泵加压过滤时，其能耗可按下式计算：

(KW) ………………………………………（ 1 ）

式 (1) 中：

Q ——液体流量（米 3/ 秒）

H ——泵的扬程（米）

——液体的密度（公斤 / 米 3 ）

——离心泵的效率，对大型离心泵， =0.8

如果每小时过滤一亿米 3 ，则 Q=27777.8 米 3/ 秒。当循环过滤时，其起动扬程一般为 5 米，最后为 25 米，平均 H=15 米，对大多数液料，其密度为 1000 至 1100 公斤 / 米 3 ，一般可取 =1050 公斤 / 米 3 ，对大型离心泵， =0.8 。将以上数据代入式（ 1 ），得出 1 亿米 3 料液，每天循环 1 小时，其所耗功率 N=5361533.4KW ，即每天循环 1 小时，多耗功率 536 万千瓦，每天循环 2 小时，则多耗功 1072 万千瓦。如果全国有 1 千亿米 3 料每天循环 1 小时，每天多耗 53.6 亿千瓦电力，如果每天循环 2 小时，每天多耗 107.2 亿千瓦电力。上面只是初步估算。实际情况是国内企业长时间循环过滤非常普遍，许多企业将此作为经典操作手段，其能耗的浪费可能远远超过我们的估算。

（ 2 ）多级过滤：

对一些质量要求很高的工业部门，如药品，食品，微电子等，为了确保产品质量万无一失，在液体过滤工序中，需设多道防线，即使前一级的液体的澄清度已满足，往往后面再加一至二级精度更高的精过滤，目的使产品出现纰漏的概率消失至零。但是许多企业将这一特殊产品的特殊处理方法移植到含固量多的滤饼过滤操作中。先用一至二级粗级过滤或其他分离方法将绝大多数较粗固体先去除。剩下只剩极少量的细颗粒再用效率很高的精过滤。以为这样多级串联过滤既确保好的滤液质量，又能以较小的过滤面积获得大量的固体滤饼。这种不了解液固过滤基本知识的方法，往往并不能达到希望者的初衷，甚至适得其反，弄巧成拙。作者遇到相当多的案例，本来一台原设计的过滤机，其滤液的澄清度与处理能力都能胜任，只是由于原料液含固量较多，每天需几次卸除滤饼，几乎操作稍麻烦些。为了减少卸滤饼的次数，就在该过滤机之前，增加一级预处理机，有的采用重力沉降，有的用离心机（如卧式螺旋离心机），有的用加压过滤机或真空过滤，前级去除 95% 以上甚至 99% 的固体，剩下 5% ，甚至 1% 的固体再用原来的过滤机，以为原料液固体已大幅减少，再用这一台过滤机，就轻而易举地完成剩下的固体的过滤任务。结果却是，别说一台过滤机，再把过滤面积放大几倍，也往往难以胜任。

为什么会发生这种“不可思议”的“怪事”呢，只要用“滤饼过滤”的基本理论，就可一目了然。

假设料浆中固体颗粒为不可压缩固体，按不可压缩滤饼过滤的基本理论，滤饼过滤的平均滤速可按下式计算：

………………………………（ 2 ）

式（ 2 ）中：

W ——滤液的平均滤速（米 3/ 米 2 ·小时）

Rm ——滤材的阻力（ 1/ 米）

△ P ——过滤压差（公斤 / 米 2 ）

μ——滤液粘度（公斤 / 米·秒）

t ——过滤时间（秒）

α——滤饼层的平均比阻（ 1/ 米 2 ）

c ——滤饼体积与滤液体积之比（——）

当 Rm ，△ P ，μ， t 不变时， W 仅与（α· c ）有关。

如采用二级过滤，经第一级过滤后， c 可大幅减少，第二级过滤时，如形成的滤饼的α仍等同于第一级过滤的α，则第二级（α· c ）会大幅减小，按式（ 2 ）计算，第二级的 W 会大幅增加。实际上，希望第二级的α等同于第一级的α，这是不可能的，因为第一级过滤后，料液中的粗的或较粗的颗粒都被滤除，剩下的都是细的，这些细颗粒组成的滤饼，其α会大幅增加。

