淺析水平帶式真空過(guò)濾機(jī)濾布再生性能、工藝方法及其應(yīng)用

摘要：濾布是水平帶式真空過(guò)濾機(jī)的核心部件。濾布作為水平帶式真空過(guò)濾機(jī)的過(guò)濾介質(zhì)，其再生性能的優(yōu)劣、再生工藝方法的合理選擇和應(yīng)用，對(duì)于保證水平帶式真空過(guò)濾機(jī)的過(guò)濾性能、延長(zhǎng)濾布的使用壽命、降低運(yùn)行成本等起著至關(guān)重要的作用。現(xiàn)介紹了水平帶式真空過(guò)濾機(jī)的工作原理以及濾布的運(yùn)行原理、分類、特性等，重點(diǎn)分析了水平帶式真空過(guò)濾機(jī)濾布再生性能的影響因素、再生工藝方法及其應(yīng)用情況，以延長(zhǎng)濾布的使用壽命，降低更換濾布的運(yùn)行成本。

關(guān)鍵詞：水平帶式真空過(guò)濾機(jī);濾布;再生性能;工藝方法

0 引言

在固液分離機(jī)械中，采用濾布作為過(guò)濾介質(zhì)的設(shè)備有很多類型，如板框廂式壓濾機(jī)、水平帶式真空過(guò)濾機(jī)、圓盤真空過(guò)濾機(jī)、帶式壓榨機(jī)等。無(wú)論哪種類型的固液分離設(shè)備，濾布的規(guī)格型號(hào)及其清洗再生性能、再生工藝方法的合理應(yīng)用都是至關(guān)重要的，不同的設(shè)備類型，對(duì)濾布的選擇及使用既有共性又有特殊性。本文主要分析水平帶式真空過(guò)濾機(jī)中濾布的再生性能、再生工藝方法及其應(yīng)用情況。

1 水平帶式真空過(guò)濾機(jī)的工作原理

水平帶式真空過(guò)濾機(jī)以濾布為過(guò)濾介質(zhì)。料漿經(jīng)進(jìn)料裝置均勻分布在移動(dòng)的濾布上，經(jīng)過(guò)真空室的真空抽吸，料漿中的水分依次通過(guò)濾布、真空室或?yàn)V盤濾板上的排液孔等進(jìn)入排液總管，并最終經(jīng)過(guò)汽水分離器等排出;同時(shí)，料漿抽濾后形成的濾餅向前行進(jìn)接受洗滌，并再經(jīng)真空抽吸，直至在卸料輥處由刮刀或鋼絲卸除，從而實(shí)現(xiàn)料漿的固液過(guò)濾、分離。

水平帶式真空過(guò)濾機(jī)按其結(jié)構(gòu)和特征可分為：固定室型水平帶式真空過(guò)濾機(jī)（橡膠帶）（DU型）、移動(dòng)室型水平帶式真空過(guò)濾機(jī)（DI型）、過(guò)濾帶間歇運(yùn)動(dòng)型水平帶式真空過(guò)濾機(jī)（DJ型）。

圖1和圖2分別是固定室型水平帶式真空過(guò)濾機(jī)（橡膠帶）（DU型）和移動(dòng)室型水平帶式真空過(guò)濾機(jī)（DI型）的工作原理圖[1]。

2 水平帶式真空過(guò)濾機(jī)中濾布的運(yùn)行原理、分類、性能簡(jiǎn)介

2.1? ? 運(yùn)行原理

水平帶式真空過(guò)濾機(jī)中濾布的運(yùn)行，主要依靠真空源所提供的真空吸力以及所過(guò)濾的物料及其自身重力附著在橡膠帶或?yàn)V盤濾板上，由電動(dòng)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輥或頭輪所產(chǎn)生的摩擦力拖動(dòng)而連續(xù)運(yùn)行。在運(yùn)行過(guò)程中，濾布因過(guò)濾機(jī)運(yùn)行原理和結(jié)構(gòu)，受到各輥筒表面摩擦力、刮板或鋼絲阻力及張緊力的作用，容易引起濾布拉伸或收縮、磨損、跑偏、褶皺、再生效率降低等，進(jìn)而影響過(guò)濾機(jī)的過(guò)濾性能。

