采用先進過濾分離技術推動無機鹽工業的發展

都麗紅，朱企新

（1.上海化工研究院有限公司，上海200062；2.天津大學化工學院；3.全國石油和化工行業過濾與分離工程研究中心）

改革開放幾十年，隨著國民經濟和科學技術的快速發展，中國無機鹽工業也有了突飛猛進的進步，目前己經成為世界上最大的無機鹽生產、消費與出口國；在技術、裝備、創新升級方面都有明顯提髙，在新材料開發等方面也有進步；在“十四五”期間，在可持續發展、質量進步、行業技術創新、節能環保安全等方面有待進一步提高；發展中的新思維、新技術也有待盡快普及推廣提高。

1 中國無機鹽工業的發展

1.1 無機鹽工業發展簡單歷程

18世紀中前期為無機鹽工業發展初期，發源于歐洲的工業革命有力地促進了化學工業的迅速發展。隨著新興工業和新技術的不斷涌現，對無機鹽的品種和數量提出了更高的要求。直至20世紀40年代初，無機鹽工業已基本形成體系，產品多達400種以上。之后不斷推出適用于新應用領域的專用無機材料、無機精細產品及無機聚合物。

到20世紀70年代，隨著生產工藝的開發和改進，以提高收率、節能降耗、減少污染為目的的新工藝不斷涌現，大多數無機鹽產品的生產技術實現了更新換代。無機鹽工業三大體系民用、軍工、材料工業基本成形并不斷發展壯大。無機鹽工業產品品種由1950年的約600種增長到20世紀70年代末期的900余種。新能源、可再生能源工業的發展帶動了無機鹽材料等產品的開發應用；信息技術的進步促進了無機電子化學品的迅速增加；航天航空工業的發展帶動了無機陶瓷材料、無機晶須材料的發展。到2010年，世界無機鹽品種已超過1 450種。無機鹽工業進一步向精細化、專用化和功能化方向發展［1-2］。

1.2 中國無機鹽工業的進步

中國無機鹽工業自改革開放以來有了長足的進步。1）自20世紀80年代開始，中國無機鹽工業通過自主開發與引進技術相結合而發展迅速，逐漸建成了具有相當規模、實力較強的無機鹽工業體系，門類比較齊全、品種大體配套，基本可滿足國民經濟發展和人民日益增長的生活需要。2）中國優勢的無機鹽原料資源如磷、氟、鋇、鍶、鎢、鉬、釩、稀土礦等成為發展無機鹽工業得天獨厚的優勢。到2012年，中國螢石、磷礦石、菱鎂礦、重晶石、銻礦、石墨礦等12種礦物開采量位居世界第一，且多數礦產品的開采量占世界開采總量的50%以上［1-2］。3）“十三五”期間，中國將經濟發展模式從單純追求發展速度逐漸轉入追求發展質量，強調走生態文明的發展道路。《中國制造2025》《工業綠色發展規劃（2016—2020年）》等國家戰略明確提出綠色制造工程和綠色發展的理念，無機鹽工業大部分產品來自礦物加工，生產過程中極易產生固體廢物、廢水、廢氣等污染源，對環境安全造成很大隱患，因此綠色發展將成為無機鹽工業的產業發展方向。

1.3 進入21世紀中國無機鹽工業發展中的差距

與發達國家相比中國無機材料發展起步較晚，原始創新偏低，資源消耗過快，對綠色發展與污染治理及大數據、人工智能等缺乏深刻了解，實施清潔生產作為可持續發展戰略的重要手段舉步艱難。

1.3.1 資源稀缺與消耗過快

在無機鹽工業快速發展的同時，伴隨著大量礦物資源的消耗。經過長期、過度性開采，造成中國部分優勢礦產資源保障程度迅速下降。盡管近年來地質勘探技術不斷提高，但資源快速消耗的總體趨勢無法避免，少數稀缺的礦物資源必須依靠進口，資源安全已經成為中國可持續發展的核心。

