一種圓盤式壓濾裝置及壓濾方法

2023-09-10 16:13:15

一種圓盤式壓濾裝置及壓濾方法
【專利摘要】本發明公開了一種圓盤式壓濾裝置，包括壓力容器，所述壓力容器底部設有送漿口和卸餅口，內腔設有濾芯集群和卸餅機構；所述濾芯集群由多塊層疊設置的圓盤式濾芯以及排液管組成，所述排液管內腔通過沿其軸向設置的內隔板隔成兩個腔室，所述兩個腔室的壁上分別設有連通奇數層、偶數層圓盤式濾芯的排液孔；所述卸餅機構包括貫穿壓力容器頂部的轉軸，所述轉軸位於壓力容器外的一端與旋轉驅動裝置傳動，位於壓力容器內腔的一端通過框架連接有撥料器和刮餅器。本發明還公開了使用上述圓盤式壓濾裝置的壓濾方法。本發明大為簡化壓濾機結構，造價低、無磨損、勞動強度低；提高脫水效果同時降低能耗。
【專利說明】一種圓盤式壓濾裝置及壓濾方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及液-固分離【技術領域】，具體涉及一種圓盤式壓濾裝置及壓濾方法。

【背景技術】
[0002]壓濾機是一種固-液分離設備，其工作原理是:對濾漿施加一定壓力，使濾液通過過濾介質與固體物料分離，根據結構不同，現有過濾機可分為:板框壓濾機、廂式壓濾機，螺壓脫水機和圓盤式加壓過濾機。
[0003]板框壓濾機規格小，其過濾面積只有30?40m2，泵的進漿壓力只有0.6-0.8 Mpa,廂式壓濾機過濾面積可到120m2進漿壓力可達1.2-1.6 Mpa，但是存在拆裝濾板勞動強度大、操作周期長、需人工卸濾餅、汙染環境、濾餅含水高和提高進漿壓力難度大的缺點。
[0004]螺壓脫水機的脫水能力有限，對含固率大於0.5%的汙泥只能濃縮到含固率10%左右。
[0005]圓盤式加壓過濾機是將真空圓盤式過濾機裝入一個臥式壓力容器中，工作時，向壓力容器內充以0.3MPa左右的壓縮空氣，圓盤式過濾機在此壓力下進行過濾、脫水、卸料、濾餅輸送等工序，整個生產過程都是在密閉的壓力容器中進行，缺點是過濾壓力低、濾餅含水高、結構複雜、控制點多、能耗高、造價貴。
[0006]以上幾種壓濾機都採用機械泵輸送原料漿，機械泵存在磨損嚴重、能耗高、故障率高、價格貴和送眾壓力低的缺點。
[0007]近年來，為適應節能，公開了大量高幹度過濾機的專利，業已實施的典型有:
專利號為「201110078673.5」的中國發明專利公開了一種高幹度過濾機及方法，釆用變濾室容積進行機械擠壓，可將固含量〈5%的漿料製成40%左右的濾餅；但是其結構複雜，部件加工精度要求高，磨損嚴重，設備笨重，造價高，而且在卸餅時要鬆開濾板，濾板的密封面容易沾上濾料，需逐片清理以避免影響密封效果，勞動強度大。
[0008]申請號為「201210289503.6」的發明專利申請公開了一種壓濾機及其壓濾方法，設有多塊濾板，容納物料的濾餅空間體積可變，且相鄰濾板間設置密封圈，密封長度長，易洩漏，更換密封圈工作量大、費用高，而且在卸餅時要鬆開濾板，濾板的密封面易沾上濾料，需逐片清理以避免影響密封效果，勞動強度大；其壓濾方法包括採用驅動泵進料過濾、採用壓力為5Mpa的氣體加壓濾布進行壓濾、採用高溫氣體烘乾物料，要達到預定含水率，要多次重複上述步驟，控制系統複雜。


【發明內容】