2.2? ? 分類

濾布作為一種柔性過(guò)濾介質(zhì)，是目前過(guò)濾設(shè)備中使用量最大的一種，在石油、化工、煙氣脫硫等行業(yè)尤為如此。

濾布按材質(zhì)不同可分為：滌綸（聚酯）濾布、丙綸（聚丙烯）濾布、尼龍（聚酰胺、錦綸）濾布、棉濾布等;按織法不同可分為：平紋濾布、斜紋濾布、緞紋濾布、非織造類濾布（無(wú)紡布）等;按濾布紗線構(gòu)成不同可分為：?jiǎn)谓z濾布、復(fù)絲濾布、短纖維紗濾布等;按絲線層數(shù)不同可分為：?jiǎn)螌訛V布、雙層濾布、多層濾布等[2]。

2.3? ? 性能簡(jiǎn)介

濾布性能主要有過(guò)濾性能、使用性能和機(jī)械性能。其中，過(guò)濾性能決定濾布完成特定過(guò)濾工作的能力，使用性能控制濾布對(duì)環(huán)境的相容性，機(jī)械性能決定濾布適用的過(guò)濾機(jī)種類。

3 水平帶式真空過(guò)濾機(jī)濾布再生的工藝方法及其應(yīng)用

3.1? ? 濾布再生

對(duì)于全新投入設(shè)備運(yùn)行的濾布，其過(guò)濾性能自然是最佳的。而隨著濾布使用時(shí)間的延長(zhǎng)，濾布上部分孔隙被物料中固相顆粒堵塞，使過(guò)濾阻力上升，過(guò)濾速率下降，因此需要再生。

3.2? ? 影響濾布再生性能的因素

（1）濾布的紗線構(gòu)成、纖維長(zhǎng)短、織法。一般來(lái)說(shuō)，單絲濾布的再生性能最好，長(zhǎng)絲濾布次之，短纖維濾布最差。平紋濾布的再生性能差，斜紋、緞紋類濾布的再生性能好。緞紋濾布容易卸除濾餅，降低固相粒子在濾布內(nèi)部被捕捉的可能性。而非織造類濾布即無(wú)紡布的再生性能最差。

（2）濾布的精加工。經(jīng)過(guò)砑光改善濾布表面特性，使濾布表面光滑，容易卸除濾餅，調(diào)節(jié)濾布滲透性，提高過(guò)濾及再生效率。濾布的滲透性可以決定稀薄濾漿中的粒子在介質(zhì)內(nèi)部的捕捉量，從而影響濾布沖洗再生的能力。而對(duì)濾布進(jìn)行微孔聚合物涂覆，則能進(jìn)一步提高濾布的過(guò)濾精度，改善濾餅的剝離條件，提高濾布的再生性能。

（3）過(guò)濾漿液的理化性能。漿液的濃度、流體黏度、固相粒子的分級(jí)、運(yùn)行溫度、pH值等也會(huì)對(duì)濾布的再生性能產(chǎn)生不同程度的影響。

（4）其他因素，包括濾布使用的生產(chǎn)工藝、濾布生產(chǎn)商的加工制作質(zhì)量、卸料刮刀的材料及結(jié)構(gòu)以及其他特殊要求或參數(shù)。

3.3? ? 濾布再生工藝方法及其應(yīng)用

3.3.1? ? 扇形噴嘴沖洗

水平帶式真空過(guò)濾機(jī)濾布最通常的沖洗再生方法是采用不銹鋼沖洗水管上加裝帶相應(yīng)卡箍的不銹鋼扇形噴嘴，提供流量和壓力符合要求的工藝水，對(duì)準(zhǔn)濾布正、反兩面進(jìn)行全方位沖洗。噴嘴的噴射角度、孔徑、數(shù)量的設(shè)置，可分別根據(jù)沖洗水管的安裝位置、數(shù)量、水質(zhì)條件、供水壓力和流量等具體情況確定。沖洗壓力一般為0.3～0.5 MPa。

3.3.2? ? 高壓水沖洗

應(yīng)用于不銹鋼二次鋼渣過(guò)濾脫水的水平帶式真空過(guò)濾機(jī)，經(jīng)球磨后礦漿粒度較細(xì)，固態(tài)顆粒容易被截留在濾布內(nèi)，通常會(huì)在扇形噴嘴沖洗的基礎(chǔ)上增加一道高壓水沖洗。高壓水沖洗可以結(jié)合濾布實(shí)際運(yùn)行狀況，間歇性開(kāi)啟使用，每次使用的時(shí)間也可以根據(jù)工作需要來(lái)調(diào)整。

