立盘式真空过滤机过滤效率提升的途径

立盘式真空过滤机过滤效率提升的途径

本文针对立盘真空过滤机由于滤饼卸除不彻底导致的过滤机过滤效率偏低的问题，根据对现场运行情况的分析，提出了具体的改进措施。

原因分析

立盘式真空过滤机是氧化铝生产过程中一种进行固液分离的重要设备，它的主要功能是将种分分解后的种子浆液，进行固、液分离，固体氢氧化铝做晶种，滤液送到蒸发工序。该厂晶种过滤工序共有6台GPL-240型立盘真空过滤机，目前存在的主要问题是设备过滤能力达不到设计指标，过滤效率低，其设计的过滤能力是300t/h，实际过滤能力为200t/h，仅达到设计能力的67%。

影响过滤效率有多方面的因素，例如：压力差、料浆的液固比、固体的粒度分布、料浆的黏度、过滤介质等。而笔者认为，除以上因素外，目前造成该厂立盘式真空过滤机过滤效率较低的主要原因是滤饼吹卸不彻底，即当滤饼进入吹落区后约有30%滤饼又进入进料区，造成过滤机做无用功，使过滤效率降低。本文将从如何改善立盘式真空过滤机滤饼吹卸效果的角度，对提高其过滤效率进行探讨。

立盘式真空过滤机的结构及其工作原理

下图1为立盘式真空过滤机的结构简图，它主要由滤液槽、分配装置、吹风装置、过滤盘、中心轴、刮泥装置及动力传动装置组成。其工作原理是：借助真空泵形成的压力差，在滤布上形成料浆中固体颗粒团的滤饼，滤液通过滤饼和滤布排出，滤饼进入到吸干区域脱去大部分滤液之后进入到滤饼吹落区，由压缩空气和刮泥装置卸除滤盘上的滤饼，从而达到固液分离的效果，完成一个工作过程的循环。如下图2所示。

图1 立盘式真空过滤机结构示意图

图2 过滤过程示意图

滤饼卸除不彻底的原因分析

原厂设计是由压缩空气的瞬时吹风装置和刮泥装置配合卸料的方式，在该厂的实际应用中，发现存在一些不足之处，已经在试运转中进行了改造。由于原厂刮泥装置在卸料时，刮刀的刃面与滤布接触摩擦，使得滤布寿命缩短，造成停机更换滤布频繁，使设备的运转率大幅降低。针对这种情况，在后来的改造中，在刮刀的前端部加装了直径12毫米的不锈钢管，并将刮刀与滤布之间的距离调整到可允许范围的最大值，减小了刮刀对滤布的摩擦力度提升了滤布的使用寿命，

图3 强脉冲吹风装置示意图

图4 脉冲吹风装置吹风时滤盘上风压随时间变化对比示意图

图5 原错气盘与中心轴端面相对位置和改进后的错气盘与中心轴端面相对位置

2.吹风时滤盘内和中心轴上的残存滤液被反吹到滤饼上，使滤饼的水分增大导致滤饼不容易从滤布上脱落。

3.为了减小刮刀与滤布的摩擦力而将刮刀与滤盘的间隙调大，导致一部分滤饼从缝隙漏入料浆槽内。

改进白泥滤饼吹脱效果的措施

1.将原厂设计的瞬时吹风装置改为急促强脉冲吹风装置

为了避免原瞬时吹风装置存在的不足，确保设计的22.4m3/min吹风量的要求，将原吹风装置改为图3所示的吹风装置。其特点是：

（1）将原通流面积较小的电磁阀及其管道改为通流面积较大的电磁阀和相应的管道。

（2）在原压缩空气电磁进气阀前加装一台体积为1.5m3的中间储气罐，储气罐的入口与供风出口相接。

（3）在电磁气动阀的出入口之间加接一段直径较小的旁路管，旁路管的通径要根据实际情况而定，主要目的是在电磁气动阀开启吹风前，通过旁路管和依靠分配盘错气方式，先通入少量压缩空气，在保证滤饼不脱离滤布的前提下使滤盘内的气压得到提升，电磁气动阀的开启由提前调试安装好的行程开关、延时继电器和限位环等来控制，这样就能产生出较强的脉冲风，如图4所示。

改变中心轴上错气盘的安装方式，避免吹风时出现中心轴上的残存料浆倒流。

图5所示为原来的安装方式和改变角度的安装位置。可以看出改变后的安装方式就是在原安装位置上将错气盘逆过滤机转向旋转一定角度（约5到10度）后固定在中心轴端面上，使错气盘通孔的一侧相对凸出于中心轴通孔的一侧，二者的另一侧对齐或反向错开。当过滤盘转动到卸料区时，错气盘通气孔凸出于中心轴通气孔的一侧就起到了气液分离的作用，就是在吹风时压缩空气从中心轴通孔内残存料浆的上部吹出，从而避免了将残存滤液吹到滤盘上，也避免了滤液倒流使滤饼水分增加导致滤饼脱落在滤液槽内的现象发生。

3.继续保持原有刮刀的结构和安装方式，只起到导料的作用。

当实施了以上所述的强脉冲吹风装置和防止滤液倒流的措施后，过滤盘上的滤饼就能够彻底脱落滤布，此时的刮刀只起到了白泥脱落的导向作用。所以，在确保脱落的滤饼不会掉到滤浆槽的情况下，可以进一步调大刮刀和过滤盘之间的间隙，避免刮刀对滤布的磨损，进一步延长滤布的使用寿命，不断提升立盘真空过滤机的运转周期，创造更大的效益。

10.3969/j.issn.1001- 8972.2016.21.024

提高了过滤机的运转周期。

原厂家的瞬时吹料装置由电磁阀、延时继电器、限位器、压力表、连接管件及其附属部件组成，其工作原理是当吸附着白泥滤饼的滤盘转动到吹料区距刮泥装置刃部150毫米时，在提前调试安装好的行程开关、延时继电器和限位环等的控制下打开压缩空气进气电磁阀，1.5～2.5s后电磁阀又关闭，由此形成的高压脉冲风将滤盘上的滤饼吹落，就达到卸滤饼的目的。由于系统实际风压为0.15Mpa，低于设计要求风压为0.25～0.28Mpa，且设计使用的电磁阀通流面积偏小，造成吹卸滤饼时不能形成急促有力的脉冲风，导致滤饼吹脱效果差。在后来的改造中就不再采用瞬时吹风装置，改用由分配盘错气形成的间歇压缩空气吹卸滤饼。综上所述，之前这种吹卸滤饼不彻底的现象，主要是由以下三方面因素综合影响造成的：

1.瞬时吹风时风量风压较小，吹料区的风压提升较慢，对滤饼的吹卸形不成急促有力的脉冲风。