雙程板框式過(guò)濾機(jī)在脫色工藝中的應(yīng)用研究

潘愛(ài)軍

摘 要：本文介紹了雙程板框過(guò)濾機(jī)在化工、制藥生產(chǎn)中應(yīng)用，分析了其結(jié)構(gòu)及運(yùn)行機(jī)理，同時(shí)在整個(gè)脫色工藝中濾膜也起了不容忽視的作用，最后對(duì)雙程板框壓濾機(jī)的后期發(fā)展提出建議。

關(guān)鍵詞：脫色；過(guò)濾；雙程板框式過(guò)濾機(jī)；非織造微孔濾膜

脫色工藝是將需要脫色的濾液中含有的有色物質(zhì)和一些雜質(zhì)除去，以獲得澄清透明、甚至無(wú)色的產(chǎn)品。在精細(xì)化工生產(chǎn)中，特別是化工原料及制藥過(guò)程中，大量利用粉狀活性炭進(jìn)行脫色，脫色后粉狀活性炭的過(guò)濾則變成一種新的問(wèn)題，對(duì)其粉狀活性炭的過(guò)濾是否徹底，直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量，因而粉狀活性炭的過(guò)濾設(shè)備成為化工生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備之一，而雙程板框式過(guò)濾機(jī)就是過(guò)濾脫色液的設(shè)備之一。

1 概述

在化工、制藥工業(yè)生產(chǎn)中，液固分離是一種必不可少又非常重要的化工設(shè)備之一，主要用于脫水、濃縮、澄清、凈化及固體顆粒分級(jí)等工藝過(guò)程。分離的目的不外是：回收有價(jià)值的固相；回收有價(jià)值的液相；固相和液相都回收；固、液相都不回收。我國(guó)的液固分離技術(shù)相當(dāng)落后，雖然近幾年來(lái)有些企業(yè)從國(guó)外引進(jìn)或消化吸收了一些較先進(jìn)的過(guò)濾技術(shù)如膜分離技術(shù)，但國(guó)外在過(guò)濾理論方面的發(fā)展也比較緩慢，尤其在超細(xì)過(guò)濾技術(shù)方面.糊狀、膠質(zhì)狀物料等難濾物料的過(guò)濾尤其明顯。這里既有過(guò)濾設(shè)備的關(guān)鍵組成部分—濾膜的開(kāi)發(fā)跟不上、濾膜的選配不當(dāng)?shù)仍?，也與我國(guó)化工、制藥行業(yè)一向重工藝、輕設(shè)備等舊觀念有關(guān)。作為化工、制藥行業(yè)的基本工藝過(guò)程—脫色工藝中的粉狀活性炭過(guò)濾就很明顯地存在這個(gè)間題。目前為止常用過(guò)濾設(shè)備有真空抽濾、壓力罐壓濾，較多的采用以濾布為過(guò)濾介質(zhì)的板框過(guò)濾機(jī)。由于國(guó)內(nèi)的濾布過(guò)濾精度不高，一般要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的反復(fù)循環(huán)過(guò)濾才能得到澄清濾液，因而濾液難以絕對(duì)保證質(zhì)量，常常產(chǎn)生漏炭引起質(zhì)量事故而返工。鑒于上述情況，本文重點(diǎn)介紹雙程板框過(guò)濾機(jī)在脫色工藝的應(yīng)用研究。

