Filtration liquid presentation

KỸ THUẬT PHÂN RIÊNG

LỌC CHẤT LỎNG
L/O/G/O
6/25/2016

1


NỘI DUNG

6/25/2016

1

Giới thiệu

2

Lý thuyết lọc

3

Quá trình lọc thực tế

4

Thiết bị lọc

2

1. GIỚI THIỆU
• Lọc là quá trình tách hạt rắn ra khỏi huyền phù bởi
vách ngăn xốp.
•

2 phương thức lọc cơ bản:
+ Lọc bề mặt
+ Lọc sâu
• Lọc là phương pháp cơ học và ít tốn năng lượng.
Năng suất lọc phụ thuộc :
+ Độ chênh lệch áp suất
+ Diện tích bề mặt lọc
+ Độ nhớt huyền phù
+ Trở lực vã và vách ngăn

6/25/2016

3
Hình 1: Quá trình lọc chất lỏng


2. LÝ THUYẾT LỌC
• Trong quá trình lọc, mao quản hẹp dần. Nếu áp suất lọc là hằng số,
lưu lượng dòng chất lỏng giảm dần và được tính theo phương trình:

Với bã không chịu nén ép, độ xốp e của bã không đổi
→ phương trình lọc cơ bản :

Trong đó r – trở lực riêng phần; r phụ thuộc S, e.

6/25/2016

4


3. QUÁ TRÌNH LỌC THỰC TẾ
3.1. Vách ngăn
•
•

•

Lớp vách lọc chung là tổ hợp của vách ngăn xốp và lớp bã
Yêu cầu khi lựa chọn vách ngăn :
- Bền cơ học
- Chống ăn mòn
- Trở lực nhỏ
- Dễ cạo bã
Các loại vách ngăn thường sử dụng

Cát

Ống sứ

Vải lọc

6/25/2016

Lưới kim loại

5


3. QUÁ TRÌNH LỌC THỰC TẾ
3.2. Sự bít kín vách lọc
Huyền phù có nồng độ cao tạo bã có độ xốp lớn hơn và khó gây ra sự bịt kín mao quản
hơn so với huyền phù loãng

3.3 Ảnh hưởng của sự lắng đến quá trình lọc
Quá trình lắng diễn ra nhanh → các hạt rắn bố trí lộn xộn
hình thành lớp bã có độ xốp cao và trở lực thấp.
Quá trình lắng chậm, các hạt rắn sắp xếp trật tự, mao quản
dễ bịt kín.

3.4 Cản trở quá trình tạo bã
• Lớp bã dày gây trở lực lớn làm giảm tốc độ lọc
=> Sự dụng lưỡi dao cạo để hạn chế chiều dày lớp bã
•

Tốc độ dao :
- Tốc độ thấp : bã được cạo sạch và lại hình thành cho tới
lượt cạo tiếp theo.
- Tốc độ cao : bã có độ dày không đổi.
Hình 3: Thể tích nước trong thu được trên một
6/25/2016
6
đơn vị mặt cắt ngang của thiết bị lọc theo thời
gian ở nhiều tốc độ khuấy

3. QUÁ TRÌNH LỌC THỰC TẾ
3.5. Lọc chéo dòng
•
•
•

Huyền phù được tuần hoàn và duy trì dòng chảy với tốc độ cao song song với bề mặt
vách lọc => hạt rắn bị kéo theo dòng lỏng và quá trình tạo bã bị cản trở
Tốc độ tuần hoàn = 10-20 lần tốc độ lọc.
Ứng dụng: lọc huyền phù loãng bằng màng lọc

3.6. Xử lý sơ bộ huyền phù trước khi lọc
•

Huyền phù loãng có hạt rắn dễ lắng => lắng sơ bộ

•

Huyền phù loãng có hạt rắn nhẹ = > keo tụ

•

Sản phẩm là nước trong và thải bỏ bã => sử dụng chất trợ lắng.

•

Pha loãng hoặc tăng nhiệt độ để giảm độ nhớt

6/25/2016

7


3. QUÁ TRÌNH LỌC THỰC TẾ
3.7. Rửa bã lọc
•

Mục đích : Loại bỏ nước trong và chất tan còn lại trong bã lọc

•

Hai giai đoạn của quá trình rửa bã:
- Giai đoạn 1: nước trong được thay thế từ bã lọc bởi dung dịch rửa (loại 90% nước trong bã).
- Giai đoạn 2: rửa khuếch tán, dung môi khuếch tán vào chất lỏng rửa từ các khoảng trống ít tới được.

•

Sự hình thành kênh trên bã dẫn đến phần lớn bã không được rửa sạch

6/25/2016

8


4. THIẾT BỊ LỌC
Phân loại thiết bị lọc

Bể lọc
Máy lọc ép

khung bản

Lọc chân không
thùng quay

Thiết bị
lọc tấm

LIÊN
TỤC

GIÁN
ĐOẠN

Máy lọc đĩa

Thùng lọc
Lọc đĩa quay
Lọc băng tải
6/25/2016

9


4. THIẾT BỊ LỌC

4.2 Bể lọc
• Quá trình lọc trong bể lọc diễn ra theo nguyên lý lọc sâu.
• Ngày nay các bể lọc bằng hạt rắn kích thước lớn được thay thế cho
bể lọc sử dụng cát có tốc độ lọc chậm trước đây.

