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压滤机的原理
压滤机的原理
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压滤机的原理
江阴职业技术学院毕业设计说明书
压滤机可分为板框式压滤机和厢式压滤机两种,作为固液分离设备,应用于工业生产已有悠久历史,它具有分离效果好、适应性广,特别对于粘细物料的分离,有其独特的优越性。
1.1结构原理
压滤机的结构由三部分组成:
1、机架:
机架是压滤机的基础部件,两端是止推板和压紧头,两侧的大梁将二者连执着起来,大梁用以支撑滤板、滤框和压紧板。
A、止推板:
它与支座连接将压滤机的一端坐落在地基上,厢式压滤机的止推板中间是进料孔,四个角还有四个孔,上两角的孔是洗涤液或压榨气体进口,下两角为出口(暗流结构还是滤液出口)。
B、压紧板:
用以压紧滤板滤框,两侧的滚轮用以支撑压紧板在大梁的轨道上滚动。
C、大梁:
是承重构件,根据使用环境防腐的要求,可选择硬质聚氯乙烯、聚丙烯、不锈钢包覆或新型防腐涂料等涂覆。
2、压紧机构:
手动压紧、机械压紧、液压压紧。
A、手动压紧:
是以螺旋式机械千斤顶推动压紧板将滤板压紧。
B、机械压紧:
压紧机构由电动机(配置先进的过载保护器)减速器、齿轮付、丝杆和固定螺母组成。
压紧时,电动机正转,带动减速器、齿轮付,使丝杆在固定丝母中转动,推动压紧板将滤板、滤框——————————————————————————————————————
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压紧。
当压紧力越来越大时,电机负载电流增大,当大到保护器设定的电流值时,达到最大压紧力,电机切断电源,停止转动,由于丝杆和固定丝母有可靠的自锁螺旋角,能可靠地保证工作过程中的压紧状态,退回时,电机反转,当压紧板上的压块,触压到行程开关时退回停止。
C、液压压紧:
液压压紧机构的组成由液压站、油缸、活塞、活塞杆以及活塞杆与压紧板连接的哈夫兰卡片液压站的结构组成有:
电机、油泵、溢流阀(调节压力)换向阀、压力表、油路、油箱。
液压压紧机械压紧时,由液压站供高压油,油缸与活塞构成的元件腔充满油液,当压力大于压紧板运行的摩擦阻力时,压紧板缓慢地压紧滤板,当压紧力达到溢流阀设定的压力值(由压力表指针显示)时,滤板、
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滤框(板框式)或滤板(厢式)被压紧,溢流阀开始卸荷,这时,切断电机电源,压紧动作完成,退回时,换向阀换向,压力油进入油缸的有杆腔,当油压能克服压紧板的摩擦阻力时,压紧板开始退回。
液压压紧为自动保压时,压紧力是由电接点压力表控制的,将压力表的上限指针和下限指针设定在工艺要求的数值,当压紧力达到压力表的上限时,电源切断,油泵停止供电,由于油路系统可能产生的内漏和外漏造成压紧力下降,当降到压力表下限指针时,电源接通,油泵开始供油,压力达到上限时,电源切断,油泵停止供油,这样循环以达到过滤物料的过程中保证压紧力的效果。
3、过滤机构
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过滤机构由滤板、滤框、滤布、压榨隔膜组成,滤板两侧由滤布包覆,需配置压榨隔膜时,一组滤板由隔膜板和侧板组成。
隔膜板的基板两侧包覆着橡胶隔膜,隔膜外边包覆着滤布,侧板即普通的滤板。
物料从止推板上的时料孔进入各滤室,固体颗粒因其粒径大于过滤介质(滤布)的孔径被截留在滤室里,滤液则从滤板下方的出液孔流出。
滤饼需要榨干时,除用隔膜压榨外,还可用压缩空气或蒸气,从洗涤口通入,气流冲去滤饼中的水份,以降低滤饼的含水率。
(1)过滤方式:
滤液流出的方式分明流过滤和暗流过滤。
A、明流过滤:
每个滤板的下方出液孔上装有水咀,滤液直观地从水咀里流出。
B、暗流过滤:
每个滤板的下方设有出液通道孔,若干块滤板的出液孔连成一个出液通道,由止推板下方的出液孔相连接的管道排出。
(2)洗涤方式:
滤饼需要洗涤时,有时流单向洗涤和双向洗涤,暗流单向洗涤和双向洗涤。
A、明流单向洗涤是,洗液从止推板的洗液进孔依次进入,穿过滤布再穿过滤饼,从无孔滤板流出,这时有孔板的出液水咀处于关闭状态,无孔板的出液水咀是开启状态。