[0009]本發明公開了一種圓盤式壓濾裝置及壓濾方法，可以解決現有壓濾機採用可變濾室容積結構，導致結構複雜、磨損嚴重、造價高，而且清理濾板工作勞動強度大的問題。
[0010]本發明通過以下技術方案實現:
一種圓盤式壓濾裝置，包括壓力容器，所述壓力容器底部設有送漿口和卸餅口，內腔設有濾芯集群和卸餅機構；所述濾芯集群由多塊層疊設置的圓盤式濾芯以及豎直貫穿多塊圓盤式濾芯的排液管組成，相鄰的圓盤式濾芯之間留有間隔，所述排液管下端穿出壓力容器底部，所述排液管內腔通過沿其軸向設置的內隔板隔成左、右兩個腔室，所述兩個腔室的壁上分別設有連通奇數層、偶數層圓盤式濾芯的左排液孔、右排液孔，穿出壓力容器底部的兩個腔室下端分別連接有左三通閥門和右三通閥門；所述卸餅機構包括貫穿壓力容器頂部的轉軸，所述轉軸位於壓力容器外的一端與旋轉驅動裝置傳動，位於壓力容器內腔的一端通過框架連接有撥料器和刮餅器，所述撥料器貼合壓力容器內腔底部，所述刮餅器延伸至相鄰的圓盤式濾芯之間，所述刮餅器上設有刀口接觸圓盤式濾芯表面的刮刀。
[0011]所述圓盤式濾芯包括兩塊邊部連接為一體、中部分別向外凸起形成空腔的圓形多孔板，以及包覆於圓形多孔板外壁的濾布，所述圓盤式濾芯的空腔中還設有多根兩端分別連接兩塊圓形多孔板內壁的承壓柱，所述多孔板和濾布上分別設有同心的、直徑與排液管匹配的流液孔，通過流液孔套在排液管上，所述排液管位於每個圓盤式濾芯空腔的部分還套有兩塊分別貼合於兩塊圓形多孔板內壁的內墊圈；所述多孔板和濾布上還分別設有拉杆孔，與排液管平行的拉杆貫穿每塊多孔板和濾布上的拉杆孔，所述拉杆兩端分別連接有拉緊螺母；相鄰的圓盤式濾芯之間的排液管上還套有外墊圈。
[0012]所述旋轉驅動裝置為通過上機架連接於壓力容器頂面外壁的電動機，所述電動機的軸通過聯軸器與轉軸頂端連接，所述轉軸轉動連接於壓力容器頂面，通過填料函密封。
[0013]所述框架從轉軸水平延伸至壓力容器內壁，再沿壓力容器內壁豎直向下延伸至底部，然後向排液管水平延伸；所述撥料器安裝在框架從壓力容器內壁向排液管水平延伸的部分，所述刮餅器一端連接於框架沿壓力容器內壁豎直向下延伸至底部的部分，另一端延伸至相鄰的圓盤式濾芯之間；所述刮刀的上、下刀口分別接觸相鄰的兩個圓盤式濾芯表面。
[0014]所述框架沿壓力容器內壁豎直向下延伸至底部還連接有排料螺帶。
[0015]所述卸餅口為一端從壓力容器底部連通其內腔、另一端通過法蘭連接有盲板的直通管；所述送漿口連通A三通閥門的第一埠，所述A三通閥門的第二埠連通直通管內腔，第三埠為回漿口。
[0016]所述左三通閥門和右三通閥門的第一埠分別連通排液管中的兩個腔室，第二埠分別連通壓縮空氣或附以熱空氣，第三埠連通濾液排出口。
[0017]所述壓力容器頂部還設有放氣口，所述壓力容器內壁還設有下餅環道。
[0018]使用上述圓盤式壓濾裝置的壓濾方法，包括以下步驟:
a)採用送漿泵將原料漿送入圓盤式壓濾裝置的壓力容器中，對原料漿進行一級脫水，形成濾餅，直到送漿泵的工作壓力達到設定的閾值；
b)採用壓力高於送漿泵閾值的流體介質對濾餅施加靜壓力，進行二級脫水；
c)保持排液管其中一個腔室的濾液排出口導通，向另一個腔室中送入壓縮空氣或附以熱空氣，吹脫濾餅孔隙中的水分，進行三級脫水；
d)將三級脫水後的濾餅排出。
