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压滤机的创新——在需求中探索

压滤机的创新——在需求中探索

葛藏藏
摘要 压滤机在满足工业工艺的改进中发展、创新。
关键词 需求 提高 新型压滤机
压滤机是悬浮液固、液两相分离的常用设备,鉴于它对物料的固相粒度的粗细,物料的固相含量(浓度)适应性强,过滤效果好,又机器结构远比各式离心分离机安全、可靠。因而被广泛应用于化工、轻工、石油、制药、食品、冶金、煤矿、环保等领域。压滤机也在不断满足工业工艺的需要中创造、发展。
压滤机用于悬浮液固、液两相的分离。工艺要求不外乎滤速、滤液的含固量、滤饼的含液量、滤饼的洗涤效果。设备的自动化程度和安全等等。人们也真是在提高性能中设计制造新型压滤机。
一、滤速(单位时间的处理量)
涉及滤速的主要因素有物料的特性、过滤压力、进料速度、滤布的可滤性等等。
1. 过滤压力(给料压力)
过滤终端压力,一般板框式0.6~0.8 Mpa,厢式0.8~1.0 Mpa。其实过滤压力随时间而变化。或者说随滤室的充满程度,滤饼的不断地增厚,过滤阻力的逐步增加而差异。实践证明,进料方式采用低压给料(或自压),高压压料的变压进料方式有利于初始时减少滤室两侧的压力差,防止或减少滤板受压损坏。另给料初期尚未形成滤饼,随着时间的推移,滤饼逐渐堆积增厚。滤液排出的阻力亦增加。此时;加大给料压力,既能缩短压滤机的压滤时间,增加压滤机的滤速,又能使滤室充满滤饼,降低滤饼的含水量,提高压滤机的工作效率。
同样给料压力的增大,滤饼比阻也相应变大,过滤速度下降。因而并非过滤压力越大,过滤速率越快,这是必须注意的。尽管如此,在工业过滤领域,通过提高过滤压力来提高过滤速率,仍然为人们普遍追求且有效的方法。
近年来压滤机的滤板已生产至2000 mm×2000 mm或更大。过滤压力已提高至1.4~1.6 Mpa。
2. 进料速度
人们希望加快进料速度,用比较少的时间使滤室充满滤饼。完成一个周期的压滤。
压滤机的进料是通过泵来实现的。初始时,给料压力小,终了时压力宜在过滤压力值。
通常泵的特性曲线,即流体流量与流量出口压力图。低压力、大流量、小流量、高压力、恰好符合压滤机进料速度和压力的要求。可选择相对小的配套电动机的功率。
二、滤液的含固量
即滤布能截留固相物的粒度和能量。人们希望找到一种过滤速率快,滤饼含湿量低、能截留尽量小的粒度,以及滤饼有良好剥离性能的过滤介质。
三、滤饼的含水量滤饼含水量
随着过滤压力上升而下降非常迅速。当压力达到一定值时,这种趋势则会明显趋缓。降低滤饼的含水量,可采取如下方法:
1. 提高滤浆的浓度
滤浆浓度增加,滤饼的含水量低。
2. 从压滤机压紧板端通入压缩空气,将进料通道内的悬浮液(含有较多液相的物料)送回料槽。
3. 从洗、出液孔通入压缩空气置换滤饼中的液相,降低滤饼的含水量。
4. 采用隔膜压榨,直接挤压滤饼去水,提高滤饼的干度。
在隔膜材料上,除了橡胶外,近年增加了聚丙烯。为了促使隔膜更好地鼓凸,降低了隔膜厚度并出现了角进料的设计,减少或防止了进料处周围挤压困难,该处滤饼偏湿的现象。
四、滤饼的洗涤
很多情况下,滤饼需要洗涤。洗涤过程实际上是一种置换和稀释的过程。防止洗涤水“短路”“盲区”,就可以改善洗涤效果。即防止滤饼塌陷,就能够改善洗涤质量。但是松散的滤饼在洗涤水的冲击下,会出现上述情况。同样较高含水量的滤饼,势必给洗涤带来困难。
实践证明,滤饼水洗前进行压榨,使滤饼较干,且在洗涤时不至于产生裂缝和塌陷。这样可以减少洗涤用水量,缩短洗涤时间,优化洗涤效果。
五、设备的安全
为保证正常工作和安全操作,所有滤室必须在受压下,方可悬浮液加压进入滤室完成压滤工作。也只能在压紧状态,方能通入压缩空气置换吹干滤饼及隔膜压榨滤饼去水。
1.压紧力
压紧力的设计计算很重要。现将几种计算公式列下:
通用机械研究所推荐  
F=[AF×PF+(AG-AF)×3PF]×1000
式中F——压紧力(kN)
AF——过滤面积(m2)
AG——滤板面积(m2)
PF——滤室内工作压力MPa
德国lenser co.推荐
Fmin——0.5×AF×PF×1000×Sl(kN)
Fmax——Fmin×(AG-0.5AF)×0.5×PF×1000(kN)
式中
Fmin——必需的压紧力(kN)
Fmax——最大允许的压紧力(kN)
S1——安全系数~1.3
德国KlinKau co.
F——AG×PF×1000×Sk
式中F、AG、PF同上
Sk——安全系数-1.06
从公式可以看出,压紧力是在过滤压力值下算得的。其实初始阶段(滤室还没有充满时),过滤压力当未升高或升高速度很慢,所以不大的压紧力;即可达到进料过滤时,滤板间不漏液。过滤的后阶段,滤室充满滤饼,滤阻增大,过滤压力迅速提高。其时,压紧力值应满足设计计算值。
压滤机是在设定的压紧力,即额定液压工作压力油输入液压缸,推动活塞杆及与之相连的压紧板将滤板、滤布压紧在机架中,然后进料过滤。
注意!未进料时压紧滤室,压紧力是在滤板(滤布)受压应力应变状况下形成的,是平衡的。当进料时,一个与压紧力方向相反的进料压力帮助滤板弹性复原应变,作用力失去平衡,压力表会出现上升数值。压紧力超越原设定值。
压力上升幅度随进料速度、物料特性和过滤状况有关,这点设计者应予于考虑。试求一个初始压紧力的最佳值,予以压紧。此后,随过滤压力的升高,使压紧力按需升高,达到设计值。但是,具体实现起来比较困难。
六、压滤机的自动化
压滤机从压紧、翻板、放松、自动拉板、振打卸料,毛刷冲洗滤布实现了自动化。通过PLC控制还可实现进料、洗涤、隔膜压榨等全自动操作。煤矿洗煤后采用压滤机脱水。因滤饼与滤布间的粘着力小,选用合适的或经特殊加工的滤布,滤饼具有良好的剥离性能。通常采用一次性拉开所有滤板或分组拉开若干块滤板,实现快速卸饼,缩短生产周期,提高生产率。
[作者简介]葛藏藏,男,大学学历,工程师,浙江建华集团压滤机有限公司常务副总经理、总工程师。

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