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閱讀：23發(fā)布時(shí)間：2024-7-23
壓濾機(jī)是一種固液分離設(shè)備，廣泛使用于環(huán)保類、市政、生活、工業(yè)、冶金、化工、建材、煤炭、煉油、食品、醫(yī)藥、電鍍、陶瓷等固液分離行業(yè)。從壓濾機(jī)在污泥脫水方面情況來看，目前壓濾脫水是污泥水處理、最的方法。但是，在實(shí)際應(yīng)用中，由于受到多種因素的影響，廂式壓濾機(jī)工作效率往往得不到很理想的發(fā)揮，本文著重就影響廂式壓濾機(jī)工作狀況的主要因 素及現(xiàn)場(chǎng)的使用情況作出分析，以期對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)有所指導(dǎo)和借鑒。
一、壓濾機(jī)的工作原理
在液壓缸作用下，壓濾機(jī)濾板沿主梁移動(dòng)壓緊，使相鄰濾板間形成封閉的濾室，污泥/泥漿由入料泵以一定壓力從尾板入料孔給入，借助入料泵提供的壓力在過濾介質(zhì)兩側(cè)形成的壓力差，實(shí)現(xiàn)固液分離。污泥顆粒滯留在濾室內(nèi)，濾液透過過濾介質(zhì)從濾板的導(dǎo)水孔排出機(jī)外。一段時(shí)間后，濾液不再流出，過濾脫水過程完成；停止入料，依次拉開濾板，濾餅脫落后，由壓濾機(jī)下的運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)走，整個(gè)壓濾循環(huán)結(jié)束。
二、影響壓濾機(jī)工作狀況的主要因素
壓濾機(jī)的工作狀況、產(chǎn)品的質(zhì)量以及壓濾機(jī)的工作效率主要從入料組成、物理性質(zhì)、產(chǎn)品水分、成餅性、濾液濃度、工作效率 (可以過濾速度來衡量 ) 等幾個(gè)方面綜合考慮和衡量。由于壓濾過程本身是一種過濾行為，服從基本過濾理論，而在過濾理論中經(jīng)典的方程之一即是柯茲尼 - 卡曼方程
式中: μ為過濾速度； △P為過濾壓力； 為粘度； L 為 濾餅厚度； ε為孔隙率； k1為柯茲尼常數(shù)； S0 為顆粒 比表面積。
根據(jù)方程不難得出，在壓濾過程中，泥漿的過濾速度同過濾壓力成正比，與泥漿的粘度成反比，并且隨著壓濾的進(jìn)行，濾餅厚度的增大，濾室中截留的固體物集合體 (最終發(fā)展成為濾餅 ) 的孔隙率逐漸減小，過濾速度呈下降趨勢(shì)。另外，在過濾過程中，過濾速度與顆粒比表面積 S0 的平方成反比。因此，要保證壓濾機(jī)高效運(yùn)行，須從以上幾個(gè)因素著手進(jìn)行分析。
1、入料壓力
在實(shí)際生產(chǎn)過程中，過濾壓力一般是由入料泵提供的 (現(xiàn)場(chǎng)也有極小的比例采用泵和空壓機(jī)聯(lián)合給料，在此暫不作探討 )，所以，影響過濾速度 極為重要的因素就是入料泵的給料壓力。給料壓力直接影響著壓濾機(jī)的工況，而壓濾機(jī)的分離效果也與之有很大的關(guān)系。實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，在壓濾脫水過程中，通過流體靜壓縮小濾餅的孔隙率，可排出大部分水分，但僅僅靠提高流體靜壓力，脫水效果并不理想。分析其原因可能在于：隨著壓力的增大，濾餅孔隙率逐漸減小，濾餅孔隙的飽和度逐漸降低，但是，當(dāng)濾餅的飽和度接近剩余飽和度時(shí)，濾餅水分基本不再降低。通過分析濾餅的顯微結(jié)構(gòu)可知，此時(shí)顆粒成拱橋結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)包含的 水分不但很難用常規(guī)入料泵所提供的流體靜壓力排出，而且會(huì)造成設(shè)備磨損和故障。
2、入料灰分
入料礦漿灰分的高低，一般是由原料物質(zhì)在洗選過程中泥化形成的細(xì)泥含量決定的，同樣，泥漿中細(xì)泥的含量大小也決定了入料礦漿的粘度，進(jìn)而對(duì)過濾速度造成影響。 但是，這類因素在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)中幾乎是不可控的。
3、入料礦漿的粒度組成
