压滤机过滤过程中的物理量关系与计算

压滤机过滤过程中的物理量关系与计算

压滤机主要用于过滤和分离悬浮物，其工作原理基于物理分离。在使用压滤机进行固液分离之前，悬浮液需要经过预处理（如加药、生化、絮凝等），以达到固液分层的状态并满足分离条件。随后，通过料泵将处理后的悬浮液送入压滤机的每个滤室内进行固液分离。

在这一过程中，涉及多个物理量的变化，包括含固率、比重、重量、质量以及目数等。下面将详细解释这些概念及其相互关系。

物理量的基本关系

质量、重量和比重的关系

以水为例，其密度（ρ）为1，可以推导出以下关系：

• 1克水 = 1毫升 × 1（水的密度ρ=1） = 1立方厘米 × 1（水的密度ρ=1）
• 1千克水 = 1000毫升 × 1（水的密度ρ=1） = 1升 × 1（水的密度ρ=1） = 1立方分米 × 1（水的密度ρ=1）
• 1吨水 = 1000升 × 1（水的密度ρ=1） = 1000立方分米 × 1（水的密度ρ=1） = 1立方米 × 1（因为水的密度ρ=1）

物理学公式：

• 质量（m）= ρ（密度/比重） × V（体积/容积）
• 重量（G）= m（质量：kg） × g（9.8重力加速度kg/N） = ρ（密度/比重） × V（体积/容积）× g（9.8重力加速度kg/N）

"目"的单位定义

"目"是衡量过滤精度的单位，表示每英寸长度直线排列的同等大小颗粒物个数。例如：

• 5目表示颗粒直径为5.08毫米，滤网能滤下大于5.08毫米的颗粒
• 10目表示颗粒直径为2.54毫米，滤网能滤下大于2.54毫米的颗粒

目数越大，过滤精度越高。1英寸等于25.4毫米，1平方英寸约等于5平方毫米，1毫米等于1000微米。

含固率的计算

含固率通常用百分比（%）表示，计算公式为：

• 质量百分浓度(%) = 溶质质量 / 溶液质量 × 100%

ppm是重量的百分率，1ppm等于1毫克/千克或1毫克/升，1ppb等于1微克/升或0.001毫克。

过滤过程中的物理变化

过滤前的悬浮液和过滤后的滤饼在物理性质上主要表现为含水率的不同。在过滤过程中，虽然物质的形态从流体变为固态，但其化学性质保持不变，"固相物"的含量恒定。这一原理被称为压滤机选型的"干湿平衡"原理。

具体计算公式如下：

• 原浆（处理前的悬浮液）体积为V1（立方米）
• 原浆含固率为δ1（%）
• 滤饼含固率为δ2（%）
• 滤饼体积为V2（立方米）
• 过滤浓缩比为Δ = δ1（%）÷ δ2（%）

根据质量守恒原理：

• V2（立方米）× δ2（%）= V1（立方米）× δ1（%）
• V2（立方米）= V1（立方米）× δ1（%）÷ δ2（%） = V1（立方米）× Δ

即：滤饼的体积 = 原浆的体积 × 浓缩比

这些理论知识对于压滤机的选型和过滤工程的设计具有重要的指导意义。通过理解这些基本原理，可以更好地优化过滤工艺，提高生产效率。