1.3.2 污染治理的差距

長期以來無機鹽產業更多地單純追求產出量，生產中產生的固體廢物、廢水、廢氣等污染源對環境安全造成很大隱患。比如：由于資源化利用技術的瓶頸問題，中國目前磷石膏累計堆存量遠超過3億t，資源的浪費和污染治理成為制約磷化工產業可持續發展的關鍵。而且無機鹽產業的污染控制更多地僅停留在末端治理，因此綠色發展將成為無機鹽工業的產業發展方向［1-4］。

1.4 產業發展建議

1.4.1 清潔生產

污染物控制應盡快從早期的“先污染后治理”模式向“產生前從源頭的減量化”模式轉變。無機鹽工業生產應該通過工藝改進、原材料替代和設備更新等手段確定優先選擇減量化的工藝技術路線，實現社會經濟成本和環境負荷的降低。能耗高就意味著成本高、污染多、浪費大，只有減少能耗、實現綠色GDP，經濟才有發展前景。因此必須把清潔生產提到重要地位，絕不能以犧牲環境為代價來發展經濟［5］。

1）清潔生產的提出。1976年，“無廢工藝和無廢生產國際研討會”在巴黎召開，清潔生產正式提到議事日程。1992年，世界環境與發展大會和聯合國環境與發展大會通過了《21世紀議程》，首次正式提出了清潔生產概念，指出實施清潔生產是取得可持續發展的關鍵，所倡導的清潔生產作為可持續發展戰略的重要手段，即強調在產品生產過程中減少污染的產生，而只把末端治理作為一種輔助手段。

2）清潔生產的定義。所謂清潔生產是指由一系列能滿足可持續發展要求的清潔生產方案所組成的生產、管理、規劃系統。它是一個宏觀概念，是相對于傳統的粗放式生產、管理、規劃系統而言的。推行清潔工藝是實現工業可持續發展的最佳選擇和必由之路。面對經濟發展與環境保護的雙重壓力，可持續發展和清潔生產也必然成為中國必然的發展模式。

3）清潔生產的要求。中國于2003年1月1日起施行《中華人民共和國清潔生產促進法》，2016年5月修訂7月執行。新《中華人民共和國清潔生產促進法》包括以下要點：①促進清潔生產，兼顧經濟發展和環境保護的雙贏策略；②清潔生產要使用清潔的能源和原料，要求不斷地改進設計、采用先進的工藝技術與設備，改善管理，綜合利用；③從源頭消減污染，提高資源利用效率，減少或者避免生產服務和產品使用過程中污染物的產生和排放；④清潔生產要求對自然資源進行合理利用，投入最少的原材料和能源生產盡可能多的產品，節約能源和原材料，利用可再生能源或清潔能源、減少使用稀有原材料、循環利用物料等；⑤通過節約資源、降低損耗、提高生產效益和產品質量，達到降低生產成本、提升企業競爭力的目的；⑥清潔生產應包括減輕或者消除對人類健康和環境的危害、保護和改善生活環境與生態環境。生活環境是與人類社會生活密切相關的各種自然條件和社會條件的總和；生態環境是指生物有機體周圍的生存空間的生態條件的總和。

1.4.2 大數據

中國的大數據研究始于20世紀80年代，2012年起截至2019年8月大數據研究論文已達1.3萬篇、相關文獻9.8萬篇，中國的大數據研究與應用與世界發展趨勢同步。2011年，在“十二五”規劃中給出了大數據的內容；2015年，國務院發布《促進大數據發展行動綱要》，對大數據發展進行了全面規劃，提出大數據在工業和其他行業應用的發展方向，規劃大數據產業關鍵技術的開發。工業和信息化部發布的《大數據產業發展規劃（2016—2020年）》中指出：在“十三五”規劃時期內加快大數據及相關產業的開發和應用，經過多年的積累大數據相關技術已取得顯著的進展和突破，相關研究和應用的著力點應集中于增強大數據產品研發能力、開展工業大數據創新應用、促進行業大數據應用發展。

大數據的應用也應該是化工領域的發展方向［6］。無機鹽企業歷史悠久，產品品種有1 500多個，在運行過程中逐步產生和存儲了大量工業數據。如何通過大數據的應用創造效果，是化工領域大數據研究的長期目標，也是實現中國無機鹽行業從大到強的有效途徑。大數據的應用價值可以體現在以下幾個方面：

