真空過濾是應(yīng)用最為廣泛、在理論與實(shí)踐方面最為成熟的一種過濾方法。和其他濾餅過濾的方法一樣，真空過濾技術(shù)也是使用多孔過濾介質(zhì)支撐濾餅。所不同的是真空過濾所使用的推動(dòng)力較小，因而適用于一些特殊情況的應(yīng)用。

真空過濾，是由于真空機(jī)的作用，在過濾機(jī)濾鼓內(nèi)抽成負(fù)壓，形成過濾介質(zhì)層(濾布)的兩面壓力差。隨著過濾機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，堿液中的母液被抽走，重堿則吸附在濾布上，最后被刮刀刮下。

轉(zhuǎn)鼓真空過濾機(jī)構(gòu)造：

真空過濾機(jī)一般指轉(zhuǎn)鼓真空過濾機(jī)。轉(zhuǎn)鼓真空過濾機(jī)主要包括大滾筒、小滾筒、滾筒驅(qū)動(dòng)減速機(jī)、濾漿槽攪拌器、分配頭、洗滌裝置以及真空管道。

1、大、小滾筒及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

大滾筒內(nèi)預(yù)先裝有很多根大口徑直管與筒體本體焊接在一起，因此大滾筒內(nèi)將分成許多個(gè)相互各自獨(dú)立的小濾室，將隔篩板裝在各濾室大滾筒本體外圓弧外緣上，隔篩板格柵的外側(cè)上裝上濾布，大圓筒通過可調(diào)速的無極擺爾減速機(jī)以及蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)行。

小滾筒也有獨(dú)立的無極擺爾減速機(jī)驅(qū)動(dòng)。大、小滾筒相互間隔50mm，兩滾筒相互對(duì)滾，一起構(gòu)成對(duì)輥排料方式。

2、濾漿槽攪拌器

通過用一臺(tái)定速減速機(jī)帶動(dòng)攪拌槳以28r/min頻率不間斷運(yùn)行，將懸浮液槽內(nèi)的漿液充分混合以防止?jié){液沉淀，同時(shí)通過濾液泵不斷的向懸浮液槽注入濾液。

3、分配頭

分配頭是整個(gè)轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)的核心部件。通過分配頭和分配板之間相互轉(zhuǎn)動(dòng)變換位置，將大滾筒外弧表面分為3 個(gè)區(qū)，即吸附區(qū)、脫水區(qū)、卸料區(qū)。濾布表面濾餅的厚度和濾餅的含水率可以通過調(diào)節(jié)真空度來實(shí)現(xiàn)。

4、真空系統(tǒng)

由專門的真空泵提供過濾機(jī)所需的真空度。真空泵使真空罐中產(chǎn)生真空，抽出的氣體再通過分配頭與滾筒相連，提供所需要的氣源。

真空過濾原理：

大滾筒表面被濾布完全覆蓋，并且在無極擺爾減速機(jī)的驅(qū)動(dòng)下通過鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)方式帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)大滾筒表面處于懸浮液的濾槽內(nèi)，滾筒內(nèi)部的分配管沉浸在濾漿里形成一個(gè)個(gè)小濾室，小濾室與真空源接通(進(jìn)入吸附區(qū))，在負(fù)壓的作用下，顆粒大的濾渣吸附在滾筒表面，顆粒小的濾液則穿越濾布，流經(jīng)滾筒內(nèi)的分配管，再從分配頭進(jìn)入濾液槽里。濾渣轉(zhuǎn)出濾槽液面后進(jìn)入脫水區(qū)，然后是卸料區(qū)。

滾筒表面在脫水區(qū)的這一段濾布，分配頭和分配板之間的位置仍然停留在負(fù)壓區(qū)，在負(fù)壓的作用下持續(xù)脫水。在卸料區(qū)域內(nèi)，分配頭的交換面轉(zhuǎn)到與壓縮風(fēng)相通，這段區(qū)域的濾布形成正壓，壓縮空氣經(jīng)分配管從轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部反吹，使濾布隆起，通過大、小滾筒對(duì)輥排料方式將濾餅脫落，再用刮刀將小滾筒上的積料刮落。

在過濾過程中，液體中的懸浮物往往較細(xì)小且易被壓縮，造成過濾機(jī)表面的濾布細(xì)孔堵塞或粘住不易清除，所以常常在濾布表面預(yù)涂一層助濾劑，助濾劑形成一層極為細(xì)密的過濾面，可截留懸浮固體物，并可隔離固體物和介質(zhì)，從而使操作周期延長許多倍。

由于硅藻土具有以下幾個(gè)特點(diǎn)，故常用作真空過濾機(jī)的助濾劑。

1、可以形成非常疏松的濾餅，因硅藻土助濾劑的顆粒形狀不規(guī)則，故不能緊密堆積。顆粒間的空隙組成一個(gè)通道網(wǎng)，使形成濾餅的孔隙率高達(dá)85%～90%以上。這不僅使在過濾開始時(shí)濾液流量較高，且可有較多的空間截留溶液中的懸浮固體顆粒。

