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1、真空带式过滤机生产能力的确定与参数选择Suita Group 2010-07-14 20:40:14 Author:SystemMaster Source: Fontsize:LargeMiddleSmall本文以瓮安矿选矿过程中产生的石灰浆为研究对象，验证了过滤机生产能力 的计算方法。讨论了水平真空带式过滤机用于过滤过程的放大时，真空滤盘的长 度、滤盘的行程、连度等参数对生产能力和操作费用的影响。提出了设备放大时 如何正确选择参数的范围。液固分离过程在化工生产中占有相当重要的地位。我们曾讨论了滤饼过滤 过程中的生产能力计算1,Tiller】2,Pwches3 等人研究了过滤机生产能力的计算
2、方法。但是都很少涉及到正确决定过滤机的主要结构参数的操作参数的问题。本 文以瓮公安矿的在选矿过程在产生的石灰浆固液分离为对象，验证了我们曾讨 论过的过滤机生产能力的计算方法。结合水平真空带式过滤机的工作特点，讨论 了水平真空带式过滤机在用于过滤过程放大时，真空滤盘的长度、真空滤盘的行 和、滤带的速度等参数对生产能力的影响。当考虑了滤饼厚度对卸料和固体回收 率的影响。滤带速度对机械运转可靠性和操作费用的影响后，提出了一个放大时 可供参考的真空滤盘长度、滤带速度、真空滤盘的行程等参数的选择范围。实验结果依照前文1提到的方法，确定瓮安矿选矿过程中产生的石灰浆的过滤比阻力系数 和过滤压力间的关系为：a
3、 =2 . 80X 108Po.62 m/kg 式中a0a 滤饼平均比阻力系数，m/kga0P过滤压力，N/m2图1为logPloga结果。a0 利用式1计算的比阻力系数和实验值的误差列于表1，其计算平均误差为 0.4表1 瓮安矿选石灰浆的比阻力系数测定和实验关联式计算结果P=4.90X IO42 . 94X 104N/m2s=0.470.52/固液误差=（实测值一计算值）、实测值生产能力计算式：W=2Ppst/（1-ms）式中P滤液的密度,kg/m3s料浆的含固率，固/液口滤液的粘度，kg/mt过滤时间，sm滤饼的含液率，液/干固在0.6m2的水平真空带式过滤机上用三批瓮安矿选矿产生的石灰浆
4、进行测 试。用式（1）和式（2）计算各操作条件下的生产能力，其结果列于表2。结果 表明，用本方法计算得到的过滤机生产能力的平均误差为6.4%，最大误差范围 为20.9%一9.9%。可见使用本方法确定的过滤机生产能力可以用于工程放 大，由于计算中忽略了滤布的阻力，所以计算值显示出正误差是合理的。表20.6m2水平真空带式过滤机用于瓮安矿石灰浆过滤的生产能力测定注：盘长1.92m，返回时间2s. 为了保证有足够的滤饼吸干时间，此试验的吸干区长度为1.42，已不适宜操 作。 计算误差=（计算值一实验值）/计算值主要参数对生产能力、操作费用的影响本文所讨论的水平真空带式过滤机是往复盘式过滤机，它是一种
5、上加料的水平式 连续真空过滤机。过滤机是连续工作是由真空滤盘在气控系统下作往复前后运动 和滤事在头轮的驱动下作连续向前的移动来实现的，因此这种过滤机的真空滤盘 每往复一次的时间由二部分组成：T=T+T (3)CFD式中T真空滤盘往复一次所需的时间，sCT有效过滤时间，sFT无效工作时间(非工作时间)，s;般为1.53s。D单位时间中往复次数会影响有效工作时间。过滤物料在真空滤盘上的停留时间和滤带的速度有下列关系：T=L/us(4)式中T物料的过滤时间，sL真空滤盘的长度，mU滤带的速度，m/s可见滤布的速度和真空滤盘的长度确定了物料的过滤的时间，因此当需要过滤的 物料特性确定后，首先要正确地选
6、择真空滤盘的长度、滤带的速度和真空滤盘的 行程等参数。根据滤饼过滤过程中过滤机的生产能力计算式(2)，可以得到单位时间内 滤饼的产率为：w/t=2Pps/(1-ms) 口5)图2为一定操作条件下过滤时间和滤饼产量与产率之间的关系。由图可见，缩短 过滤时间，即提高滤带速度的、和减小真空滤盘的长度可以显著地提高过滤机的 生产能力。下面将分别讨论真空滤盘长度、滤带速度、真空滤盘行程对过滤机生 产能力和操作费用的影响。图2过滤时间和滤饼产量及产率的关系 真空滤盘的行程由式（3）可知，当其它条件不变时，增加真空滤盘的行程和加快真空滤盘的返 回速度都可以提高水平真空带式过滤机的有效工作时间，介是当滤盘行程
