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立式全自动板框压滤机滤布的选型及应用

发布时间:2020-10-24 01:29

  目过滤用 新发展论坛 立式全自动板框压滤机滤布的选型及应用 罗涛,杨鹏,刘建锋,郑宏涛 西安航天华威化工生物工程有限公司 ■要:本文通过对我厂研制的立式全自动板框压滤机滤布试用情况的介绍,探讨如何降低滤布消耗,提高设备对物料 的过滤能力,以及对几种常见工业滤布样品的断裂强度、透气性、透水性、延展性的性能分析,对今后压滤机实际作业 中滤布选型提供了可靠的参考依据。 关键词:立式压滤机滤布性能测试选型试验分析 l前言 立式全自动板框压滤机是一种新型固液分离设备,其主要特点是自动化程度高,滤布再生能力强,应 用领域广。滤布是过滤分离设备的“心脏”,是决定分离效果的重要部分。因此,合理选用滤布,则成为 降低生产成本,提高过滤效率,减少开车故障率的首要问题,也是压滤机使用技术的核心。 我公司是西安航天发动机厂下属全资子公司,长期从事压力容器和非标设备、工程的设计和制造工 作。于2004年着手立式全自动板框压滤机的研发工作,2008年生产出第一台立式全自动板框压滤机。该设 备应用领域广泛,在矿山冶金、化工、医药、食品、环保等行业都有好的应用前景。然而,不同行业的工 作物料差别大,滤布的使用环境复杂,这就决定了不同条件下滤布材料选择的不确定性和复杂性,必须靠 对物料过滤工艺长期的经验积累和过滤试验来确定。 2立式板框压滤机滤布选型分析 立式全自动板框压滤机在使用过程中,滤布损坏的主要形式有:滤布伸长变形严重,滤布连接头损坏, 滤布磨穿,滤布堵塞,滤布跑偏乱边等五种形式。过滤的效果主要决定于所选的过滤介质是否恰当,而合 适的介质可带来以下的经济效益:滤液澄清,固相损失少;滤饼容易卸除;介质不易堵塞,容易洗涤再生; 工作寿命长。选定合适的过滤介质,既要靠经验,又要靠试验。 2.1滤布选型 2.1.1选择滤布前的准备工作 选择滤布前,需要详细了解固液分离生产过程中的物料种类、分离目的、生产能力等性能指标,以便 选择适宜的滤布。但是由于各种性能指标千差万别,要想选择性能优良的合适滤布有一定难度。在很多情 况下,选择滤布通常以相互兼顾为原则。 (1)过滤要求。了解是回收固体弃去液体,还是回收液体弃去固体,或者两者都回收,或两者都舍 弃;滤饼的含液量和滤液的澄清度要求:废弃物是否还需处理。 147 国过滤用 新发展论坛 (2)料浆中固体颗粒的特性。如颗粒大小、粒度分布范围、固体颗粒的可压缩性、颗粒形状、固体 线)料浆中液体的特性。如粘度、密度、酸碱性、氧化一还原性、对有机物的可溶性及温度。 (4)料浆的特性。如粘度、密度、浓度(固体和液体的比例)、颗粒的分散状态。 2.1.2滤布选型原则 (1)滤布材料的物理、化学稳定性。应根据物料的物理、化学特性,选择合适的滤布材料。滤布选 型时,需考虑的物理、化学性能包括使用温度、抗拉性能及变形性、化学稳定性、溶解性或膨润性、耐酸 性等。 (2)力学性能。滤布应具有一定弹性和有一定的变形,伸长率和断裂伸长率则反映了其变形能力。 刮刀卸饼的过滤机要求滤布具有良好的耐磨性。 (3)过滤精度。所选滤布必须满足生产工艺规定的过滤精度。过滤精度要求不太高的高浓度物料的 过滤,所选滤布的最大透过粒径与物料中需截留的颗粒的粒径不宣相差太大,以免造成短路。但对于过滤 精度要求高的过滤或无滤饼成型的稀薄料浆的过滤,所选滤布的最大透过粒径应不大于物料中所需截流的 颗粒粒径,以保证过滤精度。此外,滤布孔隙的均匀性也比较重要。可用沸腾鼓泡孔径和最大鼓泡孔径 的比值来描述,比值趋于1,则表示滤布孔隙的均匀程度越好。 (4)初始过滤速度。滤布的透气阻力、透水阻力及加压、真空过滤的初始过滤速度都间接或直接表 明滤布的初始过滤速率。一般来说,透气阻力大的滤布,其透水阻力也大,阻力大的滤布初始过滤速率 则小,反之则相反;截留性能好的滤布,阻力大;截留性能差的滤布,阻力小。分离细颗粒、低浓度的物 料,选择截留性能较好的滤布,以满足生产中规定的分离精度;分离大颗粒、高浓度的物料。选用截留性 能稍差一些、阻力低的滤布,以提高设备的生产率。 (5)滤饼剥离性能。滤饼与滤布之间存在着粘着力,粘着力越小,越易于卸饼,滤布与滤饼间的粘 着力与滤布的材质、纤维的长短、织法有关。单丝纤维的滤布比长复丝纤维和短纤维的滤布卸饼性能好, 平纹滤布的卸饼性能最差,缎纹滤布的卸饼性能最好。 (6)再生效率。滤布随着使用时间的延长,部分孔隙被固相颗粒堵塞,使过滤阻力上升,过滤速率 下降,因此需要再生,滤布的再生性能与滤布的材质、纤维长短、织法等有关系。单丝滤布的再生性能最 好,长丝滤布次之,短纤维滤布最差。结构致密的平纹滤布再生性能差,斜纹、缎纹类的滤布再生性能好。 (7)小样试验。用上述方法初步确定的滤布往往有许多品种,通过小样试验才能筛选出最佳滤布。 小样试验可以测定滤布的过率速率、滤布的强度、滤饼的含湿率、卸饼性能等数据,通过数据的对比、分 析就能选定最佳滤布。 2.2滤布的分类 滤布按纤维材质可分为两大类:一类为天然纤维,如棉、毛、丝、麻、纤维;另一类为化学合成纤维, 如涤纶、尼龙、聚丙烯腈类、芳族聚酰胺、维纶、腈纶、聚酯纤维及一些不断推出的新合成纤维。天然纤 维的安全使用温度一般低于合成纤维。在化学稳定性方面,天然纤维耐酸碱性差,而合成纤维的化学稳定 性好。 148 田过滤用 新发展论坛 目前所使用的滤布中最常见的是合成纤维经纺织而成的滤布,根据其材质的不同可分为涤纶、维纶、 丙纶、锦纶等几种。表1描述了常用工业滤布材料的耐腐蚀性及高温性能。 表l滤布材质主要性能介绍 性能 耐酸性 涤纶 强 耐弱碱 很差 30%40% 锦纶 较差 良好 较好 18%-45% 丙纶 良好 强 良好 大于涤纶 维纶 不耐酸 耐强碱 一般 12%.25% 耐碱性 导电性 断裂伸长 回复性 耐磨性 耐热性 软化点 在10%伸长时回 很好 复率90%以上 很好 170℃ 230.240℃ 255-265℃ 略好于涤纶 好 90℃略收缩 140.150℃ 165.170℃ 较差 较好 100℃有收缩 200℃ 。220℃ 很好 130℃略收缩 180℃ 210-215℃ 熔化点 此外,目前开发并得到广泛应用的耐高温纤维有聚四氟乙烯(E-CTFE)、聚醚醚酮(PEEK)、芳族聚 酰胺(Pi)、聚酰亚胺以及聚丙腈预氧化纤维(PANOF)等。 聚醚醚酮(PEEK)是一种半晶体高分子材料,可在200"C-260"C长期使用。其分子结构中含有芳香环和 柔性的醚键,使得纤维具有超高的热稳定性和化学稳定,纤维的熔点为334"C,在200"C下24 h的强度保持 率为100%,此外纤维还具有很低的收缩率和好的电绝缘性。 聚四氟乙烯是氟碳线性直链分子所构成的的一种合成纤维。PTFE单丝具有优异的耐热性,使用温度可 达260"(2,瞬时可耐]000。C以上的高温火焰;耐酸、碱及其他化学试剂的腐蚀小。这种纤维耐磨损及摩擦 系数低,粉尘及滤渣易抖落,所以过滤效果高,使用寿命长。 此类高温过滤材料,使用于过滤环境及其苛刻高温,腐蚀性强,可燃介质等过滤。 3性能测试 在立式全自动板框压滤机研发期间,为合理选择滤布,公司一方面自行开发小型试验机,模拟锌粉的 生产工艺:一方面通过对国内几家大型滤布生产厂家的实地考察、取样,与西安轻工业学院合作。