根据 Kozeny-carman 公式，各种颗粒堆积层的比阻的计算式为：

…………………………（ 3 ）

式（ 3 ）中：

J ——与颗粒层固体颗粒形状有关的系数（——）

S0 ——颗粒层的比表面积（米 2/ 米 3 ）

ε——颗粒层的孔隙率（——）

颗粒堆积层中的孔隙率 ε可用下式计算：

…………………………（ 4 ）

式（ 4 ）中：

B ——颗粒层的堆积密度（克 / 公分 3 ）

Y ——固体颗粒的真密度（克 / 公分 3 ）

颗粒堆积层的比表面积 S0 与平均颗粒粒径 d0 存在以下关系：

………………………（ 5 ）

式 (5) 中 :

d0 ——颗粒堆积层中固体颗粒的平均粒径（米）

Ω——颗粒的球形度（——）

将式（ 4 ）与（ 5 ）代入式（ 3 ），则α的计算式成为：

………………………（ 6 ）

令 ………………………………与颗粒形状有关的系数，

则式（ 6 ）成为：

………………………（ 7 ）

颗粒层的平均粒径有多种，有按重量分布的平均粒径，有按面积分布的平均粒径，有按直径分布的平均粒径，有按个数分布平均粒径。作为滤饼比阻计算，应是按个数分布的平均粒径。

颗粒层的堆积密度 B 也与 d0 有关， d0 愈小， B 愈大。 B 与 d0 成何种定量关系，目前尚无人研究，但至少成一次反比关系。分析式（ 7 ），可以看出，α与 B 已成为五次方正比关系。如果 B 与 d0 至少为一次方反比关系，那α与 d0 至少成七次方反比关系。

假如二级过滤中前一级已将固体颗粒去除 90% ，则第二级的 c 几乎只有原来的 10% ，但颗粒中 d0 一般会减少 1/3 （假如第一级的 d0=2 微米，至第二级 d0=0.67 微米），如果比阻与 d0 成七次方反比，则α增加 37=2187 倍，α· c 增加 218.7 倍。根据式（ 2 ）计算，平均滤速减少了 1/14.8 ，即滤速只有原来 6.76% 。采用二级过滤，第一级将固体去除了 90% ，固体只剩下 10% ，但滤液体积减少不多，仍有 90% 以上的滤液需通过第二级过滤，而第二级的平均滤速已降至原来的 6.75% ，需第二级过滤面积增加 15 倍，否则无法过滤。

因此，采用二级或更多级的多级过滤，徒增加能耗与物耗，徒增加成本，对改善过滤操作毫无好处。

（ 3 ）真空过滤：

真空过滤在工业生产上应用很广泛，尤其连续鼓式，连续转盘式与连续带式的真空过滤机应用非常普遍。除非某些易挥发性物料或有严重腐蚀性物料不适宜，对大多数颗粒大于 10 微米的物料，连续真空过滤机很实用，很方便。连续真空过滤需要三种能耗，一是液固过滤本身能耗，二是过滤机连续转动时的机械传动能耗，三是产生真空系统的能耗。第一与第二项能耗都很小，只有第三项能耗很高，但是很少有人关注真空过滤的能耗为什么相当高？

真空系统的能耗除了少量用于液固过滤本身的能耗外，主要消耗于产生真空与维持真空这两方面。产生真空的能耗即是将欲承受滤液的真空容器在过滤起动前从常压状况抽至真空状态所需能耗；维持真空的能耗是在正常过滤时，为了维持真空容器所需的真空，并使过滤滤液顺利进入真空容器，要将与滤液等体积的真空容器内残余气体抽出并压缩与排至大气所消耗的能耗。

抽真空所需的能耗应按气体单级绝热压缩功率计算：

（千瓦） …………………………（ 8 ）

式（ 8 ）中：

P1 ——吸入气体的压力（公斤 / 公分 2 ）（绝对压）

V ——吸入状态下气体的体积流量（米 3/ 分）

P2/P1 ——气体压缩比

K ——气体绝热指数对空气 K=1.4

将真空容器从大气状态抽至真空状态， P1 是不断变化的，，从大气压（ P2 ）逐渐减少至最后达到真空状态（ P1 ），应将式（ 9 ）以变量 P1 进行积分，最后得到产生真空的能耗公式为：

（千瓦） …………（ 9 ）

维持真空的能耗按式（ 8 ）计算。

假如某一连续真空过滤机，每小时过滤滤液量为 60 米 3/ 时，则 V=1 米 3/ 分，真空过滤时， P1=0.05 公斤 / 公分 2 （绝对压为 1.05 公斤 / 公分 2 ），大气压力 P2=1 公斤 / 公分 2 ，压缩比 P2/P1=1/0.05=20 ， K=1.4 ，假如真空泵效率为 0.75.

