1、概述

微細(xì)粒物料懸浮液的固液分離是化工、冶金及許多加工業(yè)中的重要作業(yè)。這些懸浮液的共同特點(diǎn)是固體顆粒粒度細(xì)(一般小于10 wn)、沉降速度慢、漿體粘度大、可濾性差等。在這些條件下，一般需要很大的分離面積及相當(dāng)高的過(guò)濾壓力，常規(guī)的脫水設(shè)備(脫水篩、離心過(guò)濾機(jī)、真空過(guò)濾機(jī)等)通常不能滿足脫水要求，目前過(guò)濾微細(xì)粒物料的有效設(shè)備是壓濾機(jī)。

壓濾機(jī)的發(fā)展已有很長(zhǎng)的歷史，早在19世紀(jì)中葉就已有間歇式板框壓濾機(jī)問(wèn)世，但是舊式板框壓濾機(jī)都需要人工卸料，勞動(dòng)強(qiáng)度大，從而限制了壓濾機(jī)的應(yīng)用。1958年自動(dòng)板框壓濾機(jī)研制成功，壓濾技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，在許多行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)代壓濾機(jī)根據(jù)工作的連續(xù)性可分為連續(xù)型和間歇型兩類，連續(xù)型壓濾機(jī)的給料和排料是同時(shí)進(jìn)行的，如帶式壓濾機(jī)和氣壓罐式連續(xù)壓濾機(jī)等，連續(xù)型壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)通常比較復(fù)雜，至今的使用仍不如間歇式板框壓濾機(jī)那么普遍。間歇型壓濾機(jī)的人料和排料是周期性進(jìn)行的，一般分為給料、濾餅洗滌、壓榨脫水、卸料和沖洗濾布5個(gè)階段。根據(jù)結(jié)構(gòu)型式可將現(xiàn)有壓濾機(jī)分為:板框式壓濾機(jī)、加壓葉濾機(jī)、帶式壓濾機(jī)和氣壓罐式連續(xù)壓濾機(jī)等，其中前兩者屬于間歇型，后兩者屬于連續(xù)型。加壓過(guò)濾機(jī)的優(yōu)點(diǎn)有:過(guò)濾速率高;結(jié)構(gòu)緊湊;間歇操作的加壓過(guò)濾機(jī)適用范圍廣，造價(jià)低。其缺點(diǎn)有:間歇加壓過(guò)濾機(jī)雖經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)，仍難以適應(yīng)連續(xù)過(guò)程，在很多應(yīng)用場(chǎng)合操作費(fèi)用較高;連續(xù)加壓過(guò)濾機(jī)的應(yīng)變性差，設(shè)備投資大。

2.0板框壓濾機(jī)

板框壓濾機(jī)其基本結(jié)構(gòu)就是將若干塊濾板和濾框壓緊在一起構(gòu)成若干個(gè)過(guò)濾室過(guò)濾漿料。目前市場(chǎng)上的板框壓濾機(jī)種類繁多，一般分為全自動(dòng)及半自動(dòng)兩大類，所謂全自動(dòng)板框過(guò)濾機(jī)就是所有板框的開合、壓緊、進(jìn)料、洗滌、卸餅、濾布再生、吹氣等作業(yè)全部由計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)進(jìn)行，而半自動(dòng)則有較多的或全部的作業(yè)由人工進(jìn)行操作。板框壓濾機(jī)還可以根據(jù)濾板的安裝配置方式進(jìn)行分類，有板框垂直于地面的臥式和板框平行于地面的立式兩種。臥式比立式便于操作和檢修，更易于向大型化發(fā)展，面積大，而立式的面積有限。根據(jù)壓濾機(jī)中有無(wú)壓榨過(guò)程分為壓榨式和無(wú)壓榨式兩種。現(xiàn)在大量實(shí)際應(yīng)用的壓濾機(jī)為復(fù)合型，形式交叉，型號(hào)多種。下面就列舉幾種比較常見(jiàn)的板框壓濾機(jī)在生產(chǎn)中的應(yīng)用情況。

2.1多程板框壓濾機(jī)用于過(guò)濾脫色液中的粉狀活性炭

多程板框壓濾機(jī)是板框壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，再配以聚丙烯微孔濾膜為過(guò)濾介質(zhì)，彌補(bǔ)了板框壓濾機(jī)在過(guò)濾一些難濾物料時(shí)的缺陷。它既保持了板框壓濾機(jī)過(guò)濾面積大、過(guò)濾速度快的優(yōu)點(diǎn)，又提高了濾液質(zhì)量，簡(jiǎn)化了拆框的清渣、清洗工序，使過(guò)濾效率顯著提高。該設(shè)備適用于處理的濾渣顆粒粒度變化大、過(guò)濾效果要求高，或者過(guò)濾母液濾渣含量低但濾渣價(jià)值很高的工藝。