3.3.3? ? 電動(dòng)刷輥洗刷

應(yīng)用于煤化工行業(yè)灰渣細(xì)渣抽濾干排，催化劑、分子篩、尾礦干堆處理等工藝中的水平帶式真空過(guò)濾機(jī)，其濾布再生通常會(huì)先用扇形噴嘴沖洗濾布的正、反面，再設(shè)置一套輔助的電動(dòng)刷輥裝置對(duì)濾布的工作面進(jìn)行滾刷，提高濾布表面固態(tài)殘?jiān)娜コ?，提高濾布的再生效率。電動(dòng)刷輥裝置采用電動(dòng)機(jī)與皮帶輪減速機(jī)構(gòu)，皮帶可采用V型定長(zhǎng)皮帶或活絡(luò)皮帶?；罱j(luò)皮帶方便調(diào)節(jié)皮帶的松緊[3]。電動(dòng)刷輥轉(zhuǎn)速，可以是常規(guī)定頻定速的，也可以是變頻調(diào)速的，根據(jù)不同的濾布寬度來(lái)確定。刷輥電機(jī)的功率一般為0.75～1.1 kW。

3.3.4? ? 超聲波清洗

在一些電廠脫硫石膏二級(jí)脫水的DU型真空過(guò)濾機(jī)上，濾布再生工藝會(huì)采用超聲波振子清洗方式。超聲波發(fā)生器的功率一般在1.5～3 kW，振子頻率在25～30 kHz。

3.3.5? ? 酸浸或堿浸化學(xué)清洗

針對(duì)需要過(guò)濾的漿液中含有油污，或會(huì)在濾布表面形成堿性或酸性結(jié)垢的工藝場(chǎng)合，可以增設(shè)酸液或堿液浸洗槽箱，對(duì)濾布進(jìn)行化學(xué)浸泡清洗再生。

3.3.6? ? 折流噴射沖洗

對(duì)于一些工藝水質(zhì)偏硬、雜質(zhì)含量較高的過(guò)濾機(jī)應(yīng)用場(chǎng)合，常規(guī)扇形噴嘴容易堵塞，造成濾布再生效率降低，影響濾布過(guò)濾性能。除考慮在沖洗水供給管路上增加過(guò)濾器外，在沖洗水量和水壓足夠有余量的條件下，可以采用高速水流進(jìn)行濾布正、反面的噴射沖洗，即取消噴嘴，直接在沖洗水管的噴射部位采用噴管鉆小孔與折流板，能起到很好的清洗再生效果。

3.3.7? ? 其他工藝方法

濾布的再生，特別是非機(jī)織布即無(wú)紡布的再生，應(yīng)做到每次停止投料運(yùn)行前，需采用清水將整條濾布沖洗干凈。下次投料開(kāi)始時(shí)，需先用清水將整條濾布打濕后再進(jìn)行投料。

4 結(jié)語(yǔ)

水平帶式真空過(guò)濾機(jī)所應(yīng)用的行業(yè)和工藝千差萬(wàn)別，濾布本身的規(guī)格型號(hào)、性能參數(shù)也是各式各樣，所以濾布再生工藝方法也要根據(jù)實(shí)際需要來(lái)選擇。實(shí)際上，濾布在實(shí)際使用過(guò)程中，過(guò)濾速率是指濾布進(jìn)入“再生性能穩(wěn)定期”時(shí)的過(guò)濾速率，濾布選型時(shí)在滿足生產(chǎn)規(guī)定的過(guò)濾精度的前提下，應(yīng)著重選擇再生性能好的濾布，并應(yīng)用合理的再生工藝方法，才能讓濾布的“再生性能穩(wěn)定期”更長(zhǎng)久，從而延長(zhǎng)濾布的使用壽命，降低更換濾布的運(yùn)行成本，幫助企業(yè)獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 丁啟圣，王維一.新型實(shí)用過(guò)濾技術(shù)[M].4版.北京：冶金工業(yè)出版社，2017.

[2] 王維一，丁啟圣.過(guò)濾介質(zhì)及其選用[M].北京：中國(guó)紡織出版社，2008.

[3] 聞邦椿.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].6版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2017.

收稿日期：2020-06-10

作者簡(jiǎn)介：周志誠(chéng)（1976—），男，浙江湖州人，高級(jí)工程師，研究方向：過(guò)程裝備與控制、環(huán)保技術(shù)及管理。