过滤器内部流动是如何工作的?

过滤器的流速（流量），特别是叶片式过滤器，是一个非常重要的参数。由于滤饼、泵的特性曲线和压差都与流量有关，所以在过滤系统中必须不断调整流量控制。了解过滤器内部发生了什么，就能很好地理解流速差异引起的问题和解决方法。
 

流速是多少？
 

流速是指在一定时间内，有多少液体通过某个特定区域的过滤介质，通常以每小时1平方米（l/h*m）计量。这是在过滤系统设计阶段计算过滤器规格尺寸时非常重要的信息。
 

值得注意的是，这一速度并非固定的，它随着液体的性质而变化，例如粘度，固体的预期百分比，固体的性质，以及添加助滤剂。这两种变化都会影响平均理想流量，即在设计阶段，我们使用的是平均介质流量。这类介质来自于市场上已存在的能正常工作的系统，如叶片过滤器的过滤叶片。
 

然而，当新系统启动时，流量会沿着第一个过滤周期进行调整，因为过程的输入永远不会相同。（这就是为什么在新设计中，我们建议使用流量来控制泵系统，以便检测流量并根据需要进行调整（压差增加）。
 

我们只能说，在我们的设计阶段，我们通常使用我们在几十年的应用中积累的各种材料的平均流量。例如，以催化油浆为例，平均固体含量为3000ppm，理想流量为250L/h*m。这种理想的流速可以形成固体含量高、易于拆卸的良好滤饼层。
 

内部流动是如何工作的？:内部流动和滤饼形成。
 

举例来说：使用立式叶片过滤器，假设待过滤材料是催化油浆（根据上述规格）和纤维素预涂层。
 

从填充过滤器开始:过滤器是空的，必须填充干净的液体。这些液体可以来自洁净产品罐、预涂罐或正在运行的过滤器（如果有两个过滤器并联）。因此，我们需要打开排气口，同时关闭出口。一旦过滤器充满液体，我们可以关闭排气口，开始泵送预涂液，建立一点正压，最后打开预涂液循环出口。值得一提的是，纤维素预涂层的流速应高于主过滤流速，因为我们想创建一个均匀整齐的预涂层。更高的流速将有助于纤维素材料形成牢固的涂层，而不会使其过于紧凑。
 

无论预涂装工艺的流速是否高，其原理与主过滤相同。此时，纤维素平均浓度为5％的液体进入过滤器，这些粒子在过滤器中扩散，分布在自由空间周围的同时，液体通过时，大量的纤维素粒子被过滤器叶片复盖。
 

起初，较大的颗粒将首先被保留。久而久之，在现有滤网上创建另一层孔隙率较低的预涂层，会使较小的颗粒被这一新层捕捉，从而创建一层孔隙率较低的新层。别把它想象成一层纸堆在另一层，它更像是一个随机扩散的颗粒。大部分时间，颗粒都会穿过所有形成的预涂层，然后循环，直到它们能穿过并被拦截。因此，我们需要一定的时间来进行预涂循环，直到所有的颗粒都被拦截。
 

理想流速。
 

当流量理想时，滤饼应该是覆盖在滤网上的均匀纤维素材料，也适用于主过滤。
 

如果您有一种合格的预涂层，并且您以适当的流速开始主过滤，那么颗粒就会以同样的方式被截获，除了从一开始就没有任何颗粒通过预涂层，纤维素预涂层就起到了屏障作用。事实上，在主过滤过程中，所有的颗粒都会被截获到预涂层的某一层。
 

然而，相反，在其他不同的情况下，预涂成形，可以通过观察预涂层或最终滤饼的形状来确认。
 

低流速。
 

举个流速过低的例子吧。当我们开始向过滤器注入纤维素预涂液时，问题就开始出现了。缓慢的流量给了颗粒沉降的机会，不能均匀地将颗粒送入过滤器。这并不意味着它们都会积聚在容器的底部，但是颗粒不会均匀地分布在过滤叶片上。
 

这时，颗粒开始从下往上穿过网格。因此，最终不是在网格周围均匀地形成一层，而是从底部形成。颗粒不会到达网格上的更高处，否则就不容易在较低的地方被捕获。所以滤饼是以不同的速度建造的。这形成了一层类似雨滴或梨形的预涂层——叶底有较厚的预涂层，叶顶有时甚至没有预涂层。
 

你可以想象，这意味着会有很多问题。即使你有一个好的主过滤流量，这种不好的滤饼形成的预涂层仍然会带来很多问题。
 

高流速。
 

第二个例子:如果我们的预涂层是以过高的流量建造的，问题不会立即开始。当纤维素混合物进入过滤容器时，颗粒会很好地扩散到过滤器的所有可用区域，当涂层开始形成时，问题就开始了。
 

捕获（保留）的颗粒形成第一层，只有大颗粒会留在过滤网上。记住，这些颗粒会形成不同但孔隙率较低的新层。考虑到新层是由不均匀的长度和厚度纤维素形成的，每当纤维素被截留时，周围区域的孔隙率就会降低，这与纤维素在距离过滤网相似的距离截留时的情况不同。
 

切记，在理想的流速下，纤维素会有一定的自由流动，试图在滤饼周围找到一个可以通过的区域，直到它被保留下来。如果流速过高，纤维素就会被推到任何有足够渗透性的区域，试图通过。考虑到这一点，不难想象预涂层的某些区域会有大量的颗粒相互挤压，很快就会在这些区域产生很低的渗透性，从而导致部分堵塞。
 

这是因为预涂层会形成一种不均匀的扩散层，看上去就像大海一样，在预涂层上到处都是凹陷的地方。沿波边、较薄的区域，渗透率较低（如果没有完全堵塞），这种预涂层会严重影响过滤器的公称过滤面积。
 

理想预涂滤饼。
 

既然我们知道预涂层的三种可能结果，我们就必须知道这些结果可能带来的影响。它们是从低流速到高流速依次形成的，也就是说，你可以沿着这条线找到一些偏差，知道颗粒的行为和滤饼的形状是如何形成的，这将使你很好地了解现有的滤饼状态和离理想的滤饼有多远。