在選擇分離懸浮物中顆粒物的解決方案時,離心式過濾設備是一個合適的解決方案。因為在離心式過濾設備的離心分離區中,快速旋轉的離心機葉片能夠簡單地利用真空分離效應或者過壓分離效應完成懸浮液體中的顆粒物分離。
離心式過濾設備按其工作原理可以分為兩大類:連續式離心過濾機和非連續式過濾機。這兩種過濾設備的過濾原理是相同的,即在旋轉的滾筒注入含有固體顆粒的懸浮液,懸浮液中的顆粒物在離心力的作用下“飛向”滾筒桶壁,在桶壁處的過濾介質允許液體通過,但把固體顆粒都擋在了滾筒內部,按照這種過濾方式,會在濾網上形成濾餅。在濾網上形成濾餅后,含有固體顆粒的懸浮液體首先要滲透濾餅然后才能“穿餅而過”。最后,對100%飽和的濾餅進行干燥,必要時可以進行清洗,把不潔凈的污物全部清洗出去。最后殘留在濾餅中的液體介質含量,或者說殘留濕度,取決于離心力的大小、濾餅的厚度、清理的時間間隔和懸浮液的物理特性,可以利用多種不同的方法把濾餅從滾筒壁上取下來。
這兩種連續式過濾機的清理周期是不同的,在非連續工作的過濾機中,其充填液體介質、濾餅初成、甩干、清除濾餅的時間相互分開,而在連續式過濾機中這些操作是同時進行的。
伊清推薦的分離過濾懸浮物中顆粒物的解決方案-臥式刮刀卸料離心機
臥式刮刀離心設備是第一代非連續式過濾的離心過濾設備。被過濾產品由專用的輸入管道輸入到離心機中,甩干后用專用刮刀將濾餅從滾筒中取出。從工藝技術上來講,它結合了刮刀離心機的原理,使用了一個旋轉的虹吸水封。與篩網滾筒不同的是它利用了一個沒有篩網、表面完整的滾筒,濾液不是直接穿透過濾介質和滾筒筒體流出,而是沿滾筒內壁流動到虹吸板,經虹吸板與滾筒之間的孔流出。滾筒內懸浮液體不同的流動性和虹吸縫隙處不同的負壓都對提高過濾效率有很大幫助。
最重要的優點還不止這些。當產品分離后,仍然粘附在滾筒上由固體物質組成的殘留物,由于刮刀離心機的刮刀不允許與過濾介質、也就是過濾網相互接觸,因此隨著使用時間的延長會在過濾介質上羈留一層非常細密的固體顆粒物,采用的虹吸原理有可能實現徹底清理。因此,它無需像其他的篩網滾筒式結構的離心機那樣,經過一定的時間之后進行費時費力的清理,大大地延長了滾筒的維護保養周期。
伊清推薦的分離過濾懸浮物中顆粒物的解決方案-活塞推料離心機
連續工作的活塞式推料離心機,由一根管道連續的向滾筒軸線輸送被過濾的液體介質。它們均勻的分布在滾筒底部,在滾筒圓周形成環形濾餅,并在滾筒的震動下向敞開的滾筒底部運動,然后被輸送出去。而新加入到離心機中的懸浮液會形成新的環形濾餅,又會在滾筒的震動作用下繼續沿滾筒被推送到下一推送環處,直到最后離開滾筒、離開離心過濾機。
若仔細的對比一下兩種離心式過濾設備的工作原理,馬上就會清楚它們之間的區別,不僅工作方式不同,而且對填充懸浮液的要求也不一樣。由于活塞推料離心機能夠在很短的時間內粉碎形成的濾餅環,從而有可能推動濾餅環繼續運動。原則上講,懸浮液中固體顆粒越粗大、過濾介質越粗大,過濾速度也就越高。如果輸入管道中的液體懸浮液流量較小,則這種過濾設備的生產效率也就越低。
伊清推薦的分離過濾懸浮物中顆粒物的解決方案-性能對比
就像對懸浮液的要求不同那樣,這兩種不同類型的離心式過濾設備的技術性能參數也大不相同。一方面,臥式刮刀離心機在懸浮液供應條件變動較大的條件下有著很高的使用靈活性,整個設備或者部分設備是按照規定的循環進行工作的,從而使其工作方式能夠簡單、方便的滿足各種不同的生產需求。另外,滾筒內靜止的濾餅使得濾網的選擇范圍很廣,尤其是濾網的目數可以很大、很細。從而減少固體顆粒物的損失,這不僅僅是離心式過濾設備眾所周知的優點,而且也可以避免那些因被過濾介質仍然含有固體顆粒物從而對后續生產設備帶來的問題。
而對于刮刀式離心機來講,當懸浮液中固體顆粒較小時,可以選擇較長的過濾時間或較大的過濾阻力,每一批的過濾時間都可以靈活的制定。
