一種帶式壓榨過濾機(jī)建筑泥漿脫水工藝改良

摘要：建筑泥漿現(xiàn)行的帶式過濾設(shè)備存在著效率低下、成本過高等系列問題，為符合國家對建筑泥漿污染防治環(huán)保要求，本課題以重型建筑泥漿脫水機(jī)為研究對象，研究泥漿性質(zhì)與脫水設(shè)備之間的相關(guān)性，依據(jù)化學(xué)、物理、機(jī)械壓榨等性能并分析它們之間的相關(guān)性，確定了建筑泥漿脫水機(jī)的關(guān)鍵性質(zhì)，結(jié)果表明，在重力脫水階段脫水越好，壓榨階段脫水性能越好，反之越差，根據(jù)結(jié)果設(shè)計(jì)出一種輔助脫水機(jī)脫水的機(jī)械結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)表明設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)對脫水有一定的幫助作用。

Abstract： The current belt filter equipment of construction mud has a series of problems， such as low efficiency and high cost. In order to meet the national environmental protection requirements for the prevention and control of construction mud pollution， in this paper， the heavy-duty construction mud dehydrator is taken as the research object to study the correlation between the mud properties and the dehydrating equipment. According to the chemical， physical and mechanical properties and the analysis of the correlation between them， the key properties of the construction mud dehydrator are determined. The results show that the better the dewatering is in the gravity dewatering stage， the better the dewatering performance is in the squeezing stage， and vice versa. The experiment shows that the designed structure is helpful to dewatering.

關(guān)鍵詞：濾帶;壓榨;跑泥現(xiàn)象;脫水

Key words： filter belt;press;mud run;dewatering

中圖分類號：TQ051.8? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）36-0181-02

0? 引言

黨的十八大以來中國城鎮(zhèn)化進(jìn)程明顯提速，并注重以人為本、規(guī)模和質(zhì)量并重的新階段。中國GDP總量目前已居世界經(jīng)濟(jì)體第二，但人均GDP還處于世界經(jīng)濟(jì)體平均線以下。2018年中國國內(nèi)生產(chǎn)總值900309億元，全年社會固定資產(chǎn)投資（不含農(nóng)戶）635636億元，增長5.9%。全年社會建筑業(yè)增加值61808億元，比上年增長4.5%，全年新改建高速公路里程6063公里，新建高速鐵路投產(chǎn)里程4100公里[1]。城鎮(zhèn)化建設(shè)提速帶來的環(huán)境污染物總量也明顯提高，環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展之間的污染治理平衡問題也更顯突出。中國人均淡水資源量處于緊缺狀態(tài)，已成為制約“中國特色新型城鎮(zhèn)化”建設(shè)主要瓶頸。城鎮(zhèn)發(fā)展帶的來各種施工泥漿總量提升，對水資源環(huán)境影響越來越大。改革開放以來從美國、日本等發(fā)達(dá)國家引進(jìn)的帶式壓榨過濾處理系統(tǒng)技術(shù)已廣泛應(yīng)用在各種行業(yè)當(dāng)中，相關(guān)工藝、設(shè)備被中小型技術(shù)企業(yè)吸收，目前市場上生產(chǎn)帶式壓榨過濾機(jī)公司眾多，但在市場上話語權(quán)還不夠，急需在技術(shù)上創(chuàng)新突破，增加行業(yè)話語權(quán)。

1? 現(xiàn)有市場帶式壓榨過濾機(jī)結(jié)構(gòu)

帶式壓榨過濾機(jī)是由兩條或多條環(huán)形濾帶纏繞在大小不等按功能分布排列的輥輪上，利用濾帶在輥輪間的擠壓作用脫除料漿中水分的一種過濾設(shè)備。結(jié)構(gòu)上主要有重力脫水段、預(yù)壓脫水段、S形擠壓脫水段、張緊調(diào)偏裝置等。

重力脫水段結(jié)構(gòu)成一定傾斜角度，其作用是自由脫水，利用水自重作用脫去大量的自由基水，使泥漿的流動性減小，濾帶表面剩一定含水量半固體的稀泥，輸送到第二層預(yù)壓脫水段。

預(yù)壓脫水段結(jié)構(gòu)由若干個直徑相同的輥筒和濾帶組成，上下兩層濾帶之間形成的“楔形”空間，隨楔形角度的變化帶表面產(chǎn)生不同的壓力對稀泥進(jìn)行預(yù)壓脫水，為后序壓榨脫水環(huán)節(jié)作好準(zhǔn)備。

S形擠壓脫水段結(jié)構(gòu)是由若干組大小不同直徑的輥筒和環(huán)形濾帶組成，環(huán)形濾帶呈S形狀依次繞于各輥筒之間，隨著兩濾帶間的間隙變小，兩條環(huán)形濾帶之間的高含水量稀泥在擠壓力作用下，從濾帶空隙中濾出多余的水，達(dá)到擠壓脫水的目的，形成含水量低的固態(tài)泥餅排出濾帶。

2? 帶式壓榨過濾機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)分析

帶式壓榨過濾機(jī)按機(jī)械結(jié)構(gòu)特征類型可分為輕型帶式過濾一體機(jī)、重型分體式帶式壓濾機(jī)兩種。兩種類型優(yōu)、缺點(diǎn)見表1。