1）優化生產過程和改善設備運維是當前研究的重點。在生產排程與調度方面，依靠大數據技術推斷任務工期、機器折舊狀況等，及時獲知生產實際，綜合考慮工藝流程、設備產能、生產人員安排、原料和其他成本等約束條件，依靠遺傳算法等數據處理方法從生產過程的大數據中發現調度規則，作出生產計劃與排程優化。

2）根據設備設計、使用和維修等環節的信息采集、管理和分析，達成設備的持續穩定運轉，合理安排設備運維周期，提高設備的可用率。在故障診斷與預測方面，利用大數據將傳感器獲取得到的溫度、壓力、液位、流量、物料組成等參數，通過異常檢測算法、機器學習算法、決策樹等數據處理方式并合理運用知識庫實現故障的預警和及時診斷［7］。

3）提高生產自動化程度。簡化甚至部分代替人工操作，在降低人工工作量的同時提高生產效率［8-9］。

4）在質量檢驗與管理方面，利用大數據進行質量管控，可以通過對關鍵參數的獲取和利用，根據時間和工藝流程預測關鍵工藝指標，建立過程能力指數之間的相關性，系統預期和度量產品的最終質量性能。同時，將數據驅動與知識驅動相結合，將大數據質量管理模式與專家系統相結合，達成高效智能的質量追溯效果［10］。

2 過濾與分離技術在無機鹽工業上的應用

過濾與分離技術已經深入到國民經濟的各個領域。據有關資料報道，僅化學工業領域中大約80%的工藝都要應用到過濾與分離技術［11］。對液相與固相組成的物系，采用過濾與分離技術與傳統的熱力干燥、蒸發過程相比，在相同要求下可以大大節省能量，這種非熱力脫水、節能的過濾分離國內外科學技術領域已引起廣泛關注［12］。

無機鹽工業產品品種繁多、應用面廣，是基本化工原料，液固、氣固兩相的過濾與分離過程在無機鹽的生產中應用非常廣泛，是無機鹽產品生產工藝中的關鍵工藝過程與設備。

2.1 現有產品生產工藝中的應用

1）幾乎所有無機鹽產品都包括原料精制、對浸出物雜質去除，對中間產品精制脫液或洗滌，對蒸發、濃縮、冷卻、結晶過程中的中間產品脫液或洗滌，產品的過濾洗滌和與母液的分離。例如：鋰作為一種典型的、新世紀綠色能源和輕質合金的理想材料，是現代工業發展不可或缺的重要原材料，目前中國已經成為名副其實的鋰消費大國，而鹽湖鋰礦的提純和含氟碳酸鋰的回收工藝就涉及4步過濾、1步洗滌，可以說工藝中的1/3都是過濾與分離過程，要得到合格的高純碳酸鋰，從過濾介質到設備及過濾、洗滌過程都要選擇合理［2，13］。

2）無機鹽的生產經常會涉及從礦石中提取有用物質，物質的提純、浸出、洗滌及分離脫液必然會遇到液固、氣固兩相的過濾與分離。因而過濾分離技術與設備的選擇及確定合理的操作參數，并要求不斷地改進使用效果、功耗、工作效率等，均影響產品的成本和質量，也是無機鹽行業關注的大問題。

2.2 無機鹽生產中三廢治理的應用

當前生產過程中所產生的廢氣、廢液與廢渣的處理與再利用都離不開過濾分離技術與設備的選擇與科學使用。例如：為使青海海西地區的鹽湖尾礦資源化利用，通過物理法分離工藝成功提取出了食用氯化鉀、氫氧化鎂、氯化鈣、硫酸鎂及精制鹽等產品，整個工藝流程中涉及沉降、過濾、洗滌、脫水等多步過濾與分離過程和設備的應用［14］。

2.3 無機鹽行業發展的需求［2］

新品開發、挖掘新興趨勢、開拓新領域、貧礦開發、尾礦資源化利用等無機鹽行業發展的方向更是都與過濾與分離技術密不可分。例如：綠色能源的發展推動了儲能技術的進步，催生了鋰電池產業，也推動了鈷鹽、鋰鹽系列材料的發展、壯大；隨著鋰電池生產技術的進步及產品得到廣泛應用，帶動了關鍵的鈷、鋰電池材料的需求迅猛增長；汽車、建筑材料、能源材料的綠色化也將帶動相關無機材料的不斷發展，而鈷鹽、鋰鹽等無機鹽的先進生產工藝都少不了先進的過濾與分離技術。