當使用活塞推料離心機時,即使是對充填的懸浮液提出了像連續式離心機那樣高的要求,這種離心機也因其很高的、允許連續工作的固體顆粒流量而被廣泛選用。就固體顆粒過濾能力而言,這種離心機所達到的性價比是離心類過濾設備中無可比擬的。
伊清推薦的分離過濾懸浮物中顆粒物的解決方案-應用分析
為了能夠從理論上對這兩種不同的離心式過濾機在規定的懸浮液條件下進行性能比較,需要通過一些范例來加以說明。
典型的范例就是碳酸氫鈉的脫水。已知條件:流量14?000kg/h,絕對干燥的粉劑;懸浮液中固體介質的含量為重量比15%;平均粒度100um。過濾后的粉質濕度應盡可能的低,以便省略后續的流化床干燥工序。
在懸浮液供應量相對恒定的情況下,兩種類型的離心機的過濾精度相同。但活塞推料式離心機不具備過濾固體顆粒重量比大于15%的懸浮液,即懸浮液過濾的生產效率不能超過90 000kg/h。為了在這種情況下仍然能夠對兩種過濾機的性能進行對比,則需要用活塞推料離心機與水力旋流器組成的機組與刮刀式離心機進行比較。
水力旋流器能夠把較重的固體顆粒進行預壓縮,使得重量比為50%的懸浮液也能夠很好的分層流動,完成減少固體顆粒損失的目的。某些型號的兩級活塞推料離心機每小時能夠處理的固體材料達14t。這種過濾機在過濾后液體中的固體物質損耗僅為1%~2%的重量比,而且是與固體物質干燥后的重量之比,所能實現的殘留濕度大約為重量比4.5%。
作為這種使用工況的替代方案可以使用兩臺臥式刮刀離心機,即兩臺固體滾筒直徑1800mm過濾介質表面積7.1m2的虹吸式滾筒。這種結構形式的特點是:極細的過濾介質和可再生的底層,使得過濾機能夠對固體物質含量只有0.5%重量比的懸浮液進行過濾。經過在滾筒中長時間的過濾,雖然降低了過濾設備每小時的生產能力,但卻可以把相對濕度進一步減少到重量比3%。
總懸浮液輸送管道把懸浮液均衡、連續的輸送到離心機中,而這兩臺離心機可以交替的利用刮刀清除濾餅,一臺在進行懸浮液的灌裝或者甩干,另一臺則在清除濾餅。9min的濾餅清除時間,兩臺這樣的過濾機可以與連續式過濾機相媲美,也使得其后續的流化床干燥機能夠順利干燥。
伊清推薦的分離過濾懸浮物中顆粒物的解決方案-能源消耗
當今另一個重要問題是設備的能源消耗。活塞推料離心機的電力消耗大約為40kW/h,相當于每噸產品消耗3kW的電力能源。而刮刀式離心機中,這一電力消耗數字則為每噸9kW。但人們不要單獨的只看這一數字,相反必須結合活塞推料離心機高濕度所需的高能耗干燥機,以及結合刮刀式離心機非連續的懸浮液灌裝進行綜合考慮。
最后,整套設備的投資回收期在經濟性考慮中也是非常重要的。其中最直接的因素是設備的可用性以及離心機的可用性。在這兩臺刮刀式離心機中,在一臺進行維護保養時只有一臺可以工作,設備的利用率只有50%。在甩干設備短時間的維修時,殘留濕度的大小也能夠給仍然工作的離心機的生產能力帶來很大的影響。
目前研發生產出的活塞式推料離心機則配備了一個能夠整體取出的“滾筒膽”,能夠把所有旋轉的離心機零部件一起取出。這樣,在熟練的維修人員幫助下完成維修工作(例如更換軸承),能夠在4h之內重新啟動離心機。從而保障了很高的設備可用性。
伊清推薦的分離過濾懸浮物中顆粒物的解決方案-結語
在許多情況下,基本的生產條件決定了是使用刮刀式離心機還是使用活塞推料式離心機。若基本生產條件允許使用這兩種類型的離心機時,則有許許多多的重要因素決定著使用何種離心機。為了準確的評判這些影響因素,作為一個供應商不僅要把設備制造方面的專家納入咨詢的范疇之內,而且也要把具有流程工藝技術經驗的專家也納入到技術咨詢中來。
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