按式（ 8 ）计算，其维持真空能耗为 10.8 千瓦。

按式（ 9 ）计算，其产生真空能耗为 10.9 千瓦。

液固过滤本身能耗不高（按 H=9.5 来算， Q=60 米 3/ 时 =0.017 米 3/ 秒，η =0.75 ），以离心泵功率计算，其过滤本身能耗只有 2.1 千瓦。

如不考虑连续真空过滤机机械运动能耗，其过滤本身能耗与真空系统能耗总计为 23.8 千瓦，过滤本身能耗只占 8.8% ， 91.2% 能耗都是真空系统的能耗。真空系统能耗共为 21.7 千瓦，如果每天过滤 20 小时，每天真空系统能耗为 434 千瓦，全年（按 330 天计）消耗 14.33 万千瓦。如果每年这种真空过滤机有一万台，则全年多耗电为 14 亿度电。如果全国这类过滤机有十万台，全年就多耗电为 140 亿度电。

（ 4 ）错流过滤：

如果物料中固体颗粒非常细，都小于 0.1 微米，形成滤饼，其比阻非常大，以致滤饼过滤时的平均滤速非常小；由于颗粒细，颗粒表面能大，颗粒与滤材之间的粘合力也相当大。对于这类物料，为了使其能获得较满意的平均滤速，无滤层的错流过滤方法就为许多人选用。料浆在滤材表面高速流动，可将过滤时形成的滤饼层及时冲刷掉，可使平均滤速大幅提高。料浆在滤材表面的线速度必须很高，一般要超过 5-10 米 / 秒。颗粒愈细，线速度愈大。料浆高速流动要耗很大的能量。其实只有在滤材表面附近一层的高速流动的能耗是有效能耗，离表面稍远的高速流动的能耗均是无效能耗。

错流方法最先用于超滤，纳滤，反渗透等均相分离的操作中，为减少均相膜表面附近的浓差极化而采取的措施。由于料液中没有固体颗粒，两相邻膜之间的间隙可以非常小，因而无效能耗也非常少。此方法如用于含有一定量细颗粒的非均相过滤，两滤材之间的空间不可能非常小，否则该空间会被浓缩后的细颗粒堵塞，因此非均相分离的错流过滤器很少制成易堵塞的卷膜式，绝大多数制成不易堵塞的管束式。

错流管束过滤器只能起增稠左右，不能产生较干滤饼。过滤管直径必须很小，其无效能耗才较少。这类过滤器的单位体积内可获得很大的过滤面积。但无论直径多小，其无效能耗比过滤本身能耗都要大很多倍。

例如一台过滤面积为 50 米 2 的错流管束过滤器，如果过滤管内径为Φ 4 毫米，长为 1 米，过滤机内管数为 3979 根，如要保持料浆在过滤管内的平均流速为 6 米 / 秒，料浆的循环流量必为 1080 米 3/ 时。如果料浆在过滤管进出口压差为 0.1Mpa ，假如循环离心泵的效率为 0.8 ，按公式（ 1 ）计算，其循环泵每小时的功率为 36.8 千瓦，每天 882 千瓦，全年（按 330 天计）需耗功率 29 万千瓦；如果将过滤管内径制为Φ 2 毫米，这么细难制成 1 米，只能制成 0.5 米，一台 50 米 2 的错流过滤器需安装 7958 根过滤管。由于过滤管内孔太细，需将料浆在过滤管的平均滤速提至 10 米 / 秒，循环流量为 900 米 3/ 时，如过滤管进出口压差需为 0.13Mpa ，其每小时能耗近 40 千瓦，每天 960 千瓦，全年近 32 万千瓦。

一台 50 米 2 的管束型错流过滤器，如过滤超细的小颗粒，其平均过滤滤速最多只有约 1 （米 3/ 米 2 ·小时），总的滤液量也只有约 50 米 3/ 时。过滤时过滤管内外压差约 0.1Mpa ，其过滤本身能耗也只有 1.36 千瓦。如果泵效率为 0.8 ，实际过滤本身能耗只有 1.7KW 。全年只有 1.35 万千瓦电耗，而采用错流方式，虽提高了平均滤速，而循环能耗却比过滤本身能耗高 20 多倍。