2.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)特征優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)

輕型帶式過濾一體機(jī)結(jié)構(gòu)上采用一體化技術(shù)，結(jié)構(gòu)緊湊采用上下兩層排列，空間上進(jìn)行疊堆放置，減少占地面積，結(jié)構(gòu)設(shè)置緊密，重力脫水距相對較短，效率比較低，污泥處理量小。部件與部件之間空間狹小，發(fā)生故障后維修不方便。

重型分體式帶式壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)上采用兩個或三個機(jī)械結(jié)構(gòu)部分拼接組合而成，結(jié)構(gòu)簡單，但設(shè)備長度很長。重力脫水距離設(shè)置比較長，脫水較充分，需占地面積多，濾帶寬度可選擇范圍變大，濾帶越寬處理量越大。部件結(jié)構(gòu)都較大，發(fā)生故障后，拆裝比較困難，需多人合作完成。

2.2 濾帶擠壓過程中跑泥現(xiàn)象

濾帶與濾帶之間隨著軸系間空間減小，泥漿中含水量高、流動性能好，受力滑移現(xiàn)象，泥漿從濾帶兩側(cè)空隙間溢出稱之為跑泥現(xiàn)象。

導(dǎo)致濾帶兩側(cè)出現(xiàn)這種情況是因?yàn)槟酀{含水量太高，泥漿流動性好，受力狀態(tài)下易流動。解決辦法只有減小泥漿的進(jìn)入預(yù)壓、擠壓階段的含水量。

輕型帶式過濾一體機(jī)在重力脫水段長度一般設(shè)置都在2米左右，重力脫水距離較短，導(dǎo)致泥漿脫水后含水量較高。

重型分體式帶式壓濾機(jī)在重力脫水段長度一般設(shè)置都在8米左右，重力脫水距離較長，在后1/3開始因?yàn)V網(wǎng)空隙堵塞濾水量急劇減少。

3? 新型帶式壓榨過濾機(jī)結(jié)構(gòu)

固液物理擠壓分離是帶式壓榨過濾機(jī)的主要功能，項(xiàng)目組研究物理分離技術(shù)，查找中外文獻(xiàn)相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，潘內(nèi)維斯（Pannevis）帶式過濾機(jī)有種三角形壓力帶布置結(jié)構(gòu)，如圖1。

圖示6是壓力帶，壓力帶與主驅(qū)動軸成三角形布置，對泥漿進(jìn)行物理擠壓脫水工作。參考潘內(nèi)維斯（Pannevis）帶式過濾機(jī)三角形機(jī)械結(jié)構(gòu)與網(wǎng)鏈、海綿設(shè)計(jì)出一種新型的三角形物理擠壓脫水裝置，一種帶式壓濾機(jī)新型機(jī)械裝置結(jié)構(gòu)，如圖2。

該結(jié)構(gòu)利用三角楔形預(yù)壓，由大變小直至恒定值擠壓，網(wǎng)鏈海綿濾帶與主驅(qū)動輪包角擠壓泥漿。網(wǎng)鏈海綿濾帶是由網(wǎng)鏈與海綿的組合體，主要功能是柔性包容、擠壓、吸水、脫水等，網(wǎng)鏈與海綿經(jīng)特殊工藝在網(wǎng)鏈兩面粘接兩塊海綿，網(wǎng)鏈在漲力下具有的一定的剛性;海綿具有吸水、脫水特有的性能，海綿體吸水量可達(dá)到其本身重量的十倍左右;在作用與反作用力下變形，海綿泡孔組織受擠壓后，體積發(fā)生變化，泡孔間的水分子從海綿體中濾出;柔性包容是海綿的彈性變化，向下凹呈錐形變化、可直接包容。[2]

新型結(jié)構(gòu)可以使用在分體式帶式壓榨過濾機(jī)和輕型帶式濃過濾一體機(jī)上，可設(shè)置在重力脫水工步后，在增加一個工步下達(dá)到減低泥漿含水量，減輕預(yù)壓區(qū)與S型擠壓區(qū)兩側(cè)跑泥現(xiàn)象，改良最終出泥泥餅的含水量，改善設(shè)備操作人員與生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行的工況。還可起到簡化結(jié)構(gòu)及減少設(shè)備占用面積的作用。

新型結(jié)構(gòu)對輕型帶式濃過濾一體機(jī)的工藝改良：改善高含水量泥漿在重力自由脫水階段脫水不夠的問題，減輕在預(yù)壓區(qū)和擠壓區(qū)濾帶兩側(cè)跑泥現(xiàn)象;可以簡化環(huán)形濾帶S型擠壓結(jié)構(gòu)棍筒對數(shù)。

新型結(jié)構(gòu)對重型分體式帶式壓濾機(jī)的工藝改良：以減小重力脫水階段的長度達(dá)到減少過濾機(jī)占地面積;減輕在預(yù)壓區(qū)和擠壓區(qū)濾帶兩側(cè)跑泥現(xiàn)象;可以簡化環(huán)形濾帶S型擠壓結(jié)構(gòu)棍筒對數(shù)。

4? 總結(jié)

綜上所述，新型機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對帶式過濾機(jī)的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量有一定經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

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