總之，隨著工業生產和科學技術的迅速發展、社會需求趨勢的變化，造成當前資源極度消耗、個別資源稀缺，這些都對無機鹽工業提出了新的問題和挑戰。無機化工行業欲從大到強，清潔生產要求使用清潔的能源和原料、采用先進的工藝技術即不斷采取改進設計；可持續性循環經濟需要采取綜合利用等措施，過濾與分離技術是其中的關鍵技術，在無機鹽行業中具有廣闊的應用前景。

3 過濾分離技術的進步

3.1 中國是最早采用過濾分離技術的國家［12］

20世紀80年代改革開放后，分離機械從品種、性能、數量、質量上要求更高，引進技術和國外技術交流促進了過濾分離技術的發展。

隨著科學與工程技術的發展，過濾與分離技術的應用已涉及國民經濟多個領域，如資源、能源、環境保護、新材料、生物醫藥、石油化工開發等。從20世紀后期已經拓展到生物工程、新能源、新材料、水資源、電子信息、環保等高新技術產業。過濾分離技術廣泛應用于傳統工業、新興產業和高技術產業，是當今各個領域和新拓展的領域內不可或缺的科學技術。

3.2 過濾與分離是一門綜合技術

過濾與分離是一門綜合技術，它的基本過程是流體通過多孔介質的流動和固形物顆粒分離，這些過程都是發生在多相界面上，過濾分離是以多相流流體力學和滲透力學為基礎，與化學、物理化學、膠體化學和界面化學等知識密切相關［12］。

3.3 過濾與分離理論研究的難題

1）對濾餅過濾過程的理論研究始于19世紀，盡管近40 a來有了一些進展，但由于涉及的問題非常復雜，進展仍是緩慢的，還不能提出關聯物料特性和操作條件計算過濾性能的精確的理論公式。因此，過濾技術對實踐和經驗的依賴性很強。如從理論分析導出的過濾方程式中，對與濾餅性質有關的特征數值必須由實驗獲得。即使是從實驗中得到的參數，直接應用到生產中去，也還會發生某些偏差。因此，很多從事過濾分離理論研究的學者都非常強調實踐和經驗的重要性［15］。如：1977年F.M.Tiller等［16］指出，由于實驗數據的缺乏，在過濾設計中試驗和經驗仍起重要作用；2000年A.Rushton等［17］也指出，理論計算的滲透率僅用于缺乏運行數據時對其進行估算，而實測值比上述方程所得計算值很可能差1到2個數量級，這主要是計算方程還有許多參數沒有考慮；早年茹日可夫曾提出，過濾理論計算值與實際數值的偏差不超過25%就很理想。

2）盡管存在上述問題，仍不能否認過濾理論對過濾實踐的指導作用。對于濾餅過濾，理論方程揭示的一般規律在實際過程都被證明，所以過濾的理論研究和應用研究都是很有意義的。理論研究能夠導出反映實際過程的基本過濾方程，還必須通過實驗確定過濾方程中的各類數值并驗證各種理論［18］。

3）將人工智能技術用于過濾與分離過程的研究可以讓過濾技術更先進，讓分離過程更加智能化。如基于智慧工廠的大數據采集系統，可以建立過濾材料的智能優選系統；依托專家系統的經驗支撐，可以建立過濾分離效果評價打分機制；基于節能環保的特殊要求，可以建立智能化過濾分離后處理回收系統。當然對于過濾過程，對物料性質、過濾條件與過濾結果之間的關系，計算流體力學（CFD）是無法求解，作者曾用大數據的處理思路來解決問題，采用數據驅動算法對系統進行技術分析證明是可行的［19］。