从减排效果看，高精度的错流过滤器是一种很高效的过滤器。可遗憾的是它的高效与减排是建立在高耗能的基础上。除非细颗粒 100% 是小于 0.1 微米的微粒，暂时还找不到更好的方法而不得不采用错流过滤。如果颗粒稍微大些，应尽可能用更节能的过滤方法。

二、几种常用的过滤装置与过滤方法的物耗分析：

某些常见的过滤装置与过滤方法，其直接能耗虽不高，但间接能耗却不低。这就是一些高物耗的过滤装置与过滤方法。

（ 1 ）低效又多耗材的手动板框压滤机或厢式压滤机：

板框压滤机（包括厢式压滤机）是一类有一百五十年历史的古老过滤机，结构简单，操作容易，占地面积小，过滤面积大。自采用增强聚丙烯作基础材料，防腐性能明显提高，价格又相对较低，因而在我们这类发展中国家获得大规模推广应用；自增用弹性皮膜挤压滤饼的技术后，明显降低能耗，又进一步扩大其应用领域。

目前板框压滤机，尤其大量手动板框压滤机存在的突出问题是其滤材均选用编制的柔性滤布或非编织的柔性滤毡。由于滤布的孔径比较大，过滤效率较低，过滤起动后需要长时间的循环过滤，即使是毛细孔径较小的非编制的滤毡，如遇到平均粒径为 1 微米的细颗粒，仍需相当长时间的循环，只是循环时间比编制滤布要短一些。严重的弊病是这些滤布或滤毡使用寿命很短。连续寿命绝大多数不超过半年，还有不少企业，寿命不超过三个月。短寿命的原因除部分是机械损坏，大多是由于滤布或滤毡被细颗粒堵塞后无法用物理再生，而循环过滤液最易导致严重堵塞。滤布或滤毡目前价格虽不太贵，但却需大量化工原料与能耗加工而成，加工过程又易伴生环境污染问题。全国手动板框或厢式压滤机至少有十多万台在使用。每年易耗的滤布或滤毡肯定是个天文数字，只是目前还无人作这方面统计。每年大批的废弃滤布或滤毡，虽可部分回收这些废物，但其资源成本，能源成本与环境成本是触目惊心的。

除了板框压滤机等过滤机所用的滤布与滤毡是短寿命的易耗品，某些澄清过滤滤材，如喷融滤芯，滤纸或滤膜折叠滤芯等滤材都是一次性使用的易耗品。虽然每个过滤器内滤芯不多，但这种滤芯的应用面极广。由于均无法再生，每年消耗量也是天文数字。

（ 2 ）分散型滤材的深层澄清过滤器：

分散型滤材有分散颗粒型（如石英砂，无烟煤粒，泡沫微球等）与分散纤维型（如纤维球与纤维束等）两大类。这些分散滤材主要用于澄清过滤。滤材层厚度相当厚，一般达 1 米左右。这些过滤器是传统古老的装置，尤其颗粒型，从古代就已存在。分散型滤材的深层澄清过滤器结构简单，造价低，操作容易。滤层内容渣量很大，料液经过过滤层，其液体线速度也很大，因而这类过滤器的处理能力均很大。这些深层过滤器的滤材基本均可长期使用，寿命相当长，每年消耗量相当少。

分散型滤材的深层澄清过滤器虽有这么多优点，却不属节能减排型，因为这些滤器有两大致命伤。第一，由于深层滤器内滤材相当厚，层中孔隙中积留大量细颗粒，这些细颗粒大多与滤材粘吸在一起。物理再生时，需用相当动力的清洗液对过滤器内的滤材层进行剧烈搅动与翻腾，才能将滤材层内的细颗粒与滤材分开，随清洗液流走。翻动时须剧烈，时间要长，不仅这翻动的动力消耗大，清洗液消耗量更大。一般再生清洗液的耗量可达过滤液的 10-20% 。如果回用这清洗液，需另设置高效精密滤饼过滤器，其所能过滤的滤饼量就是深层过滤层内全部截留的细颗粒。由于颗粒相当细，此清洗液过滤器投资费与动力费都不小。如果清洗液不回收，直接排放，将造成严重环境污染。尤其当分散滤材的的深层过滤器过滤的料液不是中性液体，而是酸性，碱性或其他有毒有害液体，将会对环境造成严重破坏。第二个致命伤是此类过滤器过滤效率不稳，尤其当固体颗粒是较粘性物料，或者经较长时间过滤，滤层内会产生一些粘附性物质，就会在分散滤材中局部发生“板结”现象。滤层内多处产生板结就会导致整个滤层产生“局部沟流”，以致整体过滤效率大幅恶化。