多程板框壓濾機(jī)的“多程”是指在一臺(tái)板框壓濾機(jī)中物料經(jīng)過(guò)不同過(guò)濾介質(zhì)的多次過(guò)濾，連續(xù)經(jīng)過(guò)各過(guò)濾段。一般實(shí)際應(yīng)用最廣的是雙程過(guò)濾，少數(shù)用三程過(guò)濾。雙程過(guò)濾由粗過(guò)濾段、細(xì)過(guò)濾段組成;三程過(guò)濾由粗過(guò)濾段、細(xì)過(guò)濾段、精細(xì)過(guò)濾段組成。

在精細(xì)化工和制藥工業(yè)中，特別是原料藥和制劑的生產(chǎn)中大量利用粉狀活性炭進(jìn)行脫色，脫色后粉狀活性炭的過(guò)濾是否徹底，直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量，因而粉狀活性炭的過(guò)濾設(shè)備成為化工、制藥生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備之一。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)粉狀活性炭過(guò)濾至今沒(méi)有理想的方法。國(guó)內(nèi)常用真空抽濾、壓力罐壓濾，或采用以濾布為過(guò)濾介質(zhì)的板框壓濾機(jī)。由于國(guó)內(nèi)的濾布過(guò)濾精度不高，一般要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的反復(fù)循環(huán)過(guò)濾才能得到澄清濾液，因而濾液難以絕對(duì)保證質(zhì)量，常常產(chǎn)生漏炭引起質(zhì)量事故。國(guó)外一般采用三級(jí)過(guò)濾，由于經(jīng)過(guò)三種不同的過(guò)濾機(jī)，因而操作麻煩、成本高。目前采用多程板框壓濾機(jī)過(guò)濾粉狀活性炭，經(jīng)過(guò)十多個(gè)廠家的使用，效果比較理想。如果采用雙程過(guò)濾，粗濾段采用5 pm左右的微孔濾膜或過(guò)濾精度高的濾布，細(xì)濾段采用1 PM左右的微孔濾膜，選樣能一次性地將活性炭截留，過(guò)濾徹底，無(wú)需循環(huán)過(guò)濾。通過(guò)壓縮空氣吹干或抽真空后從板框壓濾機(jī)卸出的活性炭濾餅可以是干渣。由些可見(jiàn)，用多程板框壓濾機(jī)來(lái)過(guò)濾脫色液中粉狀活性炭，過(guò)濾速度快，以1500L脫色液為例，活性炭在8一10kg，過(guò)濾時(shí)間約為40 min;使用成本低，30微米厚的徽孔濾膜可以重復(fù)使用15一20次。

2.2 板框壓灘機(jī)在告油生產(chǎn)中的應(yīng)用

醬油的提取，是將醬酷里的氨基酸等有效成分，溶解于浸泡液，再采用壓榨機(jī)或自然滲濾法使其與醬渣分離的過(guò)程，在醬油生產(chǎn)中占有非常重要的地位。因此，如何合理選用較先進(jìn)的壓榨設(shè)備，對(duì)提高原料利用率，改善工人勞動(dòng)強(qiáng)度，促進(jìn)釀造行業(yè)的發(fā)展，是重要的課題之一。目前國(guó)內(nèi)除極個(gè)別醬油廠家使用板框壓濾機(jī)外，絕大多數(shù)未見(jiàn)使用，以湘潭市第二制醬廠為例，該廠對(duì)板框壓濾機(jī)的使用為制醬行業(yè)，尤其是為傳統(tǒng)稀醒發(fā)酵工藝壓榨淋油方面，闖出了一條新路子。

經(jīng)過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐證明，使用板框壓濾機(jī)經(jīng)75 min壓榨后，能使醬醒水份降至47%左右，與自然滲濾法相比醬渣含水量低38.30%，完全符合生產(chǎn)要求，也為下一道工序— 醬渣處理打下了良好的基礎(chǔ)。與水壓機(jī)相比(同等生產(chǎn)能力)，該設(shè)備具有投資減少9倍左右，完成壓榨工序時(shí)問(wèn)可縮短8倍以上，同時(shí)該設(shè)備還能壓榨醬渣兩次，適合目前制醬行業(yè)的生產(chǎn)水平。

2.3 自動(dòng)板框壓濾機(jī)處理鋼鐵污泥

鋼鐵污泥的主要成分是懸浮物，并含有少量的油類。軋鋼污泥懸浮物中含有較高量的鐵及鐵的化合物，其含量大約占懸浮物的30%一40%。因此，軋鋼污泥比重大，粘度小。軋鋼污泥、混合型污泥經(jīng)濃縮池濃縮處理后含水率為95%。