3.4 難過濾物料的過濾［17］

3.4.1 難過濾物料及其過濾分離時遇到的問題

難過濾物料主要有：高黏度、高分散、高可壓縮物料；固相顆粒極小、軟體顆粒、不定形顆粒、稍加壓力濾餅比阻很大；特殊高黏膠（不定型物質）、軟體粒子、針狀微粒；形態多變、乳化物、易堵塞過濾介質而洗滌要求高的物料等。對這類難過濾物料進行過濾分離時會遇到以下問題：1）含有粒子或膠狀物質、可壓縮性較高、過濾不久阻力迅速上升，使過濾無法進行；2）形成的濾餅結構黏稠或致密、濾餅比阻迅速加大、過濾速度急劇下降；3）可壓縮性物料，濾餅易成糊狀，粘在過濾介質表面堵塞孔隙，阻止液體通過，使操作壓力迅速上升，需常清洗，并導致濾材壽命縮短；4）不能用絮凝、凝聚的物料，過濾介質又無法阻擋微小顆粒，致使濾液達不到所要求的澄清度。對于上述難過濾物料，必須采用強化過濾技術，以提高過濾效果。

3.4.2 對難過濾物料過濾分離時可采用的技術途徑［20-21］

強化過濾過程的技術也就是一種提高過濾分離效果的技術，它包括：物料進行預處理（預增濃、絮凝和凝聚）；加入表面活性劑或酶制劑；加入助濾劑的助過濾；限制濾餅層增厚的薄層濾餅過濾；采用強化過濾的集成工藝等。對難過濾物料過濾分離時可采用的技術途徑有以下幾種：

1）降低黏度。絕大多數化工原料為非牛頓型流體［22］，其流體流動呈現的性質難于牛頓流體，非牛頓型流體分假塑性和脹塑性等多種。假塑性流體隨剪切率上升而黏度下降，作者曾對立德粉、鈦白粉進行試驗，提高流體流速黏度就下降、過濾速度就上升；對于脹塑性流體，流體流速升高黏度就上升。

2）限制濾餅增長的薄層濾餅過濾。限制濾餅增長是為了增高過濾速率。減薄濾餅厚度也就降低了阻力。可以采用非穩態流、振動、動態過濾、交叉流，目的是為了減薄濾餅厚度，達到減小過濾阻力、提高過濾速率的目的［23］。

3）加入助濾劑。這是為了改善濾餅結構，降低濾餅阻力，提高過濾速率。

4）選擇合適的過濾介質。例如：對于一些液相黏度很大、固相顆粒直徑極小的非牛頓型流體（如化纖熔體），要盡量避免采用提高過濾壓力的方法，宜選用具有三維結構開孔率大且孔徑很小、截留精度高的過濾介質。

5）采用強化過濾的集成工藝。采用先進節能的過濾分離技術及設備、采用上述各種方法的組合，改善和強化過濾分離過程，進而提高過濾分離過程的效率及精度，節能降耗。

3.5 過濾介質的發展

過濾介質有：織造濾布，非織造濾布，抗腐蝕、耐高溫、精度高的金屬過濾介質和陶瓷過濾介質，及納米纖維過濾介質、多功能過濾介質、駐極體空氣過濾介質、選擇性過濾介質等。為保證濾布穩定不變形、精度高、易卸餅，熱處理、軋光、覆膜等濾布后處理技術應運而生。這里簡單介紹幾種先進過濾介質。

1）金屬燒結過濾介質。金屬燒結過濾介質有：燒結金屬粉末、燒結金屬絲網、燒結金屬纖維氈、金屬膜等幾種類型。金屬過濾介質除了具有強度高、耐腐蝕性強、耐溫高等特點，還具有孔型固定、孔徑分布集中、良好的滲透性、再生性好等過濾特性。表1對這幾種過濾介質對純水的滲透率進行了比較：金屬過濾介質主要用于液-固分離、氣-固分離、氣-液分離等。如：液體物料中貴金屬催化劑的回收，工業污水、凝結水的凈化處理，高溫煤氣與煙氣的過濾，工業氣體催化劑的回收，去除粒度50%＜15μm的氧化鋁和氫氧化鋁粉塵。

