雙程板框式過濾機在脫色工藝中的應用研究

潘愛軍

摘 要：本文介紹了雙程板框過濾機在化工、制藥生產中應用，分析了其結構及運行機理，同時在整個脫色工藝中濾膜也起了不容忽視的作用，最后對雙程板框壓濾機的后期發展提出建議。

關鍵詞：脫色；過濾；雙程板框式過濾機；非織造微孔濾膜

脫色工藝是將需要脫色的濾液中含有的有色物質和一些雜質除去，以獲得澄清透明、甚至無色的產品。在精細化工生產中，特別是化工原料及制藥過程中，大量利用粉狀活性炭進行脫色，脫色后粉狀活性炭的過濾則變成一種新的問題，對其粉狀活性炭的過濾是否徹底，直接影響到產品的質量，因而粉狀活性炭的過濾設備成為化工生產中的關鍵設備之一，而雙程板框式過濾機就是過濾脫色液的設備之一。

1 概述

在化工、制藥工業生產中，液固分離是一種必不可少又非常重要的化工設備之一，主要用于脫水、濃縮、澄清、凈化及固體顆粒分級等工藝過程。分離的目的不外是：回收有價值的固相；回收有價值的液相；固相和液相都回收；固、液相都不回收。我國的液固分離技術相當落后，雖然近幾年來有些企業從國外引進或消化吸收了一些較先進的過濾技術如膜分離技術，但國外在過濾理論方面的發展也比較緩慢，尤其在超細過濾技術方面.糊狀、膠質狀物料等難濾物料的過濾尤其明顯。這里既有過濾設備的關鍵組成部分—濾膜的開發跟不上、濾膜的選配不當等原因，也與我國化工、制藥行業一向重工藝、輕設備等舊觀念有關。作為化工、制藥行業的基本工藝過程—脫色工藝中的粉狀活性炭過濾就很明顯地存在這個間題。目前為止常用過濾設備有真空抽濾、壓力罐壓濾，較多的采用以濾布為過濾介質的板框過濾機。由于國內的濾布過濾精度不高，一般要經過長時間的反復循環過濾才能得到澄清濾液，因而濾液難以絕對保證質量，常常產生漏炭引起質量事故而返工。鑒于上述情況，本文重點介紹雙程板框過濾機在脫色工藝的應用研究。

2 雙程板框過濾機的結構及運行機理

板框過濾機作為固液分離設備，應用歷史悠久。它主要由液壓系統、油缸、頭板、尾板、濾板和機架等組成，如圖一所示。具體工藝流程如下：濾液由螺桿泵壓入濾板之間，螺桿泵的壓力使濾液中的脫色液壓出，粉狀活性炭留在濾室內。壓力達到設定值后，泵停止工作，然后液壓系統工作，松開頭板，再拉開濾板清除粉狀活性炭濾餅。一個循環包括頂緊濾板、壓濾、松開濾板、排渣4個階段，屬于間斷性工作，工藝流程如圖二。而多程板框式過濾機基于粗渣粗濾，細渣細濾的準則，對原始的板框式過濾機進行了改進。圖三（a）為雙程板框式過濾機示意圖，其結構由粗過濾段和精過濾段組成，物料經加壓輸入粗濾段，粗濾除去大量的粗濾渣，連續進入精濾段，經過精濾段，獲得所要求的澄清液。圖三（b）為三程板框式過濾機，其由粗過濾段、細過濾段、精細過濾段組成。從成本上考慮，目前工廠選用雙程板框式過濾機占很大一部分，其粗、精濾段濾渣適宜的容量比約為9：1，即90%的粗渣在粗濾段形成濾餅，僅少量（10%）的細渣進入精濾段，因此每次過濾只需拆卸粗濾段濾框，卸去粗渣濾餅，而精濾段，由于細渣量較少，一般可經15次左右過濾后再拆卸濾餅進行排渣。為了防止在拆卸粗濾餅時精濾段板框松動，因此可以把精濾段板框合并固定在一起，形成一個封閉整體，減少了每次拆卸板框對濾液出口的污染，保證了濾液的澄清。雙程板框式過濾機既保持了板框過濾機過濾面積大，過濾速度快的優點，又提高了濾液質量，簡化了拆框清渣、清洗工序，使過濾效率顯著提高。但板框過濾機無法做到全密閉，不適合于脫色液中有易燃易爆介質和需恒溫過濾的物料的過濾。

圖二

圖三

3 雙程板框壓濾機的濾膜選用

在整個脫色工藝中，過濾效果的好壞除與過濾設備的選型有關外，與濾膜的選用是否得當也有非常大關系。過濾設備很先進，但過濾膜選擇不當，無法發揮過濾設備的先進性，甚至無法使用；反之，濾膜選擇合理，能夠更大限度地體現設備的優良性能，因而過濾設備與濾膜是密不可分的。濾液一般由脫色液和粉狀活性炭組成，過濾脫色液中粉狀活性炭的過濾條件是去除固體粉狀活性炭，得到澄清的濾液。由于粉狀活性炭顆粒大小分布比較散，基本介于1微米～10微米之間。經過大量試驗，選用非織造微孔濾膜（簡稱濾紙）比較合適。因為它的平均孔徑可以做到1微米以下，這種濾膜在板框的擠壓和濾料加壓情況下不會損壞，其過濾阻力僅為化學分析濾紙的十分之一，且可以重復使用。可以說有了這種非織造微孔濾膜作為過濾介質的應用，才有多程板框過濾機設計思路的形成和產品的出現。這種非織造微孔濾膜也有人稱作為無紡布。

4 結語

雙程板框過濾機畢竟從原理和結構上看還是板框式結構，無法做到全密閉、恒溫過濾。另外，板框式結構和操作強度雖不大，但拆框卸渣還是比較麻煩。針對上述情況，若有一種全密閉連續式過濾機，過濾速度快，自動化程度高，能夠自動卸渣且設備投資不大的過濾設備，必將會受到化工、制藥廠的歡迎。

參考文獻

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