2 雙程板框過(guò)濾機(jī)的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行機(jī)理

板框過(guò)濾機(jī)作為固液分離設(shè)備，應(yīng)用歷史悠久。它主要由液壓系統(tǒng)、油缸、頭板、尾板、濾板和機(jī)架等組成，如圖一所示。具體工藝流程如下：濾液由螺桿泵壓入濾板之間，螺桿泵的壓力使濾液中的脫色液壓出，粉狀活性炭留在濾室內(nèi)。壓力達(dá)到設(shè)定值后，泵停止工作，然后液壓系統(tǒng)工作，松開(kāi)頭板，再拉開(kāi)濾板清除粉狀活性炭濾餅。一個(gè)循環(huán)包括頂緊濾板、壓濾、松開(kāi)濾板、排渣4個(gè)階段，屬于間斷性工作，工藝流程如圖二。而多程板框式過(guò)濾機(jī)基于粗渣粗濾，細(xì)渣細(xì)濾的準(zhǔn)則，對(duì)原始的板框式過(guò)濾機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)。圖三（a）為雙程板框式過(guò)濾機(jī)示意圖，其結(jié)構(gòu)由粗過(guò)濾段和精過(guò)濾段組成，物料經(jīng)加壓輸入粗濾段，粗濾除去大量的粗濾渣，連續(xù)進(jìn)入精濾段，經(jīng)過(guò)精濾段，獲得所要求的澄清液。圖三（b）為三程板框式過(guò)濾機(jī)，其由粗過(guò)濾段、細(xì)過(guò)濾段、精細(xì)過(guò)濾段組成。從成本上考慮，目前工廠選用雙程板框式過(guò)濾機(jī)占很大一部分，其粗、精濾段濾渣適宜的容量比約為9：1，即90%的粗渣在粗濾段形成濾餅，僅少量（10%）的細(xì)渣進(jìn)入精濾段，因此每次過(guò)濾只需拆卸粗濾段濾框，卸去粗渣濾餅，而精濾段，由于細(xì)渣量較少，一般可經(jīng)15次左右過(guò)濾后再拆卸濾餅進(jìn)行排渣。為了防止在拆卸粗濾餅時(shí)精濾段板框松動(dòng)，因此可以把精濾段板框合并固定在一起，形成一個(gè)封閉整體，減少了每次拆卸板框?qū)V液出口的污染，保證了濾液的澄清。雙程板框式過(guò)濾機(jī)既保持了板框過(guò)濾機(jī)過(guò)濾面積大，過(guò)濾速度快的優(yōu)點(diǎn)，又提高了濾液質(zhì)量，簡(jiǎn)化了拆框清渣、清洗工序，使過(guò)濾效率顯著提高。但板框過(guò)濾機(jī)無(wú)法做到全密閉，不適合于脫色液中有易燃易爆介質(zhì)和需恒溫過(guò)濾的物料的過(guò)濾。

圖二

圖三

3 雙程板框壓濾機(jī)的濾膜選用

在整個(gè)脫色工藝中，過(guò)濾效果的好壞除與過(guò)濾設(shè)備的選型有關(guān)外，與濾膜的選用是否得當(dāng)也有非常大關(guān)系。過(guò)濾設(shè)備很先進(jìn)，但過(guò)濾膜選擇不當(dāng)，無(wú)法發(fā)揮過(guò)濾設(shè)備的先進(jìn)性，甚至無(wú)法使用；反之，濾膜選擇合理，能夠更大限度地體現(xiàn)設(shè)備的優(yōu)良性能，因而過(guò)濾設(shè)備與濾膜是密不可分的。濾液一般由脫色液和粉狀活性炭組成，過(guò)濾脫色液中粉狀活性炭的過(guò)濾條件是去除固體粉狀活性炭，得到澄清的濾液。由于粉狀活性炭顆粒大小分布比較散，基本介于1微米～10微米之間。經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)，選用非織造微孔濾膜（簡(jiǎn)稱(chēng)濾紙）比較合適。因?yàn)樗钠骄讖娇梢宰龅?微米以下，這種濾膜在板框的擠壓和濾料加壓情況下不會(huì)損壞，其過(guò)濾阻力僅為化學(xué)分析濾紙的十分之一，且可以重復(fù)使用?？梢哉f(shuō)有了這種非織造微孔濾膜作為過(guò)濾介質(zhì)的應(yīng)用，才有多程板框過(guò)濾機(jī)設(shè)計(jì)思路的形成和產(chǎn)品的出現(xiàn)。這種非織造微孔濾膜也有人稱(chēng)作為無(wú)紡布。

4 結(jié)語(yǔ)

雙程板框過(guò)濾機(jī)畢竟從原理和結(jié)構(gòu)上看還是板框式結(jié)構(gòu)，無(wú)法做到全密閉、恒溫過(guò)濾。另外，板框式結(jié)構(gòu)和操作強(qiáng)度雖不大，但拆框卸渣還是比較麻煩。針對(duì)上述情況，若有一種全密閉連續(xù)式過(guò)濾機(jī)，過(guò)濾速度快，自動(dòng)化程度高，能夠自動(dòng)卸渣且設(shè)備投資不大的過(guò)濾設(shè)備，必將會(huì)受到化工、制藥廠的歡迎。

參考文獻(xiàn)

[1]洪偉榮.脫色液中粉狀活性炭的過(guò)濾方法及設(shè)備[J].醫(yī)藥工程設(shè)計(jì)，1997（2）

[2]洪偉榮.多程板框過(guò)濾機(jī)[J].流體機(jī)械，2005（1）

[3]肖富強(qiáng).淺談板框過(guò)濾機(jī)運(yùn)行中常見(jiàn)故障及解決措施[J].工程技術(shù)，2012（1）

[4]朱企新，趙揚(yáng)，尚傳壁.我國(guó)過(guò)濾技米與設(shè)備的研究現(xiàn)狀和展望[J].化工進(jìn)展，2012（2）