表1 幾種金屬過濾介質的滲透率［24］

2）陶瓷過濾介質。20世紀80年代中，芬蘭Outkump公司開發抗腐蝕、耐高溫、高精度的陶瓷膜過濾介質，用于有色金屬如Cu、Al、Pb、Zn、Ni等精礦的脫水；繼普通多孔陶瓷、蜂窩多孔陶瓷過濾介質之后，最近發展的第三代多孔陶瓷過濾介質就是泡沫陶瓷過濾介質；隨后又開發出孔隙率較高、阻力較小的陶瓷纖維過濾介質（見圖1）。

圖1 3種陶瓷過濾介質結構圖

陶瓷過濾介質可在高達1 000℃的溫度下工作，并且在氧化、還原等高溫環境下具有很好的抗腐蝕性而成為過濾的優良選材之一。以顆粒粉末燒結為主的低孔隙度結構，孔隙率約為38%；以纖維燒結為主的高孔隙度結構，孔隙率高達80%以上［25］。

3）非織造濾布。非織造濾布是采用非織造技術即通過機械、化學、熱壓或其組合方式將纖維結合而成。該技術是1942年由美國公司提出的，也稱為無紡布。非織造濾布的纖維互相交叉，形成的孔隙不規則，空隙率有的可高達80%。非織造濾布分：浸漬法無紡布和粘合劑纖維法無紡布；針氈式無紡布、水刺式無紡布和滾壓法無紡布；短纖維法無紡布和長纖維法無紡布。非織造濾布廣泛用于工業污染物排放治理、飲用水、污水處理、海水淡化、汽車、暖通空調等領域。提高非織造濾布過濾性能的方法就是降低纖維直徑，近年來通過靜電紡絲方法能夠紡出直徑低于500 nm的超細纖維，有科研人員［26］采用電紡絲方法制備的聚合物納米絲，再用負載技術使之牢固負載于普通的粗纖維上，制備超凈納米絲的過濾介質，其對空氣中1μm粉塵的過濾效率可達100%。

4）功能性過濾介質。功能性過濾介質是針對特定的環境要求（如抗靜電、拒水、拒油、阻燃、抗菌或抗病毒、清除有害氣體等）而開發的過濾介質［27］。如：①含催化劑的過濾介質，既是反應區的一個分離元件，本身又是催化劑，或者過濾介質是用催化活性物質進行處理而具有催化功能，它在對顆粒物進行捕集的同時，還可以反應脫除氣體中NOx、VOC等有害組分，除塵效率＞99.9%，NOx催化轉化率＞90%；②抗靜電過濾材料，通常使用抗靜電劑和導電纖維兩種方法來消除過濾材料上電荷的集聚，從而消除靜電，用于含涉爆粉塵氣體的分離凈化。還有利用阻燃纖維制成的具有較好的阻燃特性的過濾材料，采用納米技術開發的拒水拒油過濾材料等。

4 先進過濾分離技術在無機鹽行業的應用前景

4.1 先進過濾分離設備的應用

先進過濾分離設備主要體現在大型化、自動化和智能化。

1）大型化。由于選礦、濕法冶金、鹽湖等無機鹽行業處理量較大，要求過濾分離設備具有連續性且大型化。比如：青海鹽湖鉀鹽生產工藝采用多臺連續橡膠帶式真空過濾機進行過濾洗滌，近年來開發的大型連續橡膠帶式真空過濾機已被應用，其濾帶有效寬度為6 000 mm，過濾面積也達到163 m2。再如：濕法磷酸生產中常選用的真空轉臺式過濾機，目前單臺過濾面積最大均達到300 m2。

