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板框式过滤设备离心机

过滤悬浮液的设备离心机可按其操作方式分为两大类:间歇式过滤机与连续式过滤离心机机。间歇加压过滤机广泛地应用在精细化工生产中的染料、颜料、农药、粘合剂、表面活性剂、食品添加剂、涂料等。加压过滤的优点如下:

⑴对悬浮液特性的适应性强;

⑵结构简单、容易操作;

⑶过滤压力高,滤饼含湿率低;

⑷过滤面积的选择范围广;

⑸操作稳定,单位过滤面积占地小。

一、板框式压滤离心机

板框压滤离心机是由许多块滤板和滤框交替排列而成。板和框都用支耳架在一对栋梁上,可用压紧装置压紧或拉开。板框压滤机的结构形式,有滤板和滤框交叉排列以形成内部覆有过滤介质的复式滤室和没有滤框而在较厚滤板的两侧形成凹入部分的单式滤室一般压入过滤的操作压力为0.3~0.5MPa,不超过0.8MPa。

板和框多做成正方形,板、框的角端均开有小孔,装合并压紧后则形成供滤浆或洗水流通的孔道。框的两侧覆以滤布,空框与滤布围成了容纳滤浆及滤饼的空间。滤板又分为洗涤板与非洗涤板两种,其结构与作用有所不同。为了组装时易于辨别,常在板、框外侧铸有小钮或其他标志,故有时洗涤板又称三钮板,非洗涤板又称钮板,而滤框则带二钮。装合时即以单钮框-双钮框-二钮框-又钮框……的顺序排列板与框。所需框数由生产能力及滤浆浓度等因素决定。每台压滤机的总框数不超过60个。当所需框数不多时,可取一盲板插入,以切断滤浆流通的孔道,后面的板的框即失去作用。

过滤时,悬浮液在指定压强下经滤浆通道由滤框角端的暗孔进入框内,滤液分别穿过两侧滤布,再沿邻板板面流至滤液出口排走,固体则被截留于框内。待滤饼充满全框后,即停止过滤。

若滤饼需要洗涤时,则将洗水压入洗水通道,并经由洗涤板角端的暗孔进入板面与滤布间。此时应关闭洗涤下部的滤液出口,洗水便在压强差推动下横穿一层滤布及整个滤框厚度的滤饼,然后再穿过另一层滤布,最后由非洗涤板下部的滤液出口排出。这样安排的目的可提高洗涤效果并减少将滤饼冲出裂缝而造成短路的可能。

洗涤结束后,旋开压紧装置并将板框拉开,卸出滤饼,清洗滤布、整理板、框重新装合,进行另一个操作循环。

滤液的排出方式有明流与暗流之分。若滤液经由每块滤板底部小管排出,则称为明流。明流便天观察各块滤板工作是否正常,如见到某块滤板出口滤液浑浊,即可关闭该处阀门,以免影响全部滤液质量。若滤液不宜曝露于空气之中,则需将各板流出的滤液汇集于总管后送走,称为暗流。暗流在构造上比较简单,因为省去了许多排出阀。

板框式压滤离心机的规格范围广,精细化工领域内应用最多的过滤面积为40~60m2。也用80~100m2的。板框尺寸以800×800mm和1000×1000mm居多,国外则以1200×1200mm最多。板框的材料,一般采用木材和铸铁。木材的优点是:价格便宜、容易加工、重量较轻。缺点是:容易变形、容易泄漏、使用寿命短。铸铁的优点是:结实耐用、耐碱性介质。缺点是:重量大、不耐酸性介质、容易损坏滤布。近年来板框压滤离心机多数均由聚丙烯或玻璃纤维增强聚丙烯材质制成。它的优点是:耐腐蚀、重量小、能耐温达90℃。

板框压滤离心机结构简单、制造方便、占地面积小而且过滤面积大、操作压强大、适应能力强,应用颇为广泛。但其主要缺点是需要人工拆卸、间歇操作劳动强度大。

滤饼的洗涤 滤饼洗涤的目的在于回收滞留在颗粒缝隙间的滤液。由于洗水里不含固相,故洗涤过程中滤饼厚度不变。因而,在恒定的压强差推动下洗水的体积流量不变。

θw=Vw/(dV/dθ)ws

式中Vw——洗水用量,m3;

θw——洗涤时间,s;

(下列W表示洗涤操作)。

(dV/dθ)w=1/4(dV/dθ)E

2(q+qe)dq=Kdθ,

则dq/dθ=K/2(q+qe)

而(dv/dθE)=KA/2(q+qe)m3/s

在此式中将过滤终了时的滤液量,q代入,则(dV/dθ)E即为过滤终了时的滤液速率。

θw’=θw(μw/μ)(△P/△Pw)

θw’——校正后的洗涤时间,s;

θw——未经校正的洗涤时间,s;

μw——洗水粘度,Pa·s;

μ——滤液粘度,Pa·s;

△P——过滤终了时刻的推动力,N/m2;

△Pw——洗涤时的推动力,N/m2。

压滤离心机的生产能力 过滤机的生产能力通常是指单位时间获得的滤液体积,有时也可按滤饼的产量或滤饼中固相物质的产量来计算。

板框压滤机为间歇操作,其特点是在过滤机上依次进行过滤、洗涤、卸渣、清理、装合等步骤的循环操作。在每一循环周期中,全部过滤面积只有部分时间在进行过滤,而过滤之外的各步操作所占用的时间也必须计入生产时间内,因此在计算生产能力时,应以整个操作周期为基准。操作周期为:

T=θ+θw+θD

式中T——一个操作循环的时间,即操作周期,s;

θ——一个操作循环内的过滤时间,s;

θw——一个操作循环内的洗涤时间,s;

θD——一个操作循环内的卸渣、清理、装合等辅助操作所用的时间,s。

Q=3600V/T=3600V/θ+θw+θDm3/h

式中V——一个操作循环内所获得的滤液面积,m3;

Q——生产能力,m3/h。

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