金屬燒結(jié)網(wǎng)式過濾座的開發(fā)

馮小朋 吳炳瓏

（天華化工機(jī)械及自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院有限公司）

隨著壓力過濾機(jī)的廣泛使用，不同的物料由于其特性和粒徑不同，對(duì)過濾、分離的要求也不盡相同， 壓力過濾機(jī)現(xiàn)使用過濾座+濾布的過濾方法來實(shí)現(xiàn)物料的過濾與分離，受濾布編織方式的影響，壓力過濾機(jī)濾布組合式過濾座只能用于分離對(duì)應(yīng)粒徑的物料，嚴(yán)重限制了設(shè)備的使用范圍。

為適應(yīng)粘性較大、粒徑范圍分布較廣的物料的過濾和分離，筆者選擇承壓較好、孔隙范圍較大的燒結(jié)網(wǎng)作為研究開發(fā)對(duì)象。 由于金屬燒結(jié)網(wǎng)孔徑可調(diào)節(jié)范圍大，因此研究燒結(jié)式過濾座可擴(kuò)大壓力過濾機(jī)的使用范圍。

1 過濾座工作原理

如圖1 所示，過濾座本體安裝在轉(zhuǎn)鼓筋板與轉(zhuǎn)鼓內(nèi)筒所形成的過濾腔體內(nèi)。 進(jìn)料時(shí)，來自外界的帶壓漿料自泵打入轉(zhuǎn)鼓過濾腔體內(nèi)，在壓力的作用下液體自過濾座本體流道收集并自液體排出管排出， 固體截留在過濾座上部形成濾餅；洗滌時(shí)，帶壓洗滌液自外界打入穿過濾餅層帶走濾餅中的雜質(zhì)，洗滌液從液體排出管排出；干燥時(shí)， 來自外界的帶壓干燥氣體進(jìn)入過濾腔體，通過壓力將濾餅層上部液體自液體排出管排出，同時(shí)干燥氣體穿過濾餅層達(dá)到或接近飽和狀態(tài)亦可將濾餅中的濕分帶走并從液體排出管排出；卸料時(shí)，隨著轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)動(dòng)，過濾腔體轉(zhuǎn)至圖2 所示位置，卸料反吹氣自轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部通過反吹氣管作用于濾餅層底部，濾餅自出料口排出。 清洗時(shí)，卸料完成后過濾腔體隨轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)至清洗區(qū)，來自外界的帶壓清洗液將過濾腔體、過濾座表面等清洗干凈然后過濾腔體進(jìn)入下一工作周期。 自此，過濾座在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部完成一周期工作。

圖1 過濾座在壓力過濾機(jī)中的工作原理

圖2 卸料反吹示意圖

2 濾布組合式過濾座

壓力過濾機(jī)濾布組合式過濾座（圖3） 由濾布、孔板、過濾座本體和方形填料構(gòu)成。 過濾座本體根據(jù)設(shè)計(jì)要求通過精密鑄造成型，將孔板焊接在過濾座本體上，將四周打磨光滑后用方形盤根將濾布固定在過濾座和孔板上，從而形成一套濾布組合式過濾座。

圖3 濾布組合式過濾座結(jié)構(gòu)

這種過濾座由于盤根、 濾布包裝等問題，包裝完成后可能存在安裝困難等情況，并且包裝人力成本較高；其次，由于外層為非金屬濾布，在運(yùn)輸過程中， 濾布與過濾座本體磕碰很容易損壞；另外，受濾布材料特性限制，長周期運(yùn)行時(shí)可能會(huì)由于壓力、 溫度等變化導(dǎo)致濾布孔隙發(fā)生變化，繼而影響過濾精度、過濾效率、洗滌液流量和干燥氣流量。

濾布組合式過濾座采用非金屬濾布對(duì)物料進(jìn)行過濾，當(dāng)需過濾的物料粘性較大或粒徑較細(xì)時(shí)，所需卸料反吹氣壓力相應(yīng)會(huì)較大，同時(shí)對(duì)濾布孔隙大小和濾布材料要求相應(yīng)較高。 較高的卸料反吹氣會(huì)減少濾布使用壽命，而較高材質(zhì)要求的濾布會(huì)大幅增加過濾成本。

為了解決上述問題， 擴(kuò)大壓濾機(jī)的適用范圍，筆者開發(fā)了金屬燒結(jié)網(wǎng)式過濾座。

3 金屬燒結(jié)網(wǎng)式過濾座

3.1 金屬燒結(jié)網(wǎng)式過濾座結(jié)構(gòu)

金屬燒結(jié)是粉末或粉末毛坯加熱到低于其中基本成分的熔點(diǎn)溫度，再以一定方法和速度冷卻至室溫， 使粉末或粉末毛坯發(fā)生粘結(jié)的過程。燒結(jié)過程中會(huì)發(fā)生一系列物理和化學(xué)反應(yīng)，從而獲得所需物理特性、機(jī)械性能的制品或材料。 金屬燒結(jié)網(wǎng)式過濾座（圖4）是將金屬燒結(jié)網(wǎng)通過特殊的燒結(jié)方式燒結(jié)于過濾座本體上，燒結(jié)網(wǎng)成型過程中可根據(jù)物料特性和過濾分離透氣性要求增加導(dǎo)流板，導(dǎo)流板均布在燒結(jié)網(wǎng)內(nèi)部，燒結(jié)網(wǎng)根據(jù)要求可燒結(jié)成單層或多層，多層金屬燒結(jié)網(wǎng)為重疊燒結(jié)或錯(cuò)位燒結(jié)后形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