（ 3 ）助滤过滤：

对难滤物料，投加固体助滤剂助滤，是一种很普遍很传统的方法。助滤分为“表面预涂助滤”与“本体助滤”两种。前者为提高过滤精度与过滤效率，又可改善滤饼的卸除效率；后者为改善滤饼层的孔隙率，提高平均滤速。前者的操作相对麻烦；后者操作简便。对许多难滤物料，两种助滤方法均同时使用。

固体助滤剂有两大类。一类是地矿产品，如硅藻土，珍珠岩（石棉、滑石粉也可被用作助滤剂），另一类是植物加工产品，如纤维素、炭粉等。助滤剂是一次性使用的易耗品，很少有人使用后进行再生与复用。地矿产品是不可再生资源，只会愈来愈少；植物加工产品是可再生资源，但加工过程的能耗、物耗及对环境的破坏要比地矿产品高。

固体助滤剂只能用于只要滤液，不回收固体滤饼的那类物料。如固体颗粒非常细，非常粘，滤饼的压缩性很大，对这类难滤物料，加固体助滤剂，是一种比较简便又有效的方法，因而这技术在工业生产上应用很普遍，助滤剂的消耗量相当大。但从节能减排，低炭经济，保护地球等要求来评判，采用助滤剂助滤却是耗能耗材的技术。根据大量应用研究，助滤剂的最佳投加量应与被过滤的固体重量相等。按这一指标去使用，每年使用的助滤剂必是天文数字。制取地矿产品的助滤剂需消耗大量能源与化学原料；制取有机助滤剂，能耗与物耗往往更多，价格更贵。如果在助滤剂的制造、应用及回收再生上不作研究，仍按目前的习惯与方法发展下去，那对我国节能减排的阻碍，对环境的破坏也是相当残酷的。

三、如何改变当前工业生产上液固过滤操作中耗能又耗材的落后面貌：

目前生产上既节能又减排的液固过滤技术已出现几个，大多是既不节能，又不减排；还有的虽然减排，却不节能；有的表面看虽属节能，却不减排。本文特重点列出四种耗能型与三种耗材型的，都是现在工业生产上已普遍使用并为后来者继续使用的，但其能耗与物耗至今并不被重视的过滤技术，目的是抛砖引玉，能引发更多人关心与重视。

（ 1 ）应积极推广现有的既节能又减排的过滤装置：

1 、连续陶瓷真空过滤机：这是由芬兰 Valmetoy 公司与 Auto Kumpomintec 等研究试制成功，并获广泛应用。它的过滤推动力不是流体压差，而是毛细效应。真空作用只是将已吸入陶瓷板毛细孔内的滤液拉引出来，不需多大功率，因而属节能型过滤装置。

我国已有几家制造厂仿制，并已在国内不少企业获得成功应用。

由于过滤原理是毛细效应，只要固体颗粒为憎液型，其毛细效应非常显著，可以过滤很细小的颗粒，对亲液型颗粒，它只适宜较粗颗粒，即只能过滤大于 10 微米的颗粒。如颗粒小于 10 微米，其滤饼层中毛细孔的毛细吸引就相当大。陶瓷盘上的毛细吸力难于吸引滤饼层内的滤液，因而，对亲液型颗粒，该机只适宜过滤较粗颗粒，这是该过滤机的主要缺陷。此外，陶瓷滤盘的机械性能有待提高，因为目前发现某些陶瓷盘易损坏，寿命较短

2 、刚性高分子精密微孔过滤机

这是我们独立自主研发成功，国外至今还没有完整技术的新型液固过滤装置。

该过滤技术最大特点是过滤精度与过滤效率非常高，水溶液类液体中， 0.3 微米微粒几可 100% 滤住；采用压力气体快速反吹法可很快卸除滤材表面较干滤饼，时间短，又很方便。可用气液快速反吹法对被堵塞滤材进行高效物理再生，简单又便捷；滤材的化学性能非常优越，可耐大多数酸、碱、盐及大多数有机溶剂，滤材寿命二至五年以上，属于长效滤材。过滤机的结构有多种，既可过滤含固量多的滤饼过滤，洗涤，压干，并可自动快速卸除滤饼，也可用于含固量少，液体量大的液体澄清过滤；既可用于有腐蚀性物料过滤，也可用于医药、食品等高要求物料的精密过滤。已大规模用于化工、制药、冶金、食品、机械、环保等工业部门，全国已有六千多台各种规格过滤机在各工业部门使用，最长应用历史也有三十多年。这种过滤机是高效长效，节能减排，完全具有自主知识产权的液固过滤机。

