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壓濾機的起源和發展趨勢

2017-03-20 [1878]
 

1.壓濾機的起源

在國內

       在漢代我國就在釀酒工藝上使用了簡單的壓濾過濾器材,連酒糟一起飲用是我國自古以來的酒的飲用方式之一。漢.韓嬰在《韓詩外傳》卷四中有:“桀為酒池,可以運舟,糟丘足以望十里。”的記載,這個記載雖然帶有夸張的性質,但已反映出了當時的統治者已開始進行了一定規模的釀酒生產,并采用了一些生產工藝分離出了酒液和酒糟。

       我國直到1965年由輕工業部組織的黃酒壓濾機的試點中,介紹和推廣了BKY54/820氣模式板框壓濾機,該機同時具備了壓榨和過濾兩項功能,因此獲得了國家國家發明三等獎。結束了我國傳統的人力壓榨過濾方式。

在國外

        在19世紀初期,由于德國人酷愛飲酒,酒類供不應求,當地某酒類制造商為了加快酒的壓榨和過濾,發明了世界上臺板框式壓濾機,大大的加快了工作效率,提高了壓濾質量。一直延續到今天,壓濾機已經成為工業生產和應用中很重要的設備。

壓濾機

壓濾機外觀圖

2.壓濾機的發展

2.1代壓濾機

        代壓濾機,它適用于高灰分、細粒度、高粘度的煤泥和尾煤的脫水,也適用于精煤的脫水。產品的水分約為20%~22%,濾液濃度為0.1~0.03g/l。但它還有不足之處,主要表現在4個方面:處理能力小,間歇生產,壓濾時間長;機體笨重,占用空間大;操作復雜,操作成本高;濾布耗量高,濾板壽命短,維修量大。

代壓濾機

代壓濾機圖

2.2第二代壓濾機

    針對代壓濾機的缺點,壓濾機廠家進行了很多改進,主要有以下幾方面。

    (1)濾板材質:為了增大處理能力、加大過濾面積,需要增加濾板的片數和濾板的面積,除鑄鐵濾板外,出現了新的化工材質濾板。

    (2)濾板結構:采用新的鋼制加固板的濾板,在濾板表面膜壓一層橡膠薄膜和橡膠周邊,這種濾板重量輕,易于維修,防腐性好。

    (3)濾板支撐:由于有的廠家仍用鑄鐵濾板,加大每塊的尺寸及數量后,重量增加,所以將在濾板兩邊支撐的結構,改為上部懸掛結構,濾板吊掛在上部梁上。

    (4)多路進料:加快了入料時間,使煤漿在整個濾面上均勻分布,減少壓力不平衡現象。

    (5)液壓缸:與頭板相連的液壓缸,由于濾板大,僅壓在中心,顯得四周壓力不足,尺寸也太大,所以改用多缸結構。

    (6)拉開裝置:拉開濾板裝置更簡單可靠,大大縮短了拉開時間,使卸餅時間減少。

    (7)安全設施:在濾板的側面設置光電安全屏蔽,作為監控和安全措施。當操作人員身體遮斷光電管的光束時,濾板停止移動,當人員離開光束,設備自行啟動。

    (8)自動化:有些廠家已研制出連續生產的全自動化壓濾機。

    第二代壓濾機,其最主要的特點是濾板的改變。這種新濾板形成濾室,厚度是可以變化的,該濾板稱為薄膜濾板。

    這種新型壓濾機的工作過程與代壓濾機的不同之處是在“壓濾過程”結束后,被擠壓到濾板表面上的橡膠薄膜與濾板之間的給入壓縮空氣或水使橡膠薄膜鼓漲。這種工作過程稱之為“擠壓過程”。擠壓脫水是濾餅脫水的有效方法,由于組成濾餅顆粒間有很多空隙,當濾餅受到擠壓作用時,由于顆粒之間的位移和變形,使得濾餅內空隙變小而擠出部分濾液,從而降低濾餅的水分。在擠壓過程中,開始,濾餅受擠壓明顯變形,隨后濾餅變形明顯下降,水分下降變得緩慢。排出濾液的多少,取決于對濾餅的擠壓程度。由于橡膠薄膜的收縮,也提高了卸餅的能力。