• Tốc độ lọc xác định theo phương trình :

4.3 Lọc túi
• Chỉ còn áp dụng trong 1 số ít lĩnh vực như công nghhiệp sản xuất
đường (Túi lọc Taylor)

6/25/2016

10


4. THIẾT BỊ LỌC
4.4 Thiết bị lọc áp lực
• Máy lọc ép khung bản
Ưu điểm: Bề mặt lọc trên một đơn vị diện tích lọc lớn
Độ chênh áp suất lớn, kiểm soát được quá trình làm việc

Nhược điểm: Thao tác bằng tay nhiều,
Vải lọc chóng bị mài mòn, rửa bã không triệt để

6/25/2016

Hình 6: Cấu tạo khung và bản

11


4. THIẾT BỊ LỌC
4.4 Thiết bị lọc áp lực
• Máy lọc ép kiểu buồng

Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, chi phí bảo trì thấp
Diện tích bề mặt lọc lớn, áp lực làm việc cao
Không bị tắc rãnh cấp huyền phù khi hạt rắn lớn

Nhược điểm: Thao tác bằng tay nhiều, vận hành vất vả .
Vải lọc chóng bị mài mòn, rửa bã không triệt để

Hình 6: Tấm lõm trong máy lọc ép kiểu buồng

6/25/2016

12


4. THIẾT BỊ LỌC
4.5 Thiết bị lọc tấm
• Kiểu đứng
Gồm các tấm lọc hình chứ nhật đặt dọc trong thùng lọc,
đáy thùng dạng côn, có cơ cấu rung để tháo bã tự động
qua 1 cửa mở nhanh ở đáy thùng

• Kiểu đứng

m lọc dạng tròn gắn trên một trục ngang để gom nước lọc,
ng quá trình lọc các tấm quay ở tốc độ thấp nên bã hình thành đồng đều.
c tấm có thể quay trên lưỡi dao cạo để loại bỏ bã ở trạng thái khô.
ường dùng trong công nghiệp thực phẩm, khoáng sản …

6/25/2016

13


4. THIẾT BỊ LỌC
4.6 Thiết bị lọc chân không
•

Phân loại và lựa chọn Thiết bị lọc chân không

Bảng 1: Các loại thiết bị lọc chân không

6/25/2016

14


4. THIẾT BỊ LỌC
4.6 Thiết bị lọc chân không
• Loại nằm ngang
Ưu điểm:
- Diện tích lọc lớn, hơn 85%
- Chi phí vận hành bảo dưỡng thấp, dễ
thay vải lọc
- Xả sạch bã
- Sử dụng vật liệu chống ăn mòn
- Tận dụng nước bằng rửa ngược.
- Hiệu quả ở áp suất thấp đến 15kN/m 2

Hình 12: Máy lọc Prayon

Ứng dụng:
-

Lọc chất lỏng ăn mòn cao trong sản
xuất axit photphoric.

6/25/2016

15


4. THIẾT BỊ LỌC
4.6 Thiết bị lọc chân không
• Loại băng tải
Ưu điểm:
- Cấu tạo đơn giản, không cần đầu
phân phối
- Không yêu cầu độ chân không lớn
- Hướng chuyển động của nước lọc và
hướng lắng của hạt rắn trùng nhau nên
thúc đẩy quá trình lọc tốt.
- Các hạt lớn có xu hướng lắng trước
trên bề mặt vải lọc tạo lớp bã chống sự
bít kín.
- Rửa bã hiệu quả hơn.

6/25/2016

16

4. THIẾT BỊ LỌC
4.6 Thiết bị lọc chân không
• Loại thùng quay
Gồm 2 loại:
- Chân không tạo ra trong khoang tạo các vùng
làm việc;
- Chân không trong toàn bộ không gian bên
trong thùng.

Chu kỳ lọc gồm :
Lọc → Rửa bã → Sấy bã → Làm sạch vải lọc

Ưu điểm:

Hình 14: Sơ đồ lọc chân không thùng quay

- Bã lọc mỏng, làm sạch bã hiệu quả
- Vải lọc không bị ăn mòn cơ học
- Vải lọc được gắn vào thùng lọc đơn giản và dễ thay thế
- Nếu cần thiết, vải lọc được hướng tới 1 con lăn khác để đưa bã lọc sang thiết bị
sấy liên tục hoặc sang các thiết bị khác.

6/25/2016

17


4. THIẾT BỊ LỌC
4.6 Thiết bị lọc chân không

• Loại đĩa quay
Ưu điểm:

Nhược điểm

- Chi phí cho 1 đơn vị diện tích lọc
thấp  thiết bị nhỏ gọn
- Có thể xử lý 2 loại huyền phù khác
nhau trong 1 máy

- Khó khăn trong quá trình rửa bã
- Vải lọc phải bền
- Bã lọc không đồng đều

6/25/2016

Hình 15: Thiết bị lọc chân không kiểu đĩa

18


4. THIẾT BỊ LỌC
4.7 Thiết bị lọc ống
Ưu điểm:
- Thiết bị nhỏ gọn, làm việc chắn chắn
- Rửa và sấy bã đơn giản
- Lọc được huyền phù ăn mòn

Nhược điểm
- Lỗ mao quản dễ bị bịt kín

- Không quan sát được quá trình lọc

6/25/2016

19


Trân trọng cảm ơn !
L/O/G/O
6/25/2016

20