（ 2 ）大力改造高耗能或高耗材的过滤装置：

在四种高耗能与三种高耗材的过滤装置与过滤方法中，循环过滤与真空过滤耗能数额巨大，板框压滤机（或厢式压滤机）的耗材也极为惊人。

1 、造成循环过滤广泛采用，其原因不单纯是由于滤材规格选择不合理，也与整个过滤工程的设计有关。即使滤材选择正确，过滤工程设计业比较合理，可使循环时间明显减少，能耗可显著降下来。但由于滤布（或滤毡）都是难高效物理再生的柔性材质。循环时间的明显减少往往会导致其堵塞速度大幅上升，使用寿命更短。耗能型成为耗材型。最近二十多年，许多板框或厢式压滤机增加皮膜挤压装置，使许多滤饼压干操作中节能显著，但高耗材的弊病并没多少改观。

研制能高效简易物理再生的柔性滤布，是解决柔性滤布短寿命的唯一途径。预计这是一项需长期努力的艰难任务，短时间内难有快速突破的希望。对一些新设计的用户企业或需重点改造的用户企业，欲尽快减少过滤操作中的高耗能与高物耗，只能用已成熟的节能又减排的过滤技术与装置，在原来的老装置上进行小修小改，很难取得较大改观。

2 、真空过滤是耗能非常高的传统过滤装置，全国应用台数又非常多，如要减低能耗，不必花大代价改造过滤机本身结构，最佳途径是改造其真空系统，应该会找到解决途径。

3 、分散型深层澄清过滤器再生时耗液（或水）非常大，占地面积也大，过滤效率又不稳定。如要解决处理规模大，料液含有毒有害成分，尽量不要选用这类过滤装置，可改用大过滤面积的“刚性滤材的自动薄层过滤”，既保证高过滤精度与高过滤效率，又不需大量再生液（包括再生水），节约土地面积，又对环境不污染，能耗又不明显增加。

4 、错流过滤是种耗能相当大的过滤技术，不应提倡选用。其高过滤精度与高过滤效率完全可用“刚性滤材的自动薄层过滤”取代，虽然平均滤速可比错流过滤低些，但一般只有 20-40% 的降低，而能耗却成十倍下降。

5 、现在许多工业生产广泛使用一些非过滤的分离装置。如自然沉降（如浓密机等）、斜板、斜管等，虽属节能型，操作也很简便，但分离效率却很差，占地面积大，一次性投资往往也不低。自然沉降型的分离装置对 1 微米以下的微粒几乎无法回收，会造成大量宝贵资源流失，资源成为环境的污染源。这类落后的非过滤分离装置完全可以用“刚性自动薄层过滤”取代，虽然动力消耗比重力沉降大些，但却完全解决细颗粒等资源回收，占地面积可大幅减少，又不会对环境产生污染。

6 、多级过滤一般不宜使用。但如遇到处理量很大，料液中含固浓度非常高，在此特殊条件下，可采用二级过滤，但第一级过滤效率不能高，只能将料液中 60-70% 固体过滤掉，要留下 30-40% 固体供第二级过滤，如能达到这一条件，第二级过滤机不必增加很多过滤面积。但实际操作中这往往比较困难，因为第一级过滤时，一旦形成较厚的滤饼，其过滤效率与过滤精度会明显提高，很难会留下 30-40% 的固体供第二级过滤。

7 、助滤过滤虽是解决某些难滤物料过滤的好方法，但不宜广泛采用，尽量少用，使用后尽可能以较低代价进行再生与回用。其实在不少应用中，是可以让相当大比例的无机助滤剂达到回用要求的。

四、结束语：本文只是按照现存的一些过滤技术的一些现象去分析工业生产上现有的过滤机的能耗与物耗概况，完全缺乏统计数据的支持，因此某些结论不一定正确，只希望以此抛砖引玉，能引起各有关领导与广大过滤行业科技人员关心能耗与物耗问题，为落实我国节能减排的战略任务作一些贡献。

微孔过滤机

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