B、明流双向洗涤是,洗液从止推板上方的两侧洗液进孔先后两次洗涤,即洗液先从一侧洗涤再从另一侧洗涤,洗液的出口同进口是对角线方向,所以又叫双向交叉洗涤。
C、暗流单向流涤是,洗液从止推板的洗液进孔依次进入有孔板,穿过滤布再穿过滤饼,从无孔滤板流出。
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D、暗流双向洗涤是洗液从止板上方的两侧的两个洗液进孔先后两次洗涤,即
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洗涤先从一侧洗涤,再从另一侧洗涤,洗液的出口是对角线方向,所以又叫暗流双向交叉洗涤。
(3)滤布:
滤布是一种主要过滤介质,滤布的选用和使用,对过滤效果有决定性的作用,选用时要根据过滤物料的PH值,固体粒径等因素选用合适的滤布材质和孔径以保证低的过滤成本和高的过滤效率,使用时,要保证滤布平整不打折,孔径畅通。
随着现代工业的发展,矿产资源日益枯竭,所开采的矿石已面临“贫、细、杂”的状况,为此,人们不得不把矿石磨得更细,而对“细、泥、黏”物料进行固液分离。
如今,除了对节能环保高度要求之外,企业对固液分离技术及设备又提出了更高、更广的要求。
针对选矿、冶金、石油、煤炭、化工、食品、环保等行业的社会需求,拉动了固液分离技术及设备的应用,且其应用领域的广度和深度仍在不断扩展。
目前,水口山压滤机有厢式、板框式两大类,有碳钢型、塑料型、不锈钢型三大系列,适应于各行业固液分离。
水口山压滤机由湖南水口山有色金属集团有限公司压滤机制造厂自行设计、制造、推广应用。
压滤机应用效果如下:
1.1.1在精矿脱水中的应用:
1、在一般精矿脱水中的应用:
XYZ—DZ20×45,800×1000,0.8——————————————————————————————————————
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压滤机,在一般精矿脱水中的应用效果如下:
物料:
铜精矿、铅精矿、锌精矿、硫精矿
200目85,90,95,85,80,最高工作风压
7MPa7MPa7MPa7MPa水份?
14,7,8.5,8.5,t干量,台h4108.592、
1.1.2在难过滤精矿脱水中的应用:
200目含量占95,98,,泥质多,含碱和3,絮凝剂高,精矿中又有硅酸盐形成硅胶的铜精矿,压滤脱水效果如下:
设备型号最高工作风压水份?
t干量,台hXYZ—SJ60×28,1000×1000,0.87Mpa14,10.8XYZ—SZ45×28,800×1000,0.8U5MPa15,7,4.2,5原矿铅品位7,,含泥大于37,,精矿铅品位30,,,200目含量占98,,浓密池加石灰作絮凝剂,底流浓度大于45,的氧化铅精矿,压滤脱水效果如下:
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设备型号最高工作风压水份?
t干量,台hXYZ—SZ45×28,800×1000,0.8U5Mpa24,2
1.1.3在有色冶炼中的应用:
XYZ—SZ60×25,1000×1000,0.8U压滤机,在湿法炼锌中的应用效果如下:
1、还原渣脱水:
为未反应完的ZnS精矿及单体硫,过滤温度80,90?
,酸度?
5,H2SO4,矿浆液固比4,6?
1,矿浆比重1.6,1.8,过滤后渣含水10,,12,。
2、高浸渣脱水:
为中浸?
低酸浸?
高酸浸浸出渣,矿浆比重1.6,——————————————————————————————————————
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1.7,过滤温度65?
,过滤后渣含水21,,22,,渣含总锌8.525,,渣含水溶锌4.793,。
3、铁渣脱水:
为中浸再喷淋沉铁渣,矿浆比重1.65,过滤温度75?
,过滤后渣含水25.1,,渣含总锌20,,渣含水溶锌5.46,,渣含铁28.7,,一个工作周期26min,产湿渣1486kg。
4、铅银渣脱水:
为中浸加高温高酸浸出渣,液含酸80,100克,升,过滤温度60,90?
,过滤后渣含水22.85,,渣含总锌810,,每天可产干渣53.74吨。
5、砷铁渣脱水:
为二次中浸渣,一次中浸后渣浆中加有3,絮凝剂,渣含硅8,10,,过滤温度65,75?