圖4 金屬燒結(jié)網(wǎng)式過濾座

3.2 金屬燒結(jié)網(wǎng)式過濾座優(yōu)缺點(diǎn)

金屬燒結(jié)網(wǎng)式過濾座的優(yōu)點(diǎn)在于：

a. 成型簡單，易于安裝和運(yùn)輸。 金屬燒結(jié)網(wǎng)式過濾座可根據(jù)物料特性和物料粒徑大小直接燒結(jié)成型，所有燒結(jié)完成的外表面光滑并且尺寸統(tǒng)一；另外，本實(shí)用新型全部為金屬材料，易于包裝運(yùn)輸。 同時(shí)，金屬燒結(jié)網(wǎng)式過濾座相對(duì)于濾布組合式過濾座重量較輕，安裝更容易。

b. 孔隙均勻，過濾精度準(zhǔn)確，過濾效率高，流量穩(wěn)定。 金屬燒結(jié)網(wǎng)式過濾座可根據(jù)工況和物料特性進(jìn)行單層或多層燒結(jié)網(wǎng)燒結(jié)，多層燒結(jié)亦可重疊或錯(cuò)位燒結(jié)，成型后孔隙均勻，長周期運(yùn)行時(shí)可使過濾精度準(zhǔn)確、過濾效率提高，穩(wěn)定的孔隙間距可保證洗滌液或干燥氣的流量穩(wěn)定。

c. 使用范圍廣。 在能滿足旋轉(zhuǎn)壓力過濾機(jī)的工況下，金屬燒結(jié)網(wǎng)可做成任意孔隙間距的過濾座，相對(duì)濾布組合式過濾座應(yīng)用范圍更廣，不但適用于所有旋轉(zhuǎn)壓力過濾機(jī)過濾單元中的過濾座結(jié)構(gòu)，而且適用于其他類似旋轉(zhuǎn)壓力過濾機(jī)的過濾設(shè)備。

d. 剛性、強(qiáng)度好。 金屬燒結(jié)網(wǎng)式過濾座由于強(qiáng)度和剛性比濾布組合式過濾座好，可承受正反兩方面壓力作用范圍更大， 并且運(yùn)行周期更長，更換頻次更低。

e. 耐腐蝕性能好。金屬燒結(jié)網(wǎng)式過濾座可根據(jù)物料特性和工況選擇性進(jìn)行燒結(jié)，可防止過濾座與溶劑或物料發(fā)生反應(yīng)。

f. 過濾、洗滌、干燥效果好。 金屬燒結(jié)網(wǎng)式過濾座在燒結(jié)過程中增加的導(dǎo)流板可使濾液或氣體流速在一定范圍內(nèi)可控， 能保證濾液及時(shí)排出、干燥氣體分布均勻，提高過濾、洗滌、干燥效果； 反吹時(shí)使氣體均勻作用在整個(gè)燒結(jié)板上，保證卸料效率高的同時(shí)可防止長時(shí)間作用同一位置而降低使用周期。

g. 清理方便，使用周期長，成本低。當(dāng)過濾座孔隙被物料堵塞時(shí)，金屬燒結(jié)網(wǎng)式過濾座由于強(qiáng)度、剛性、耐腐蝕性相對(duì)于濾布組合式過濾座較好，可使用各種有機(jī)溶劑進(jìn)行浸泡或清洗，亦可使用高壓水槍等方式進(jìn)行清洗， 有效防止變形、損壞及腐蝕等，進(jìn)而使用周期相對(duì)于濾布組合式過濾座更長，同時(shí)降低使用、更換過濾座的成本。

金屬燒結(jié)網(wǎng)式過濾座的缺點(diǎn)在于：

a. 單次成型成本高。金屬燒結(jié)網(wǎng)式過濾座相對(duì)于濾布組合式過濾座單次成型成本相對(duì)要高。

b. 成型后不易更換。金屬燒結(jié)網(wǎng)式過濾座是通過特殊的燒結(jié)方式燒結(jié)于過濾座本體上的，若使用者想更換使用物料時(shí)，不像濾布組合式過濾座拆除原濾布更換新濾布后即可使用，必須將燒結(jié)網(wǎng)拆除，拆除時(shí)還容易破壞濾座本身結(jié)構(gòu)。

c. 對(duì)于粘性較大的物料來說不易卸料。 物料粘性大時(shí)， 由于濾布組合式過濾座中濾布較軟，在反吹氣作用下易鼓起利于卸料，而金屬燒結(jié)網(wǎng)式過濾座強(qiáng)度較好，反而不易卸料。

4 結(jié)束語

通過對(duì)濾布組合式過濾座與金屬燒結(jié)網(wǎng)式過濾座的對(duì)比，并結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況，可以看出金屬燒結(jié)網(wǎng)式過濾座更適合于壓力過濾機(jī)的推廣和市場需求，在今后的使用中，應(yīng)研究利于拆卸更換、質(zhì)地較軟的燒結(jié)網(wǎng)，從而促使壓力過濾機(jī)的使用范圍更加廣泛。