[0019]另設一個注滿原料漿的壓漿罐，步驟b通過管道將壓漿罐底部的出漿口連通圓盤式壓濾裝置的送漿口，然後從壓漿罐頂部通入壓力高於送漿泵閾值的流體介質，對圓盤式壓濾裝置中的濾餅施加靜壓力，進行二級脫水。
[0020]本發明與現有技術相比的優點在於:
一、釆用定濾室容積結構，使壓濾機結構大為簡化，造價低； 二、過濾作業在密閉的靜設備中運行，無磨損，使用壽命長；
三、採用電機帶動刮餅器和撥料器進行卸餅，不需要鬆開濾板，也不需要逐片清理濾板，勞動強度低；
四、採用三級脫水方式，先採用送漿泵將原料漿送入圓盤式壓濾裝置，加壓到設定的送漿泵閾值，再採用壓力高於送漿泵閾值的流體介質施加靜壓力，加壓到設定的壓漿罐閾值，再通過壓縮空氣或附以熱空氣吹脫濾餅中的水分，能降低對送漿泵的規格要求，也避免送楽■慄在聞負荷下廣生的聞故障率，在提聞脫水效果的同時，有效降低能耗。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發明的圓盤式壓濾裝置結構剖視圖。
[0022]圖2為圖1的A-A剖視圖。
[0023]圖3為圖1的m部分放大圖。
[0024]圖4為圖1的η部分放大圖。
[0025]圖5為圓盤式濾芯的剖視及俯視結構示意圖。
[0026]圖6為二級壓濾和吹脫的操作流程示意圖。
[0027]圖7為壓漿罐結構示意圖。

【具體實施方式】
[0028]濾餅可分為可壓縮濾餅和不可壓縮濾餅兩種，對於可壓縮濾餅，脫水效率是隨過濾壓力提高而提高，其極值可達5-8MPa ;對於不可壓縮濾餅，脫水效率亦隨過濾壓力提高，但極值只有0.8-1.2MPa。
[0029]實施例1
如圖f 5所示的一種圓盤式壓濾裝置，包括壓力容器11，所述壓力容器11底部設有送漿口和卸餅口 17，所述卸餅口 17為一端從壓力容器11底部連通其內腔、另一端通過法蘭連接有盲板的直通管；所述送漿口連通A三通閥門33的第一埠，所述A三通閥門33的第二埠連通直通管內腔，第三埠為回漿口。
[0030]所述壓力容器11底部設有送漿口和卸餅口 17，所述卸餅口 17為一端從壓力容內腔設有濾芯集群和卸餅機構；所述濾芯集群由多塊層疊設置的圓盤式濾芯10以及豎直貫穿多塊圓盤式濾芯10的排液管8組成，所述圓盤式濾芯10包括兩塊邊部連接為一體、中部分別向外凸起形成空腔的圓形多孔板22，以及包覆於圓形多孔板22外壁的濾布21，所述圓盤式濾芯10的空腔中還設有多根兩端分別連接兩塊圓形多孔板22內壁的承壓柱23，所述多孔板22和濾布21上分別設有同心的、直徑與排液管8匹配的流液孔26，通過流液孔26套在排液管8上，所述排液管8位於每個圓盤式濾芯10空腔的部分還套有兩塊分別貼合於兩塊圓形多孔板22內壁的內墊圈24，所述多孔板22和濾布21上還分別設有拉杆孔25，與排液管8平行的拉杆7貫穿每塊多孔板22和濾布21上的拉杆孔25，所述拉杆7兩端分別連接有拉緊螺母12，相鄰的圓盤式濾芯10之間的排液管8上還套有外墊圈9，使得相鄰的圓盤式濾芯10之間留有間隔；所述排液管8下端穿出壓力容器11底部，所述排液管8內腔通過沿其軸向設置的內隔板15隔成左、右兩個腔室，所述兩個腔室的壁上分別設有連通奇數層、偶數層圓盤式濾芯10的左排液孔6-1、右排液孔6-2，穿出壓力容器11底部的兩個腔室下端分別連接有左三通閥門16-1和右三通閥門16-2，所述左三通閥門16-1和右三通閥門16-2的第一埠分別連通排液管8中的兩個腔室，第二埠分別連通壓縮空氣或附以熱空氣，第三埠連通濾液排出口 ；所述卸餅機構包括貫穿壓力容器11頂部的轉軸3，所述轉軸3位於壓力容器11外的一端與旋轉驅動裝置I傳動，所述旋轉驅動裝置I為通過上機架2連接於壓力容器11頂面外壁的電動機，所述電動機的軸通過聯軸器與轉軸3頂端連接，所述轉軸3轉動連接於壓力容器11頂面，通過填料函4密封；所述轉軸3位於壓力容器11內腔的一端通過框架5連接有撥料器14和刮餅器19，所述框架5從轉軸3水平延伸至壓力容器11內壁，再沿壓力容器11內壁豎直向下延伸至底部，然後向排液管8水平延伸；所述撥料器14安裝在框架5從壓力容器11內壁向排液管8水平延伸的部分，貼合壓力容器11內腔底部，所述刮餅器19 一端連接於框架5沿壓力容器11內壁豎直向下延伸至底部的部分，另一端延伸至相鄰的圓盤式濾芯10之間；所述刮餅器19上設有上、下刀口分別接觸相鄰的兩個圓盤式濾芯10表面的所述刮刀20 ;所述框架5沿壓力容器11內壁豎直向下延伸至底部還連接有排料螺帶27 ;所述壓力容器11頂部還設有放氣口 39，所述壓力容器11內壁還設有下餅環道18。
[0031]如圖6所示使用上述圓盤式壓濾裝置壓濾含水98、5%的汙泥的方法，汙泥濾餅可壓縮，包括以下步驟:
a)另設一個壓漿罐30，壓漿罐30頂部設有壓漿罐排氣口31、流體介質入口 32、安全閥37、壓力計38和注漿閥41，底部設有出漿口 40，所述壓力容器11的送槳口分別通過送漿閥門35連通送漿泵29出口、通過壓漿閥門36連通出漿口 40，所述A三通閥門33的第三埠連通原料漿罐28 ;採用送漿泵29將含水98、5%的汙泥從原料漿罐28分別送入壓力容器11和壓漿罐30中，當壓漿罐30注滿時，關閉壓漿罐30的注漿閥41、壓漿罐排氣口 31和壓漿閥門36，當壓力容器11注滿時，關閉壓力容器11的放氣口 39以及排液管8兩個腔室下方的左三通閥門16-1和右三通閥門16-2的第二埠，打開左三通閥門16-1和右三通閥門16-2的第三埠排出濾液，繼續向壓力容器11輸送含水98、5%的汙泥，進行較低壓力的一級脫水，在圓盤式濾芯10的濾布21上逐漸形成濾餅，隨著濾餅厚度的逐漸增加，過濾所需壓力也逐漸增加，當送漿泵29的工作壓力達到0.6MPa的閾值時，可獲得含水率78?75%的濾餅，左三通閥門16-1和右三通閥門16-2第三埠沒有或只有微量的濾液排出，關閉送漿泵29和漿閥門35 ；
b)打開壓漿罐30底部連通圓盤式壓濾裝置的A三通閥門33第二埠管道上的壓漿閥門36，從壓漿罐30頂部流體介質入口 32通入5-8MP的壓縮空氣，通過壓縮空氣的靜壓將壓漿罐30中的含水98?95%的汙泥壓入壓力容器11，進行二級脫水，得到含水率62?60%的濾餅，左三通閥門16-1和右三通閥門16-2第三埠沒有或只有微量的濾液排出，關閉壓漿閥門36、流體介質入口 32、壓力容器11的送槳口，打開壓力容器11的放氣口 39和A三通閥門33的第三埠，使壓力容器11中未過濾的汙泥流回原料漿罐28 ；