7、太长和 返回速度太高时，会使它的运动惯量和机械振动增加，同时带来联接真空滤盘和 集液管间的橡胶置上的困难，造成过滤机总体布置上的不全理，帮在设计中，一 般中小型的真空滤盘行程为0.5000.600m。对于过滤面积为数十平方米的设 备，真空滤盘行程以1.000m为好。 滤带速度和生产能力间的关系为了提高过滤机的生产能力，可以采用提高滤带速度、缩短过滤时间的方法，但 对于水平真空带式过滤机来讲，随着滤带速度的提高，真空滤盘在单位时间内返 回的次数增加无效工作时间所占比例上升。在实际操作中，生产能力并不与滤带 速度的平方根成正比，而是随着滤带速度的增加，生产能力的提高逐渐绥慢增加， 最终达到某一极限
8、值。超过此滤带速度后，过滤机的生产能力反而有所下降。表 3列出试验中的石灰浆在真空度下（5.33X 104N/m2）进行过滤时，干滤饼的生 产能力与滤带速度间的关系。由表可见，对这种物料，当滤带速度达0.042m/s 时，生产能力反而开始下降。表3 0.6m2水平真空带式过滤机生产能力和滤带速度的关系注：真空滤盘长度1 . 920米，返回时间：2秒，可能由进料含率误差引起。如上所述，随着滤带速度的提高，过滤机生产能力一般是增加的。但是随着滤带 速度的提高，过滤时间随之下降，每次循环中单位过滤面积上的滤饼量将减少， 所以滤饼的厚度总是随着滤带速度变薄的。表3示出不同滤带速度与滤滤饼厚度 间的关系
9、。显然，随着滤饼厚度的减小将带来卸料的困难和影响固体物料的回收 率。因此Tillers 等人认为带式过滤机的滤饼厚度应大于（34）X10-3m。根据 我们的操作结果，确认水平真空带式过滤机的最小滤饼厚度应控制在大于（2.5 3）103m 范围内。水平真空带式过滤机的真空盘是由滚轮支承在导轨上前后运动的，所以带动滤布 和真空盘前进所消耗的功率是有限的，一台5m2水平真空带式过滤机主电机的功 率为2.2kw。它的操作费用集中在真空耗气和压缩空气的能耗上，这二项消耗与 单位时间内真空盘的往复次数有关，由于真空盘的往复次数随着滤带速度的提高 几乎成线性地增加，故它的压缩空气和真空耗量也随着上升。图 3
10、 所示为一台 5m2的水平真空带式过滤机压缩空气和真空耗气量与滤带速度之间的关系。另外， 滤带速度的提高将影响滤布、卸料刮刀、导轨、返回气缸、真空切换阀等部件的 使用寿命，所以目前的设计都把滤带速度限制在O.lm/s以内。 真空滤盘长度的影响前已述及提高滤带速度缩短过滤时间可以提高水平真空带式过滤机的生产能力， 但随着滤带速度的提高也会带来不少问题，所以应考虑用短的真空滤盘来达到缩 短过滤时间的目的。对于物料的过滤比阻力系数小、含固率高、滤饼易于开裂的 情况，使用短的真空滤盘是合适的。但若物料过滤比阻力系数较高（如a 10iikg/m）且含固率较低时，为了保证形成一定厚度的滤饼，显然需要一定的
11、 av 过滤时间，若使用过短的滤盘，由式（4）可知，滤带会速度太慢，那么滤饼在 最后吸干区停留时间延长，从而导致过滤机的生产能力下降。另外，由于考虑到 水平真空带式过滤机的运动特点，它的一部分吸干区在吸滤过程中没有得到充分 利用，因而在行程一定的情况下，缩短真空滤盘长度会使这一部分所占的过滤面 积比例上升，引起生产能力下降。所以水平真空带式过滤机的真空滤盘长度应当 根据物料的特点，真空滤盘的行程等参数进行反复试算与比较才能确定。图 3 真空耗气量与压缩空气耗量和滤带速度的关系图4为不同的真空滤盘长度和滤带速度对生产能力的影响，图中粗实线部分是考 虑了滤饼的卸料和固体的回收率后适宜的操作范围。再
12、根据单位时间的处理能力 和操作费用就可以比较合理地确定水平真空带式过滤机的各个参数。图 4 不同滤盘长度和滤带速度与滤饼产率的关系结论1.试验结果表明，利用实验室测定的滤饼比阻力系数计算过滤机生产能力的方法 是合适的。当比阻力系数大于10nm/kg时，计算式忽略滤布的阻力所引起的误差 是在允许的范围内。2在根据不同的过滤物料特点，确定合适的水平真空带式过滤机基本参数时（包 括结构参数和操作参数），可以用实验测定Pa关系式，以及用式试算av不同的真空滤盘长度、滤带速度、滤盘行和的生产能力，结合卸料可能性和固体 回收率的要求，由设备投资费用的和操作费用、维修费用的比较得到较适宜的结 构参数的操作条件。3.对于易过滤，本文方法由于忽略过滤介质阻力，会引起很大的误差，所以是不 合适的。本文所述不能完全用于滤饼需要洗涤的过程。测定”（内部资料），（1981）。Latest comments