    由日本拉薩商事株式會社研制的壓濾機是第二代壓濾機的代表。該機稱全自動脈沖壓濾機,它除具有一般高壓壓濾機的特點外,還采用了PL型高壓薄膜脈沖泵。當濾餅初步形成后,脈沖泵的脈動壓傳到薄膜與濾板之間的空氣室內,利用薄膜與脈沖泵形成的脈沖現象來擠壓濾餅,使濾餅有一定流動性;減少了過濾阻力,加強了壓濾作用。該機處理能力大,產品水分也可相對降低。

2.3 第三代壓濾機

    美國丹佛撒拉公司研制的VPA型壓濾機是第三代壓濾機的代表。到目前為止該機已有10余臺在各種行業應用。與第二代壓濾機相比,它有以下不同。

    (1)濾板:大多采用鋼制濾板,經過長期運轉比較,鋼芯的濾板盡管成本高,但堅固耐用。

    (2)這一代的壓濾機向大型化方向發展,濾板尺寸大都在2 000×2 000mm左右,數量都在60~160片之間,容積在20~30m?3之間。

    (3)卸料裝置:為了加快卸料的過程,開啟裝置一次打開一組濾板,為了卸料,還增加了專門的振動裝置。

    (4)過濾壓力加大:一般情況下,它的過濾壓力為0.8~1Mpa。

    (5)循環時間減少:僅為8~15min。

    (6)增加了“吹氣過程”:在“擠壓”濾餅后增加了“吹氣過程”,這是第三代與第二代壓濾機最明顯的不同。經過“擠壓過程”的濾餅,水分已經較低了,但顆粒之間的空隙還有一定的水分,可以假設在顆粒之間的間隙為長短或直徑不同的毛細管,這些毛細管中的濾液是很難通過“擠壓過程”來排除的。于是采用了“吹氣”的程序,用空氣來置換毛細管中的濾液。為了使毛細管中的濾液流動,就要有一定的壓差,所以用來置換的空氣應具有較高的壓力,當高壓空氣進入濾餅中的毛細管后,毛細管中的液體逐漸被空氣所替代,濾餅的水分就會再次降低。

第三代壓濾機

2.4 第四代壓濾機

    西班牙TH公司生產的APN型壓濾機是目前最新一代的壓濾機,在固液分離的方法中,它先采用高壓隔膜泵壓濾,然后用高壓空氣通過濾餅進行置換脫水,最后用機械方法壓縮濾室進行擠壓。APN壓濾機的結構與前三代的壓濾機有了較大的改變,濾板、給料泵、壓緊濾板、給料、排濾液、濾板的支撐、濾板的打開與濾布的清洗、卸餅方法、卸餅時間、循環時間等方面都有了很多的改進或是根本的變化。

    與第三代壓濾機相比,它最顯著的不同點是機體小、結構簡單、占用空間少;濾板少、循環快;采用機械式擠壓過程,與第二、三代壓濾機用橡膠隔膜擠壓相比壽命長得多,且能耗低,使用可靠;根據來料情況,通過簡單的調節,就會得到所要求的產品水分。表1是各時期壓濾機結構的比較,從表中可了解APN壓濾機在結構方面與以往壓濾機的不同之處。

    歸納起來,代壓濾機僅有壓濾過程,第二代壓濾機添加了擠壓過程,第三代壓濾機又添加了吹氣過程,并且循環時間明顯縮短;而第四代壓濾機除具備第三代壓濾機的特點外,在機械外形小和濾板少的情況下,以縮短循環時間為手段,提高了生產效率。所以APN型壓濾機在設計、結構和配置上與以往壓濾機相比,都有了很大改變或根本的改變,它的出現標志著壓濾機技術的重大突破,我們可將它稱之為新一代的壓濾機。

3 壓濾機的發展趨向

    在煤炭行業,壓濾機已成為煤泥水處理的首選設備,在國內約60%的選煤廠采用此設備就是很好的說明。新型APN壓濾機的出現必將把壓濾機的發展、制造和使用推到一個新的水平,它將給設計部門提供合適的選擇,給現場的技術改造提供理想可靠的設備。大膽地設想,今后壓濾機將沿著以下4點繼續完善。

    (1)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濾、擠壓、吹氣的壓力,用簡單可行的調節產品水分的辦法來滿足用戶的要求。

    (2)采用本身結構簡單、容積不大和重量較輕的壓濾機,循環時間雖短,卻有較高的處理能力;

    (3)以最小移動空間的思想來設計工作部件,減少能耗,節約時間,減少維護,降低成本,并大大提高零部件的壽命。

    (4)簡單可靠的控制系統。

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