c)關閉放氣口39和A三通閥門33的第三埠 ；再關閉左三通閥門16-1第三埠和右三通閥門16-2的第二埠，從左三通閥門16-1第二埠通入0.4-lMPa的壓縮空氣，壓縮空氣經排液管8左側腔室上的左排液孔6-1進入奇數層圓盤式濾芯10內腔，再透過多孔板22和濾布21將汙泥濾餅孔隙中的水分吹脫，再將偶數層圓盤式濾芯10上的汙泥濾餅孔隙中的水分吹脫，然後進入偶數層圓盤式濾芯10內腔，經右側腔室上的右排液孔6-2，從右側腔室下方的右三通閥門16-2第三埠排出，實現三級脫水，為提高三級脫水效果，可分別從左側和右側腔室下方交替通入壓縮空氣，從相對側排出，採用熱空氣進行吹脫的脫水效果更好；經三級脫水後的汙泥濾餅的含水量可達59飛6%，相比傳統的壓濾機加工出的含水量85%的汙泥濾餅，能耗還可以減少66% ；
d)關閉左三通閥門16-1和右三通閥門16-2的第二埠，打開卸餅口 17的盲板，啟動電動機I帶動固定在框架5上的刮餅器19、刮刀20、排料螺帶27、撥料器14轉動，將圓盤式濾芯10的濾布21上的膏狀汙泥濾餅刮下後撥往卸餅口 17外排；加工周期縮短至I 一 2h，與一般人工卸料壓濾機相比，可提高勞動生產率在2 -5倍以上。
[0032]實施例2
含水85%二氧化矽漿料的壓濾方法，二氧化矽濾餅不可壓縮，壓漿罐30中通入的是IMpa的水，壓漿罐30內腔設有如圖7所示的套在流體介質入口 32上的膠囊34。
[0033]其餘實施如實施例1。
[0034]一級脫水得到的二氧化矽濾餅含水率75%左右，二級脫水得到的二氧化矽濾餅含水率70%左右，三級脫水後的二氧化矽濾餅含水量可達50%以下，相比傳統壓濾機加工出的含水量65%的二氧化矽濾餅，能耗還可以減少30%。
【權利要求】
1.一種圓盤式壓濾裝置，包括壓力容器(11)，其特徵在於:所述壓力容器(11)底部設有送漿口和卸餅口(17)，內腔設有濾芯集群和卸餅機構；所述濾芯集群由多塊層疊設置的圓盤式濾芯(10)以及豎直貫穿多塊圓盤式濾芯(10)的排液管(8)組成，相鄰的圓盤式濾芯(10)之間留有間隔，所述排液管(8)下端穿出壓力容器(11)底部，所述排液管(8)內腔通過沿其軸向設置的內隔板(15)隔成左、右兩個腔室，所述兩個腔室的壁上分別設有連通奇數層、偶數層圓盤式濾芯(10)的左排液孔(6-1)、右排液孔(6-2)，穿出壓力容器(11)底部的兩個腔室下端分別連接有左三通閥門(16-1)和右三通閥門(16-2);所述卸餅機構包括貫穿壓力容器(11)頂部的轉軸(3)，所述轉軸(3)位於壓力容器(11)外的一端與旋轉驅動裝置(I)傳動，位於壓力容器(11)內腔的一端通過框架(5)連接有撥料器(14)和刮餅器(19)，所述撥料器(14)貼合壓力容器(11)內腔底部，所述刮餅器(19)延伸至相鄰的圓盤式濾芯(10 )之間，所述刮餅器(19 )上設有刀口接觸圓盤式濾芯(10 )表面的刮刀(20 )。
2.如權利要求1所述的一種圓盤式壓濾裝置，其特徵在於:所述圓盤式濾芯(10)包括兩塊邊部連接為一體、中部分別向外凸起形成空腔的圓形多孔板(22)，以及包覆於圓形多孔板(22)外壁的濾布(21)，所述圓盤式濾芯(10)的空腔中還設有多根兩端分別連接兩塊圓形多孔板(22)內壁的承壓柱(23)，所述多孔板(22)和濾布(21)上分別設有同心的、直徑與排液管(8 )匹配的流液孔(26 )，通過流液孔(26 )套在排液管(8 )上，所述排液管(8 )位於每個圓盤式濾芯(10)空腔的部分還套有兩塊分別貼合於兩塊圓形多孔板(22)內壁的內墊圈(24);所述多孔板(22)和濾布(21)上還分別設有拉杆孔(25)，與排液管(8)平行的拉杆(7)貫穿每塊多孔板(22)和濾布(21)上的拉杆孔(25)，所述拉杆(7)兩端分別連接有拉緊螺母(12);相鄰的圓盤式濾芯(10)之間的排液管(8)上還套有外墊圈(9)。