,液含硫酸锌120克,升,粉料堆比重1.8,过滤后渣含水32,,渣含总锌16,,渣含水溶锌5.5,。
XYS—S40×28,840×840,0.8U压滤机,在湿法电铅中处理阳极泥,渣含酸水水份?
35,,每次产湿渣900kg。
1.1.4在煤炭工业中的应用:
XYZ—DZ22×28,800×1000,0.8压滤机,对,200目含量占94.6,的浮选精煤进行脱水,滤饼水份24,28,,处理量0.28,0.35t,m2?
h;对,200目含量占79,的浮选精煤进行脱水,滤饼水份17,22,,处理量0.3,0.4t,m2?
h。
1.1.5在废水处理中的应用:
100m3,h的冶炼污水处理站,应用三台XYZ—DZ60×30,1000×1000,0.8压滤机,处理含固量为2,3,的冶炼污水,渣含水62,——————————————————————————————————————
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68,,干渣产量200,350kg,台h,水质如下:
从以上应用效果可以看出,各行业的“细、泥、黏”物料过滤应用压滤机,压
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滤机作为优异的固液分离设备而应运发展并被广泛应用,发展前景将会更为广阔。
压滤机可过滤的物料种类:
化工:
染料、颜料、烧碱、纯碱、氯碱盐泥、白碳黑、皂素、石墨、漂白粉、立得粉、荧光粉、氯酸钾、硫酸钾、硫酸亚铁、氢氧化铁、净水剂(硫酸铝、聚合氯化铝、碱式氯化铝)
医药:
抗生素(金霉素、红霉素、螺旋霉素、井岗霉素、麦迪霉素、四环素、黄连素、土霉素)、植酸钙、中药、肌醇、生长派生纱、有机磷、糖化酶。
食品:
黄酒、白酒、果汁、饮料、啤酒、酵母、柠檬酸、植物蛋白、植物蜜甜素、葡萄糖、甜菊糖、麦芽糖、淀粉糖、淀粉、米粉、玉米浆、胶、卡拉胶、味精、香料、酱液、口服液、豆奶、海藻。
冶金:
金矿、银矿、铜矿、铁矿、锌矿、稀土等粉末选矿。
炼油:
白油、香油、轻油、甘油、机械油、植物油。
陶土:
高岭土、膨润土、活性土、瓷土、电子陶瓷土。
污水处理:
化工污水、冶炼污水、电镀污水、皮革污水、印染污水、酿造污水、制药污水、环境污水。
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1.2举国产HTG型陶瓷过滤机应用和发展为例
陶瓷真空过滤机的组成陶瓷真空过滤机外形与盘式真空过滤机相类似,主要由转子、搅拌器、刮刀组件、料浆槽、分配器、陶瓷过滤板、水路系统、清洗设备和自动化系统等组成。
料浆槽由不锈钢板焊接而成,起承载料浆的作用,搅拌器在料浆槽内搅拌混和料浆,避免料浆沉积;陶瓷滤板安装在转子上,转子由两轴承座支承。
在减速机的带动下,以0.5,2转,min旋转,料浆在真空的作用下,吸附在陶瓷过滤板上,滤饼由刮刀刮下,由输送机带走,滤液通过分配器到达真空桶,并由滤泵通过水路系统反冲洗陶瓷过滤板,滤泵安装必须在真空桶下大于3m处,这样可保证从真空桶内抽出滤液。
陶瓷真空过滤机配套了计算机监控系统,该系统采用PC总线模块化工业控制机并配以各种变送器、变频器、多路气动阀门、液位器等仪器。
开机时,料浆阀门由料位仪监控,控制料浆料位高低,真空桶滤液由液位仪检测,当至高位液,工控机便迅速打开滤泵出口的旁路阀门,快速排水。
水路系统、气路系统压力由各种压
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力变送器监测。
主轴减速机转速,搅拌减速机转速均通过变频器调速,达到无极变速。
陶瓷过滤板的研制陶瓷真空过滤机所选用的过滤介质为陶瓷过滤板,不用滤布,刮泥时刮刀与陶瓷之间留有0.4mm,0.8mm间隙,以防止机械磨损,延长使用寿命。
作为陶瓷过滤板必须满足三个条件:
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第一,微孔孔径不大于2μm;第二,陶瓷材质必须具有亲水性;第三,材质必须有足够的强度。
目前,我们选用具有亲水性的氧化铝陶瓷材质,空隙率在35,左右。
因此,在过滤过程中,水和亲水的陶瓷间产生表面张力,这就产生毛细孔现象,使微孔内始终充满液体,当抽吸真空时,滤液通过微孔,而空气却不能通过。