2、表面積小。表面積越小，顆粒間的間隙越大，阻力越小，流量越大。

3、顆粒度分布適當(dāng)。使用粗顆粒的硅藻土助濾劑固然濾液流量較大，但澄清度不夠理想;而顆粒度太細(xì)，雖然濾液澄清度較好，然流量有顯不足，所以要求硅藻土助濾劑的顆粒度有一定的范圍，例如，單獨(dú)采用顆粒度為8μm的硅藻土助濾劑預(yù)涂的濾餅，濾液幾乎無法通過，但如果其中混入少量的顆粒度大于100μm的硅藻土助濾劑，就成為良好的助濾劑。

4、含雜質(zhì)少甚至不含雜質(zhì)?？扇苄缘柠}類、有機(jī)物、著色劑、有味物質(zhì)及砂粒在硅藻土助濾劑中含量極少甚至沒有。

5、有一定的化學(xué)穩(wěn)定性，水及多種溶劑與硅藻土助濾劑不發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)。

工業(yè)生產(chǎn)中既要求過濾速率達(dá)到最大，又要求濾液澄清度好，這除了要求助濾劑硅藻土本身性能良好以外，還應(yīng)注意以下方面的因素：

1、濾布的疏密程度和結(jié)構(gòu)情況

濾布選型確定后此影響因素變?yōu)楣潭ㄒ蛩?，但是若轉(zhuǎn)鼓表面(即濾布)太臟，濾布的微孔被堵塞，則可能導(dǎo)致助濾劑硅藻土層預(yù)涂不上。

每次開停車時(shí)要對(duì)濾布表面進(jìn)行充分清潔，如使用壓力較高脫鹽水流、壓縮空氣等，盡量使濾布的每一個(gè)微孔都處于清潔暢通的狀態(tài)，這樣才可確保預(yù)涂的助濾劑硅藻土厚度均勻。同時(shí)單塊濾布使用一段時(shí)間后(根據(jù)使用次數(shù)及被過濾介質(zhì)的干凈程度不同)，若明顯涂覆效果變差，需要更換新的濾布。

2、真空度的大小

真空度的大小主要取決于已選定真空泵的工作能力，但通過手動(dòng)或自動(dòng)的真空調(diào)節(jié)閥開度大小、真空水環(huán)液的溫度及流量變化都可以調(diào)整真空度的大小。

剛開始預(yù)涂時(shí)，濾布表面尚沒有助濾劑，如果猛然施以較大真空，則容易造成助濾劑中顆粒度較小的硅藻土沖過濾布的通道，造成濾液渾濁，或者堵塞在真空吸管的孔道中，阻礙真空的傳導(dǎo)，造成此位置濾餅吸附過慢，最后的結(jié)果就是平整的濾餅表面有很多大坑，影響過濾效果。

另一方面，若瞬間通過濾布被抽到氣液分離罐中的濾液太多，容易造成氣液分離罐液位的迅速上升，從而導(dǎo)致濾液被吸入真空泵內(nèi)，造成真空泵由于負(fù)荷過大跳車，實(shí)際硅藻土預(yù)涂過程中，剛開始可選擇最小的真空度，如將真空調(diào)節(jié)閥門全開，隨后根據(jù)濾餅厚度的增加情況緩慢關(guān)小真空調(diào)節(jié)閥開度，增大真空，在硅藻土涂覆完成切換至溶液過濾后，根據(jù)實(shí)際需要的過濾速度適當(dāng)增減真空。

3、溶液的固有特性

如果溶液粘度大，過濾速度會(huì)相應(yīng)減慢，可通過升高溶液溫度，降低溶液粘度再通過轉(zhuǎn)鼓過濾的方法，若溶液粘度較小，此影響因素可忽略。

4、溶液中雜質(zhì)含量的多少

如溶液中含有SO42-離子，可通過計(jì)算加入適量的BaCO3粉末，SO42-+ Ba2+ → BaSO4↓;CO32-+2H+ →H2CO3，加熱后碳酸極易分解放出二氧化碳?xì)怏w和水蒸氣，釋放至空氣中，未反應(yīng)的微溶物BaCO3及反應(yīng)生成的BaSO4沉淀被截留在濾餅表面，然后由刮刀刮除，這樣既過濾了溶液中的物理雜質(zhì)，也去除了溶液中的化學(xué)雜質(zhì)，使溶液得到了徹底的凈化。

5、刮刀刮去濾餅的速度

若初始過濾時(shí)濾餅表面很臟，可手動(dòng)點(diǎn)下按鈕連續(xù)進(jìn)刀，過濾速度開始上升，另外根據(jù)溶液的干凈程度可自動(dòng)設(shè)定刮刀的進(jìn)刀速度，溶液較臟時(shí)，可將刮刀進(jìn)刀速度稍微調(diào)大一些，同樣的濾餅厚度下，可過濾的工作周期縮短，反之溶液干凈時(shí)，降低刮刀自動(dòng)進(jìn)刀速度，維持過濾速度基本穩(wěn)定。