3.如權利要求1所述的一種圓盤式壓濾裝置，其特徵在於:所述旋轉驅動裝置(I)為通過上機架(2)連接於壓力容器(11)頂面外壁的電動機，所述電動機的軸通過聯軸器與轉軸(3)頂端連接，所述轉軸(3)轉動連接於壓力容器(11)頂面，通過填料函(4)密封。
4.如權利要求1所述的一種圓盤式壓濾裝置，其特徵在於:所述框架(5)從轉軸(3)水平延伸至壓力容器(11)內壁，再沿壓力容器(11)內壁豎直向下延伸至底部，然後向排液管(8 )水平延伸；所述撥料器(14 )安裝在框架(5 )從壓力容器(11)內壁向排液管(8 )水平延伸的部分，所述刮餅器(19)一端連接於框架(5)沿壓力容器(11)內壁豎直向下延伸至底部的部分，另一端延伸至相鄰的圓盤式濾芯(10)之間；所述刮刀(20)的上、下刀口分別接觸相鄰的兩個圓盤式濾芯(10)表面。
5.如權利要求4所述的一種圓盤式壓濾裝置，其特徵在於:所述框架(5)沿壓力容器(11)內壁豎直向下延伸至底部還連接有排料螺帶(27)。
6.如權利要求1所述的一種圓盤式壓濾裝置，其特徵在於:所述卸餅口(17)為一端從壓力容器(11)底部連通其內腔、另一端通過法蘭連接有盲板的直通管；所述送漿口連通A三通閥門(33)的第一埠，所述A三通閥門(33)的第二埠連通直通管內腔，第三埠為回漿口。
7.如權利要求1所述的一種圓盤式壓濾裝置，其特徵在於:所述左三通閥門(16-1)和右三通閥門(16-2)的第一埠分別連通排液管(8)中的兩個腔室，第二埠分別連通壓縮空氣或附以熱空氣，第三埠連通濾液排出口。
8.如權利要求1所述的一種圓盤式壓濾裝置，其特徵在於:所述壓力容器(11)頂部還設有放氣口( 39 )，所述壓力容器(11)內壁還設有下餅環道(18 )。
9.使用上述圓盤式壓濾裝置的壓濾方法，其特徵在於包括以下步驟: a)採用送漿泵將原料漿送入圓盤式壓濾裝置的壓力容器(11)中，對原料漿進行一級脫水，形成濾餅，直到送漿泵的工作壓力達到設定的閾值； b)採用壓力高於送漿泵閾值的流體介質對濾餅施加靜壓力，進行二級脫水； c)保持排液管(8)其中一個腔室的濾液排出口導通，向另一個腔室中送入壓縮空氣或附以熱空氣，吹脫濾餅孔隙中的水分，進行三級脫水； d)將三級脫水後的濾餅排出。
10.如權利要求9所述的壓濾方法，其特徵在於:另設一個注滿原料漿的壓漿罐(30)，步驟b通過管道將壓漿罐(30)底部的出漿口(40)連通圓盤式壓濾裝置的送漿口，然後從壓漿罐(30)頂部通入壓力高於送漿泵閾值的流體介質，對圓盤式壓濾裝置中的濾餅施加靜壓力，進行二級脫水。
【文檔編號】B01D29/84GK104138677SQ201410352756
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月24日 優先權日:2014年7月24日
【發明者】吳植仁, 周群龍, 朱延軍 申請人:吳植仁