江苏省宜兴非金属化工机械厂生产的一台45m2陶瓷真空过滤机只需用2.2kW真空泵一台,而真空度却达到,0.095,,0.098MPa。
一般真空过滤机虑布孔径大于12μm,而陶瓷过滤板微孔小于2μm,所以贵金属回收率高,并且滤液清澈,无需水处理。
陶瓷过滤板外表为扇形,采用氧化铝与其它材质通过练泥、成型、干燥、烧成、加工而成。
其内部结构第一代产品为中空填球和第二代产品为梯度形。
后一种成本略高,但过滤阻力小,强度高。
陶瓷过滤板在工作过程中,微小颗粒易于堵塞陶瓷微孔,影响生产效率。
在设计过程中,我们采用每一循环反清洗方法,即通过分配器由陶瓷过滤板内部反冲液至过滤板表面,达到清洗微孔。
反冲洗一般设置在卸料区的后一区,设置角度与陶瓷过滤板扇形角相同。
这样保证在每一循环过程中每一块陶瓷板都得到清洗一次。
工作一定时间后,我们采用了超声清洗或化学清洗两者混合清洗,目前我们超声清洗主要采用最先进的混频超声清洗以达到过滤板清洗得更彻底,过滤始终保持高效率。
HTG型陶瓷真空过滤机的应用HTG型陶瓷过滤机在甘肃省金川有色金属总公司选矿厂、江西铜业公司永平铜矿、安徽铜陵有色金属——————————————————————————————————————
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总公司铜官山铜矿、云南东川矿务局、辽宁红透山铜矿等单位得到应用。
目前已打入国际市场。
另外,由于精矿水份降低3,,每年节约运输费16万元,途耗降低2.5,,全年多回收硫精矿4000t,价值30万元,并且减少环境污染,可节约环保费30万元。
一台陶瓷过滤机生产能力相当于三台进口压滤机或三台折带外滤式圆筒真空过滤机。
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HTG型陶瓷过滤机虽然设备投资大,但效益高,它最大的优点是产量大,水份低,节能在80,以上,主要应用在有色金属矿的铅、锌、铜、钼、硫等精矿脱水。
国产陶瓷真空过滤机的发展
随着能源、环保、化工等行业的发展,陶瓷过滤机的应用领域逐渐扩大,对陶瓷过滤机的要求也越来越高。
1、陶瓷过滤机不仅应用于有色矿山的精矿脱水,而且可应用于钛白粉的液固分离、化工流程中的除杂、精煤的脱水、环保行业中的污水处理等方面。
2、江苏省宜兴非金属化工机械厂生产的HTG型陶瓷过滤机已引成系列化、标准化生产。
目前正在研究开发超大型陶瓷过滤机、立式陶瓷过滤机和加压式陶瓷过滤机。
3、陶瓷过滤板是陶瓷过滤机的关键部件,陶瓷过滤板材质的变化,孔径的变化及强度,直接影响到过滤效果,随着纳米材料等高新——————————————————————————————————————
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材料的研究发展及应用,必将以优良的陶瓷过滤板服务于社会。
4、提高国产陶瓷过滤机的外观质量及制作精度。
国产HTG型陶瓷真空过滤机,完全可以替代进口陶瓷过滤机,如果全国上千个矿山能够推广使用国产陶瓷真空过滤机,每年仅节能效益就达几十个亿,并且减少贵金属流失和环保费用,水资源能够充分利用,而且能节省大量外汇。
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第二章压滤机的结构、工作原理、安装和调试
第二章压滤机的结构、工作原理、安装和调试
2.1概述
该类机械是一种由两滤板间组成滤室,在压力作用下,利用过滤介质把固体与液体分开的设备。
起设计合理,结构简单,性能可靠,使用方便,维修容易,可适用于化工、石油、冶金、制药、食品及环保等行业的固液分离工序,用途广泛,适应性强。
本厂生产的厢式压滤机有520、700、890、1000、1250、1500六个系列,过滤面积有4-500?
。
板式有250、390、520、710、890、1000六个系列,过滤面积有0.5-120?
。
每个系列有明流可洗、明流不可洗、暗流可洗、暗流不可洗四种;按压紧方式分手动压紧、机械压紧和液压压紧三种;滤板材质有铸铁、球墨、聚丙烯、橡胶、不锈钢、铝铜合金六种,其中铸铁滤板可在低于150?