6、轉(zhuǎn)鼓的速度

轉(zhuǎn)鼓速度快，過濾速度也快，在助濾劑硅藻土涂覆的初始階段適當(dāng)降低轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速，如降至最低,隨濾餅厚度增加，可適當(dāng)增大轉(zhuǎn)鼓速度直至最大時(shí)過濾速度達(dá)到最大，過濾溶液時(shí)根據(jù)需要設(shè)定轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速。

7、濾餅

濾餅對(duì)過濾速度影響最明顯，硅藻土選型完成后影響過濾速度的因素就主要取決于濾餅的厚度，這就要求準(zhǔn)確地使用助濾劑硅藻土的量，若助濾劑硅藻土太少，將使濾液澄清度不夠;若太多，濾餅過厚，阻力增加，影響過濾速率，一般濾餅的厚度以6～7cm最好。

8、預(yù)濾層時(shí)的疏密程度

若濾餅太密實(shí)，其過濾速度變慢。反之疏松則過濾速度變快，這主要取決于預(yù)涂硅藻土?xí)r轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速和真空度的大小，另外當(dāng)溶液較臟時(shí)，可選擇將助濾劑硅藻土層涂的密實(shí)一些，這樣雖然降低了過濾速度，但溶液的過濾效果要更好一些。

過濾操作一般有兩種不同的方式，即：恒壓過濾和恒速過濾。

以真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)來講，恒壓過濾是指過濾時(shí)轉(zhuǎn)鼓的真空不變;恒速過濾是指在整個(gè)過濾過程中過濾速度保持不變，但實(shí)際操作過程中，隨過濾不斷進(jìn)行，濾餅逐漸變薄，溶液通過濾餅的阻力變小，要維持濾槽中液位的穩(wěn)定，過濾速度應(yīng)該有增大趨勢(shì)。而轉(zhuǎn)鼓真空泵在水環(huán)液溫度、流量、真空閥門開度大小不變的情況下，透過逐漸變薄的濾餅后的吸力應(yīng)該有增大趨勢(shì)，但泵出口真空表顯示的真空應(yīng)該是逐漸變小?？傊夹枰谶^濾過程中進(jìn)行調(diào)整。但是不管使用何種過濾方式，一定要求經(jīng)過過濾后的溶液質(zhì)量可以達(dá)到目標(biāo)要求。

影響濾液質(zhì)量的因素有：

1、選型濾布的孔洞太大，濾布有破洞未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，都會(huì)造成助濾劑硅藻土混入溶液中造成溶液的進(jìn)一步污染。實(shí)際開停車時(shí)需特別注意檢查濾布有無破損，發(fā)現(xiàn)后及時(shí)更換。

2、局部濾層脫落或預(yù)涂不上，由于局部地方真空吸管被堵塞或真空泵跳車等引起的預(yù)涂效果較差或?yàn)V餅脫落，容易使懸浮液未經(jīng)過濾直接進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)。

3、濾層有裂縫或泡狀的孔洞

在硅藻土涂覆的過程中需注意觀察，當(dāng)濾餅表面出現(xiàn)氣泡時(shí)適當(dāng)增大真空，當(dāng)濾餅開始出現(xiàn)裂縫時(shí)可適當(dāng)降低真空并微開噴淋水使出現(xiàn)裂縫復(fù)原，嚴(yán)格避免助濾劑硅藻土層的開裂和收縮，裂紋會(huì)使未經(jīng)過濾的臟溶液直接接觸到濾布，使濾布很快堵塞，如果裂紋十分嚴(yán)重，則可使整個(gè)濾餅從轉(zhuǎn)鼓表面脫落下來。

助濾劑硅藻土層涂覆完成后需排凈并沖洗干凈濾槽，然后將所要過濾的溶液切換到濾槽中。此過程會(huì)有部分時(shí)間濾餅一直處于吸干階段，應(yīng)特別小心防止助濾劑硅藻土層由于干裂而脫落(可微開噴淋水噴淋)。

4、轉(zhuǎn)鼓式真空過濾機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，助濾劑硅藻土層(即濾餅)被刮刀不斷刮去逐漸變薄，當(dāng)其厚度減少到1cm時(shí)，便不能繼續(xù)過濾。因?yàn)檫@時(shí)不但濾液的澄清度達(dá)不到要求，而且操作極不安全，故應(yīng)沖洗剩余濾餅，重新預(yù)涂新鮮的助濾劑硅藻土層。

目前，國內(nèi)外各個(gè)廠家對(duì)真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)的真空系統(tǒng)、卸料系統(tǒng)、連續(xù)過濾時(shí)間、處理能力等進(jìn)行了積極的改造，使其能適應(yīng)越來越精細(xì)的生產(chǎn)要求，真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用也一定會(huì)越來越廣泛。