入料礦漿的粒度組成對(duì)過濾速度的影響主要取 決于其中的細(xì)粒級(jí)物料含量，其含量越高，物料比表面積 ( S0 ) 越大，過濾速度也就越低。在實(shí)際生產(chǎn)中，樣品分析結(jié)果表明: ＜0.074mm 粒級(jí)的物料含量對(duì)過濾速度影響尤其明顯，而粗粒級(jí)含量雖然有利于過濾速度的提高，但從以往的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)看，只有當(dāng)壓濾入料中 0.125— 0.074mm級(jí)物料占 80%左右時(shí)，壓濾機(jī)成餅較為理想； 而在出現(xiàn)跑粗現(xiàn)象時(shí)，即入料礦漿中＞0.5mm 粒級(jí)物料含量較高時(shí)，壓濾機(jī)往往會(huì)出現(xiàn)跑料、成餅差、卸料難等現(xiàn)象，而且也會(huì)對(duì)濾布造成部分損壞。
4、入料漿濃度
入料漿濃度對(duì)過濾速度的影響在理論上是容易理解的，尤其是在入料階段，漿濃度高，其中的固體顆物含量就高，相比于較低的漿濃度，濾餅形成速度加快。當(dāng)入料濃度低時(shí)，細(xì)小顆粒極易直接進(jìn)入濾布孔眼中，穿過、堵塞或覆蓋在上面，使過濾介質(zhì)孔眼很快被堵塞。隨著料漿濃度的提高，將會(huì)有更多的顆粒接近或到達(dá)過濾介質(zhì)的孔眼，由于相互干擾，絕大部分顆粒不能進(jìn)入孔眼而在其上成拱架橋，使濾孔可在較長時(shí)間內(nèi)不被嚴(yán)重堵塞。隨著壓濾過程的進(jìn)行，在過濾介質(zhì)表面形成的濾餅沿入料方向由外向內(nèi)平均粒度逐漸增大，濾餅阻力逐漸減小，使濾餅內(nèi)側(cè) (靠近濾布側(cè) ) 的脫水受到影響，這種效應(yīng)隨著入料濃度的減小逐漸增強(qiáng)。所以，入料濃度越低，濾餅水分越高，可見料漿濃度對(duì)濾餅水分的影響也十分明顯。 壓濾過程初始階段濾液帶走的固體量，一旦濾餅形成，就降低了細(xì)小顆粒通過過濾介質(zhì)的概率，從而降低了濾液的固體濃度，提高了濾液的澄 清度。因而壓濾入料濃度低時(shí)，濾液中的固體含量高； 壓濾入料濃度高時(shí)，濾液中固體含量較低。另外，濾餅層結(jié)構(gòu)得到改善。流體力學(xué)理論也表明，過濾阻力隨濾層中截留懸浮物量的增加而增大。即使在截留懸浮物總量相同時(shí)，表層截留與深層截留的過濾阻力增加情況也 不同。過濾過程中，懸浮物如果多被截流在表層，其阻力增加就快； 如果懸浮物能達(dá)到濾層深處而被 截留，那么過濾阻力增加得就慢。所以，在入料濃度較低的情況下，水頭損失也比高礦漿濃度的情況要大，造成對(duì)動(dòng)力的浪費(fèi)。
根據(jù) Dancy過濾方程
可知，當(dāng)入料濃度低時(shí)，單位過濾面積濾餅阻力大，過濾載面礦漿通過量減少，過濾速度嚴(yán)重下降。式 中: Q 為濾液流量； A 為過濾面積； K 為常數(shù)； RE 為單 位過濾面積的濾餅阻力； Rm 為單位過濾面積的過濾 介質(zhì)阻力。
三、確保壓濾機(jī)高效率工作的對(duì)策和建議
從以上分析可以看出，要保持壓濾機(jī)高效運(yùn)行，必須從入料壓力、入料濃度和入料粒度組成等方面來解決：①要保持合理的入料壓力。入料壓力是壓濾過程的主要推動(dòng)力，入料壓力越大，壓濾速度就越快，但是，過高的入料壓力容易造成設(shè)備的磨損；入料初期，濾室中還沒有被截留足夠的物料，嚴(yán)格地說濾室的封閉性還不理想，所以，入料階段以及壓濾初期要保持低壓大流量，壓力控制在0.1—0.2Mpa，否則會(huì)造成壓濾機(jī)跑料，給后續(xù)的壓濾、成餅以及卸餅帶來不利的影響。壓濾階段的 壓力以控制在 0.49—0.59Mpa為宜，但是不能大于0.8Mpa，以免壓力過大對(duì)壓濾機(jī)濾板、機(jī)架等造成損壞以及對(duì)入料泵無謂的磨損。現(xiàn)場(chǎng)可以通過閘閥節(jié)流調(diào)節(jié)壓力，也可以通過入料泵電機(jī)的變頻調(diào)速裝置實(shí)現(xiàn)泵揚(yáng)程 (提供壓力 ) 的合理調(diào)整； ②保證合理水平的入料濃度。理論上講，壓濾機(jī)入料濃度越高越好。濃度越高，壓濾周期越短，可保持較大的處理量、較為理想的濾餅水分以及濾液中較低的固體含量。 ③保證合理的入料粒度。入料濃度越高壓濾周期則越短并且可以堅(jiān)持較大的處置量，入料濃度應(yīng)堅(jiān)持在400——600g/L,這樣既能夠保證入料濃度又能夠保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。這既能改善壓濾機(jī)入料的粒度組成，又可以改善壓濾機(jī)工作狀況。
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