,无腐蚀的工况下使用;聚丙烯滤板,根据材质不同,在可低于70?
、90?
、120?
,较强酸碱性工况下使用(订货时需注明);橡胶滤板可在低于70?
,酸碱性较强的工况下使——————————————————————————————————————
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用。
型号规格及主要技术参数
图2-1压滤机的型号表示方法
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表2-1压滤机的规格及技术参数表
表2-2压滤机安装尺寸表
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第二章压滤机的结构、工作原理、安装和调试
2.2结构和工作原理
2.2.1结构
以液压压紧式的为例(见图2-2):
该型式的压滤机的顶紧装置主要由油缸、油缸座、液压站等组成。
油缸安装在油缸座上,油缸活塞杆的前端连接着压紧板。
活塞在液压油的作用下带动压紧板前进、后退。
顶紧滤板、滤框主要由液压压紧,此型式主要用于大面积压滤机上。
手动压紧的没有液压系统,有一对减速齿轮、丝杆、丝母、千斤顶式的只用一台机械千斤顶,加力杆压紧架等组成压紧机构,在人力搬动下,使丝杆旋转,或伞齿轮旋转产生轴向力,把滤板压紧或松开。
机械压紧的和手动压紧的结构近似,不同之处是不用人力搬动,而用电动机通过减速器带动丝杆转动,产生轴向力,把滤板压紧或松开。
厢式止推板上中间也为进料口,而用的孔分别为滤液出口或洗液进口。
板式止推板上孔为进料或洗涤孔,下孔为暗流出孔式洗液出孔。
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明流厢式压滤机工作原理(见图2-3):
料液从止推板中心进料液通道进入各滤室,在压力作用下,滤液透国滤布进入滤板,从排液阀排出,滤渣被截留在滤室内,形成滤饼,卸渣时卸掉。
可洗型的洗涤水从进洗液通道进入洗板,在压力作用下,透国滤布和滤渣进入相邻的滤板,从滤板上的排液阀排出。
此时,洗板上的排液阀应关闭。
暗流厢式压滤机工作原理(见图2-4):
料液从进料液通道进入各滤室,滤液透过滤叶通道排出,滤渣截留在滤室内,形成滤饼。
可洗型的洗液从进洗液通道进入洗板,透过滤布、滤渣进入相邻的滤板,从排洗液通道排出。
明流式的可实现双向交叉洗涤,暗流式的不仅可实现双向交叉洗涤,而且还可实现反向双向交叉洗涤,使滤饼得到充分清洗,不留死角。
板框式的结构形式如图2-5所示。
明流过滤原理如图2-3、a。
料液从料液输入通道进入滤框,滤液透过滤布进入滤板,从阀门排出,滤渣被滤布截留在滤框内,必要时卸渣。
明流洗涤原理如图2-4、b。
洗液从另一通道进入有孔滤板(此板上的阀门关闭),透过滤布进入滤框内,洗涤滤渣后再透过另一块滤布进入无孔滤板(此板阀门开),从滤液阀排出。
暗流过滤原理如图2-5、c。
料液从通道进入滤框,滤液透过滤布进入滤板,从另一通道排出,滤渣被滤布截留再滤框内,必要时卸渣。
暗流洗涤原理如图2-6、d。
洗液从洗
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液通道进入有孔滤板,透过滤布进入滤框,洗涤滤渣后进入无孔滤板,从洗液输出通道排出。
滤渣需要干燥时,可洗型的通过洗液入口,不可洗型的通过料液入口输入压缩空气,把滤渣中的多余水分挤出,从而使滤渣干燥。
图2-2压滤机结构示意图
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第二章压滤机的结构、工作原理、安装和调试
b、明流洗涤原理b、暗流洗涤原理
图2-3厢式明流工作原理图2-4厢式暗流工作原理
图2-5板框形式图
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图2-6过滤和洗涤原理
2.3安装与调试
2.3.1安装
1、装压滤计置于基础上(基础上应留150×150地脚螺钉予留孔,安装时再二次浇灌),用地脚螺钉固定止推板一端,然后依次将滤框、滤板、压紧板放在机架上。
可洗型的滤框、滤板有一定的排列次序,从止推板开始依次为止推板、滤框、有孔滤板?
?
?
?
?
?
滤框、压紧板。
2、有付梁的机型装上付梁,调整付梁拉力,使俩根主梁处于水——————————————————————————————————————
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