烛式过滤器是一种压力驱动的固液分离设备,其核心原理是通过多孔滤芯对液体中的固体颗粒进行拦截,形成滤饼后实现高效过滤。具体过程可分为三个阶段:
液体在压力(通常0.1~0.6 MPa)作用下进入过滤器,流经滤芯表面。
大颗粒被滤材表面直接拦截,小颗粒进入滤芯孔隙后被吸附或机械截留。
关键参数:初始压降(ΔP₀)取决于滤芯通透性,一般为0.05~0.2 MPa。
被截留的颗粒在滤芯表面逐渐堆积,形成滤饼层。
滤饼本身成为过滤介质,可提升过滤精度(如从10 μm提升至1 μm)。
动态平衡:滤饼增厚使ΔP上升,但过滤精度同步提高。
当滤饼达到一定厚度(通常1~5 mm),系统进入稳定过滤状态。
此时ΔP与流量关系符合达西定律:
(Q:流量;k:滤饼渗透率;A:过滤面积;μ:液体黏度;L:滤饼厚度)
烛式过滤器主要由以下部件构成:
部件 | 功能 | 材质选项 |
---|---|---|
滤芯 | 核心过滤元件,决定精度和通量 | 金属烧结网、PP/PTFE、陶瓷 |
滤芯支撑架 | 防止滤芯变形,承受压差 | 316不锈钢、钛合金 |
分布器 | 确保液体均匀分布至各滤芯 | 多孔板或导流锥设计 |
壳体:按ASME BPVC Section VIII设计,耐压等级1.0~6.0 MPa。
密封系统:
静密封:金属缠绕垫片(耐温400°C)。
动密封:氟橡胶O型圈(耐酸碱,限150°C)。
传感器:
压差传感器(量程0~1 MPa,精度±0.5%)。
流量计(涡轮或电磁式)。
执行机构:
气动阀门(反冲洗控制)。
变频泵(流量调节)。
预涂(可选):硅藻土预涂(1 kg/m²)形成保护层。
进料:果汁以0.3 MPa压力进入,初始流量5 m³/h。
过滤:滤饼形成后,流量稳定在3 m³/h(ΔP=0.25 MPa)。
排渣:0.5 MPa压缩空气反吹,滤饼脱落。
清洗:2% NaOH循环清洗30分钟。
特性 | 烛式过滤器 | 板框过滤器 | 离心机 |
---|---|---|---|
过滤精度 | 0.1~100 μm | 1~50 μm | 0.1~10 μm |
自动化程度 | 高(PLC控制) | 低(手动操作) | 中(需人工排渣) |
固相干度 | 15~40% | 30~60% | 40~80% |
能耗 | 0.5~3 kW·h/m³ | 0.8~5 kW·h/m³ | 5~20 kW·h/m³ |
每日:检查ΔP和流量异常。
每周:验证滤芯完整性(泡点测试)。
每月:校准传感器,检查密封件。
烛式过滤器通过滤芯拦截+滤饼过滤的双重机制实现高效分离,其模块化设计适合自动化生产。正确选型需综合考虑物料特性、精度要求、耐压等级三大要素。