对几种 类型滤布的技术参数进行测定。 3.1基础技术参数测定 根据国家标准GB/T5456-197-97,FZ65004—1995以及英标BS3321:1986等相关标准,对几种滤布的密度、 断裂强度、伸长率、透气量等基本参数进行了测定,见表2. 149 嗣I过滤用 JCi-zJt.展论坛 表2滤布的技术参数测定表 型号 密度 (根/: .Ocm) 经 P750AB 2603PP 2204PES C-CTFE PEEK 325 280 270 332 270 断裂强度 (KN/M) 经 84 180 146 207 146 伸长率 (%) 沸缩率 (%) 透气量 (m3/m2?s) 过滤粒 度 (IZ m) 厚度 mm 纬 207 180 162 156 162 纬 52 105 131 186 131 经 50 30 26.5 10.5 17.5 纬 36 28 36.5 17 22.5 经 1.1 纬 O.9 0.03 0.05 5 5 5 5 5 1.13 1.30 1.18 1.8 2.O 2.3 1.O 1.5 1.5 0.6 0.75 0.0426 0.04 O.08 3.2接缝强度对比试验 滤布接头的连接方式主要有钢扣连接和胶粘连接,通过对三种试件的强度对比实验,试件1为国内滤 布厂家生产的不锈钢钢扣,试件2为国外压滤机专业厂家生产的不锈钢钢扣,试件3为国内滤布厂家生产的 胶粘缝。试验数据见表3. 表3接缝强度测定表 试件 l 2 3 连接方式 (mm×mm) 不锈钢扣 不锈钢扣 胶粘缝 200×62 150×35 40X1000 规格 试验次数 10 10 10 平均载荷(1(N/M) 62.4 91.5 87.75 由表3的结果可知,国外钢扣强度较好,主要是钢扣的材质,扣的结构尺寸和加工工艺不同。国内胶 缝方式强度较好,但胶缝过程时间较长,操作麻烦,不利于现场应用。 3.3滤布使用情况对比 通过对锌粉的试验选型,考察了国内三家滤布厂家,分别取样同目数滤布进行试验,试验结果见表4。 表4国内滤布对比试验结果表 比较项目 平均使用周期(T) 周期成本(元/T) 渣含水 沈阳 2000 3.2 山东 2500 7.56 大连 3200 11.5 稳定18% 前一个月20%,以后 大于20% 前一个月20%,以后 大于20% 脱渣性 洗涤性 修复性 开车率 好 好 好 高 一般 一般 不好 较差 好 好 不好 低 国过滤用 新戋晨论坛 4结论 通过我厂立式全自动板框压滤机滤布在选型和使用过程中对常用工业过滤材料的分类和性能分析可 知:影响过滤材料选择的因素非常多,并且具有极大的复杂性和不确定性。设备滤布选型前应根据不同物 料初选滤布种类后,有专业试验装置进行试验对比后确定最终滤布型号。 目前,国内几家有实力的滤布厂家通过对生产技术、工艺、设备的改善,滤布性能已接近国外同类产 品,价格相对便宜,向滤布国产化迈出了可喜的一步。为今后立式全自动板框压滤机滤布选型提供了可靠 的参考依据。 参考文献: [1]王唯一,丁启圣《过滤介质及其选用》中国纺织出版社 [2]丁启圣,贵州快3,王唯一《新型实用过滤技术》冶金工业出版社 [3]王丽丽,刘国荣常用过滤材料的分类总结及性能测试过滤与分离2008.18.1 [4]姚穆,周锦芳等编,《纺织材料学》,北京,纺织工业出版社,1990:355 151 立式全自动板框压滤机滤布的选型及应用 作者: 作者单位: 罗涛, 杨鹏, 刘建锋, 郑宏涛 西安航天华威化工生物工程有限公司 本文链接:


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