2）自動化和智能化。過濾分離設備的自動化和智能化一直是科技人員致力研究的方向，而在礦山、化工、有色金屬和環境保護等領域應用最多的廂式壓濾機的自動化和智能化更是大家創新研究的方向。近來Andritz分離公司報道利用先進測量元件開發出新一代壓濾機——智能壓濾機［28］。智能壓濾機在取得大量實際操作數據后，對其操作過程可以進行一系列優化和改進。①通過在液壓油系統設置對固體顆粒、含水量和油溫度監測裝置，將經驗數據與使用油的質量數據進行實時對比，優化液壓系統的液壓油更換。②智能化濾布清洗。濾布阻塞會影響生產能力及濾布使用壽命，需要及時清洗，每次清洗需要停車和消耗高壓水。智能壓濾機在進口安裝了壓力傳感器并對壓力變化進行比較，當進料后壓力快速上升時則會進行濾布清洗。③在濾板上安裝一個傾斜傳感器，進行濾板密封面污染狀況監測。④智能濾板。在濾板中安裝電磁波傳感器，由于電磁波會影響偶極水分子的排列，從而通過介電常數可以計算出排列偶極分子所需的能量，濾餅中水分越高所需的能量越大，利用實驗數據的對比可以測量出濾餅的含濕量。⑤在線監測濾餅的洗滌效果。壓濾機中濾餅的洗滌效果是衡量一個操作循環是否完成的重要依據，在濾板對角線上安裝傳感元件監測濾室內電導率和溫度來了解洗滌效果，在相同過濾條件下能夠優化操作循環時間。⑥使用射頻技術來跟蹤濾布的使用和更換，該技術已經在南美一個鐵礦石和鎳生產企業中應用。⑦操作安全智能監控，用來監控壓濾機進料壓力溫度，使壓濾機在一個安全的范圍內操作。這一套監控系統可以通過智能手機、電腦使壓濾機的操作情況實現實時顯示，也可以實現必要的報警。當壓濾機在工廠中有多臺進行操作和備用時，系統還可以收集每臺設備數據計算出每臺使用效率，如果有某一臺低于設定值時則可以啟動備用機而把低于設定值的設備進行完整清洗，從而使整個生產系統保持在最佳工作狀態。例如：鈦白粉生產中固液分離工藝與設備的優劣是鈦白粉生產裝置高質量、低成本、高效益、環保優良的重要核心技術之一，其中料漿、漂白料漿和包膜處理料漿的過濾與洗滌均要用到廂式壓濾機。該智能壓濾機若能在鈦白粉生產中應用，將會大大提高生產效率、節能降耗。

4.2 先進過濾介質的應用

過濾介質作為過濾設備的核心也隨著日益增長的社會需求發展迅猛，比如：磷酸行業中磷石膏的過濾，由采用普通的復絲濾布到經過軋光處理的復絲濾布、單復絲交織濾布、單絲濾布，以解決磷石膏容易在濾布中板結、濾布再生困難、更換頻繁的問題；濾布的織造技術和熱處理技術的提高使得濾布的穩定性更好，為帶濾機的大型化提供了保證；抗腐蝕、耐高溫、高精度的陶瓷膜過濾介質用于有色金屬如Cu、Al、Pb、Zn、Ni等精礦的脫水，由于毛細管作用和微孔陶瓷的親水性，容易脫水，使之阻力小、處理能力大、濾餅含水低；濾布過濾精度由過去的5μm提高到1μm，比如：開發的聚苯硫醚（PPS）、聚四氟乙烯（PTFE）過濾介質可以用于有耐腐蝕、耐高溫要求的無機精細化工場合，開發的超高分子量聚乙烯（UHMWPE）過濾介質可用于北方低溫環境的過濾。

4.3 智能化過濾分離技術的應用

過濾分離過程實踐性強，涉及過濾材料的選擇及性能評價、物料性質、過濾條件等一系列因素，都是影響整個過濾分離過程的關鍵，這些條件的限制無疑增加了過濾分離過程的難度，計算流體力學（CFD）也是無法求解。人工智能有望助力過濾分離領域的研究及工程應用邁上新的臺階。比如：人工智能在高黏度難過濾物料強化過濾過程中的應用，該過程物料性質、過濾條件與過濾結果之間的關系的研究難以用一般計算機模擬計算來代替，因此作者的研究從己有實驗數據為基礎出發，采用數據驅動算法進行技術分析（軟測量技術soft sensor technology），用計算機采用神經網絡（BP法）和支持向量機（SVM法）來預測一定過濾條件下的濾餅過濾的性能的變化，結果證明是可行的。也即：不必面對有大量的變化因素、實踐性非常強的液固兩相過濾與分離的難題，可以采用數據驅動算法來替代大量實驗進行預測。已有學者基于SVM對高黏度物料強化過濾過程建立過濾過程在線預測系統［29］；也有將SVM算法與遺傳算法（GA）相結合在廢水處理領域應用，可以實現工藝參數的優化。