introductory

近年來，人們進一步認識到固液分離的重要性，認識到它與資源、能源的有效利用及環(huán)境問題密切相關(guān)。因此，對過濾物料性能的各異性，對過濾機械的更新?lián)Q代，過濾介質(zhì)的性能選擇提出了新的要求。壓濾機過濾機理的進一步明析化，為過濾介質(zhì)的選擇提供了有利的條件。

1壓濾機簡介

1.1壓濾機的工作原理、使用場合、分類壓濾機是一種能把由固液兩相構(gòu)成的漿液，在流體靜壓力作用下，通過過濾元件、過濾介質(zhì)(濾板、濾布)滲出液體、留阻顆粒物質(zhì)形成濾餅而實現(xiàn)固液分離的間歇性過濾設(shè)備。適用于洗精煤脫水、高灰分煤泥脫水、黃金尾礦脫水、造紙黑液木素分離等行業(yè)的固液分離，是理想的環(huán)保把關(guān)設(shè)備。按濾板結(jié)構(gòu)形式分為板框壓濾機和自動廂式壓濾機。板框壓濾機是過濾機中結(jié)構(gòu)最簡單、應用最廣泛的一種機型。自動廂式壓濾機單機過濾面積大，過濾壓力高，最高壓力已達3.5MPa。1.2壓濾機的過濾范圍及應用壓濾機適濾的粒子尺寸和給料的濃度范圍，分別是1～100μm和0.5%～30%(體積分數(shù))。壓濾機采用的過濾壓力取決于料漿的過濾特性，但最高壓力不應超過0.8MPa。

2壓濾機過濾機理過濾分為篩濾(即表面過濾)、深層過濾及濾餅過濾等幾種基本類型。

2.1篩濾過濾介質(zhì)有大的孔隙，只要固體粒子的尺寸大于該孔隙，它們就會沉淀在過濾介質(zhì)上，而尺寸小于孔隙的粒子，則隨濾液一起通過過濾介質(zhì)。

2.2深層過濾深層過濾又分為高孔隙率和低孔隙率兩種，其捕捉粒子的機理有攔截、慣性碰撞、擴散效應、重力效應和靜電效應。2.3濾餅過濾隨著過濾的進行，介質(zhì)上形成了濾餅，濾餅本身起著過濾介質(zhì)的作用，固體粒子被濾餅表面截留，而液體則透過濾餅和介質(zhì)成為濾液。濾餅逐漸增厚，濾液也逐漸清澈。在過濾的初期，由介質(zhì)截留的大于其孔隙的粒子，而細小的粒子則透過介質(zhì)隨濾液排除。此時的濾液不夠清澈，應打循環(huán)返回到懸浮液槽中。經(jīng)過一定時間的循環(huán)后，再收集合格的濾液。在大粒子被介質(zhì)截留的同時，有些小于介質(zhì)孔隙的細小粒子會在孔隙上“架橋”，架起的橋會攔住細小粒子透過過濾介質(zhì)，因而被截留住的大粒子和小粒子逐漸累積成薄餅層，乃至厚餅層。此后，過濾便轉(zhuǎn)入濾餅的過濾階段。應當指出:在過濾初期，尚無濾餅形成，無粒子貫入介質(zhì)孔隙中，過濾介質(zhì)和液體是清潔的，液流是流速較低的層流，在這種前提下，出現(xiàn)了達西定律，即達西公式:

Q=P×A/μ×Rm(1)式中Q———體積流速，m3/s;Rm———過濾介質(zhì)阻力;P———壓差，Pa;A———過濾面積，m2;μ———液體的粘度，Pa.S。反之，如果過濾液體為懸浮液，則會在介質(zhì)上形成濾餅，并逐漸增厚，則過濾中受到兩個阻力，一個是介質(zhì)阻力Rm，另一個是濾餅阻力Rc，因此，濾餅過濾方程式為:Q=P×A/μ×(Rm+Rc)(2)由式(2)可知，懸浮液過濾時，隨著過濾時間的進行，過濾速率是逐減的。在濾餅過濾中，過濾速度之所以逐漸降低，是由于過濾介質(zhì)的孔隙受到了粒子的堵塞以及增厚的濾餅逐漸密實所致。針對這樣的問題，往往要給難過濾的料漿加絮凝劑(如聚丙烯酰胺)或助濾劑(硅藻土)。由此看來，在濾餅過濾操作中，前接篩濾，后續(xù)深層過濾。

3過濾介質(zhì)的分類及特性

過濾介質(zhì)是壓濾機工作的心臟。過濾介質(zhì)與壓濾機和懸浮液的過濾機理是否匹配，直接影響到壓濾機的正常使用和工作效率。因此，選擇合適的過濾介質(zhì)是壓濾機使用的技術(shù)核心。

3.1過濾介質(zhì)的分類濾布的分類方法通常有三種:按濾布的材質(zhì)分類;按濾布的紗線構(gòu)成分類;按濾布的織法分類。濾布的過濾性能不僅與構(gòu)成濾布纖維有關(guān)，而且與濾布的紗線構(gòu)成方式和濾布的織法也有關(guān)。紡織濾布的紗線分為單絲紗、復絲紗和短纖維紗三種。不同類型紗纖織成的濾布，其過濾性能按優(yōu)先順序排序如下:

濾液透明度:單絲濾布＜復絲濾布＜短纖維紗濾布;

過濾速度:單絲濾布＞復絲濾布＞短纖維紗濾布;

濾餅含濕濾:單絲濾布＜復絲濾布＜短纖維紗濾布;

卸餅性能:單絲濾布＞復絲濾布＞短纖維紗濾布;

使用壽命:單絲濾布＜復絲濾布＜短纖維紗濾布;

再生性能:單絲濾布＞復絲濾布＞短纖維紗濾布;

濾布分為織造類和非織造類兩類。

織造類濾布包括:平紋、斜紋、緞紋。

不同織造方法織成的濾布，其過濾性能按優(yōu)先順序排序如下:

濾液透明度:平紋濾布＞斜紋濾布＞緞紋濾布＞非織造類濾布;

過濾速率:平紋濾布＜斜紋濾布＜緞紋濾布＜非織造類濾布;

濾餅含濕濾:平紋濾布＞斜紋濾布＞緞紋濾布＞非織造類濾布;

卸餅性能:非織造類濾布＜平紋濾布＜斜紋濾布＜緞紋濾布;

濾布壽命:非織造類濾布＜緞紋濾布＜平紋濾布＜斜紋濾布;

再生性能:緞紋濾布＞斜紋濾布＞平紋濾布＞非織造類濾布;

簡要介紹一種適合壓濾機使用的濾布“高溫定型(砑光)濾布。經(jīng)高溫定型(砑光)處理后的濾布，紗線間的孔形狀由正喇叭口狀變?yōu)榈估瓤跔睢Ｎ炊ㄐ蜑V布在過濾時固體顆粒(細小顆粒)容易被截留在喇叭口內(nèi)堵塞過濾通道，不能形成好的架橋孔隙，影響過濾效果。濾餅和濾布粘結(jié)，影響濾餅的脫落和濾布的水洗再生。經(jīng)高溫定型后的濾布，表面光滑，孔徑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易變形。喇叭口形成漏斗狀，固體顆粒不會被卡堵，能形成很好的架橋濾層，過濾精度更高，濾餅脫落容易，濾布容易清洗再生，并提高了濾板間的密封性，減小了濾板間的毛細滲漏，更適合全自動壓濾機的操作。表面高溫定型對單絲濾布使用效果最佳，也只有單絲布能保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定不變形。隨著合成纖維的日益普及，由于合成纖維在拉伸強度，耐酸堿性，耐磨性等性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的紡織材料，如面、麻、絲的性能。目前使用的合成原料主要有滌綸、丙綸、錦綸，其次是維綸、聚乙烯纖維、芳綸以及金屬纖維等。常用材料的性能程度分別如下:按強力排列:錦綸、滌綸、維綸、丙綸;按耐磨性排列:錦綸、滌綸、維綸、丙綸;按耐熱性排列:滌綸、錦綸、維綸、丙綸;按耐酸性排列:丙綸、滌綸、錦綸、維綸;按耐堿性排列:丙綸、錦綸、維綸、滌綸。濾布使用者應首先按上述五個主要物理特性來確定選用濾布的材質(zhì)，強力的確定應結(jié)合所用材質(zhì)的纖維結(jié)構(gòu)(即短纖維或長絲)和普通與高強的區(qū)別進行。用于固—液分離的過濾物體溫度一般不會超過90°C，則主要考慮酸堿度。

3.2廂式快開隔膜壓濾機簡介

目前，為適應難過濾物料，降低濾餅水分，提高生產(chǎn)效率，公司設(shè)計了隔膜壓榨壓濾機，在設(shè)計過程中充分考慮了各個因素對過濾的影響，在選擇濾布上考慮了過濾物料的特性，選用了袖筒式單絲布，過濾效果良好。。隔膜壓濾機的工作機理是:在過濾到一定程度后即停止入料，放棄傳統(tǒng)壓濾機后期利用入料泵的高壓力、小流量的較長時間脫水階段，采用壓縮氣體或高壓液體使隔膜變形對濾餅進行壓榨，破壞濾餅顆粒間形成的“拱橋”，改變拱橋的幾何結(jié)構(gòu)和重新排列濾餅顆粒布序狀態(tài)，可以改變?yōu)V餅的孔隙率，將濾餅中殘存的水分擠壓出來。

4結(jié)語

隔膜壓濾機以其效率高、能耗低、濾餅水分低、處理能力大、故障少、可靠性高、物料適應面廣、自動化程度高等優(yōu)點，在固液分離行業(yè)一直占據(jù)重要地位，特別是快開隔膜壓濾機，單循環(huán)過濾時間短，濾餅水分低、處理量大，對物料的適應能力強，受礦漿粒度組成影響小，在處理粘度大、粒度細及濃度高的物料領(lǐng)域具有廣闊的應用前景。

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