鋼鐵污泥中的軋鋼污泥或混合污泥，在濃縮池經(jīng)3-4h的自然沉降濃縮處理后，污泥的含水率下降至95%時(shí)，由污泥泵送至儲(chǔ)泥罐，同時(shí)加人絮凝劑— 聚丙烯酞胺，配制濃度為0.1%，計(jì)量泵控制投加量。在儲(chǔ)泥罐中進(jìn)行聚凝反應(yīng)后，再由污泥給料泵送至褥框壓濾機(jī)過(guò)濾室進(jìn)行脫水處理，最大進(jìn)料壓力控制在小于或等于0.8 MPa。用0.8 MPa的壓縮空氣吹掃過(guò)濾室，濾液排出，成型的濾餅自動(dòng)卸料，落人翻斗車外運(yùn)。翻板閉合，自動(dòng)沖洗濾布，沖洗水經(jīng)翻板收集，自流去再處理裝置。濾布沖洗，在板框壓濾機(jī)多次脫水處理污泥后，濾布網(wǎng)眼受阻，脫水效果下降時(shí)進(jìn)行沖洗處理。

自動(dòng)板框壓濾機(jī)在污泥脫水工序的主要任務(wù)是將含水率較高的污泥進(jìn)行機(jī)械脫水處理。使濾餅的含水率控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，滿足污泥運(yùn)輸要求，防止二次污染的發(fā)生，及便于污泥的綜合治理。

鋼鐵污泥運(yùn)輸主要決定于污泥的含水量多少，含水量多運(yùn)輸量大，容易造成二次污染;含水量少，運(yùn)輸量小，但處理費(fèi)用高。一般要求濾餅的含水率在50%一70%。國(guó)產(chǎn)設(shè)備可達(dá)到設(shè)計(jì)要求。鋼鐵污泥脫水處理后，濾餅含水率在50%左右，自動(dòng)卸料。濾布上基本不留污泥，每周只須清洗2次。

2.4 板框壓濾機(jī)在微細(xì)粒鐵精礦過(guò)濾中的應(yīng)用

微細(xì)粒鐵精礦(以下簡(jiǎn)稱泥礦)的脫水作業(yè)，由于沒(méi)有可靠的設(shè)備和完美的工藝而成為難題。以梅山選礦廠為例，梅山鐵礦富礦中主要含鐵礦物有磁鐵礦、假象和半假象赤鐵礦、菱鐵礦和黃鐵礦等。主要脈石礦物有碳酸鹽類礦物、石英和粘土類礦物。礦體直接頂板是高嶺土化、碳酸鹽化及矽化安山巖。由于采用無(wú)底拄分段崩落法采礦，廢石混人率高達(dá)15%一20%，采出礦石鐵品位。

使用板框壓濾機(jī)以后，能有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)、泥、粘物料的脫水。板框壓濾機(jī)投人脫水流程之前，由于泥礦與粗粒鐵精礦難以用內(nèi)濾機(jī)同步回收，致使細(xì)粒泥礦在脫水流程中不斷積聚，最后由直徑50 m濃密機(jī)溢流中溢出，一部分進(jìn)人曝曬池沉淀，一部分隨溢流進(jìn)人秦淮河，雖然幾經(jīng)清理，仍然對(duì)周圍環(huán)境造成嚴(yán)重污染。投人流程之后，板框壓濾機(jī)處理細(xì)粒泥礦，實(shí)踐證明脫泥率10%的情況下，保持了細(xì)粒部分在整個(gè)流程中的平衡。減少了直徑50 m濃密機(jī)跑泥，改善了對(duì)環(huán)境的污染。板框壓濾機(jī)對(duì)平均粒徑8 微米的梅山微細(xì)粒鐵精礦進(jìn)行壓濾時(shí)，不加任何助濾劑即可獲得12.5%水分的壓濾餅，其利用系數(shù)達(dá)25 g/h。從實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，板框壓濾機(jī)既是最古老又是目前應(yīng)用最多且最成功的壓濾設(shè)備。

4 Conclusion

隨著新型壓濾機(jī)的出現(xiàn)，必將把壓濾機(jī)的發(fā)展、制造和使用推到一個(gè)新的水平，它將給設(shè)計(jì)部門提供合適的選擇，給現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)改造提供理想可靠的設(shè)備。今后壓濾機(jī)將沿著以下方面繼續(xù)完善:

將多種固液分離及脫水的方法集于一身，在可能的條件下增加過(guò)濾、擠壓、吹氣的壓力，用簡(jiǎn)單可行的調(diào)節(jié)產(chǎn)品水分的辦法來(lái)滿足用戶的要求。

不斷引用新材料，使壓濾機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量較輕和容積更為有效，并結(jié)合可靠的控制系統(tǒng)，使設(shè)備循環(huán)時(shí)間大大縮短，同時(shí)具有較高的處理能力。

以環(huán)保概念和綠色產(chǎn)品的思想來(lái)設(shè)計(jì)工作部件，減少能耗，節(jié)約時(shí)間，減少維護(hù)，降低成本，并大大提高零部件的壽命。

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