高效節能過濾分離機械與技術的發展

朱江寧

摘 要：過濾分離機械能夠對資源進行清潔，并且在資源的循環利用中起到了十分重要的作用。在近些年來，工業上對液體與固體分離的技術進行了深入的研究，同時固液分離的技術也得到了快速的發展，但是與此同時，對于固液分離的標準也逐漸更加苛刻。就目前而言，需要更加高效的固液分離技術在工業上進行應用。結合自21世紀以來過濾分離機械與技術在工業上的應用與發展，從高效、節能等方面闡述過濾分離機械與技術的發展，對高效節能過濾分離機械與技術的工作過程進行簡要介紹。

關鍵詞：高效節能;過濾分離;機械與技術

中圖分類號：TQ051.8文獻標識碼：A文章編號：2096-6903（2022）08-0117-03

0 引言

在經濟全球化的趨勢之下，對資源進行高效的利用，加強我國的環境保護是我國的重要目標。伴隨著在全球掀起低碳生活的浪潮，世界上很多發達國家都逐漸意識到過濾分離機械與技術的重要性。在如今的國際市場中，過濾分離機械行業已經成為世界上很多發達國家的重要市場競爭力。需要更加高效的固液分離技術應用于提取高純度物質以及生化中間體中，因此固液分離速度快且高效的過濾技術需要在我國被深入研究。

1過濾分離機械與技術的現狀

過濾與分離機械屬于化工過程與控制機械的范疇，在我國過濾與分離機械的種類較多，且技術得到了空前的發展，但是在國際形勢之下，國內對過濾與分離機械的標準并沒有進行統一，都是根據各個廠家的實際情況來對其進行定位。

1.1 過濾分離機械的發展歷程

在十八世紀，我國出現了第一個過濾器，其主要功能是用于過濾豆漿，隨后再在離心力的作用下來對蜂蜜進行分離。在此之后，過濾分離機械在世界上都沒有得到很好的發展，直至上個世紀過濾分離機械才得到了迅猛地發展，隨后過濾分離機械中逐漸出現超導分離、納濾等其他過濾分離機械。

1.2 過濾分離機械技術的發展現狀與未來趨勢

1.2.1 過濾分離機械技術發展現狀

目前在世界上過濾分離技術在研究中，主要依據以下內容：

第一，在世界中的資源逐漸變少，為了能夠讓資源充分發揮其利用率，需要研究出較為完善的過濾分離技術來讓資源能夠得到充分的利用。

第二，在污水的排放中，世界上各個發達國家對于工業生產中所產生的廢水排放都有著嚴格的標準，對于礦山尾礦的過濾分離也制定著嚴格的要求。

第三，工業在對物體需要進行更高純度的提取，例如在醫藥的生產過程中以及食品的提純或是對高純度水的提取過程中，都需要更高精度的過濾分離機械與技術。

第四，在未來的能源使用中，能源的多元化使用已經呈現必然的趨勢，因此，在對多元化能源的處理過程中也需要使用到更加高效的過濾分離機械與技術。

第五，傳統的工業逐漸不能夠滿足現代化工業的需要，因此在科技的不斷發展之下，傳統的工業技術也需要逐步改進，過濾分離機械與技術在不久的將來也會投入到傳統工業上進行使用。

1.2.2 過濾分離機械與技術發展趨勢

今后過濾分離技術與設備要求能夠做到以下幾點：

第一，以資源環保以及對水資源的處理情況來看，需要能夠形成規模化且能夠形成自動化的過濾分離流程。

第二，在制藥的制取以及生物化工的研究中需要精度高且對過濾分離物污染較小的過濾分離機械與技術。

第三，化學中經常會出現十分難以進行分離的材料，因此需要對化學中這些十分難以進行分離的材料進行特殊設備的研究，還需要能夠突破往常使用濾餅進行過濾的方式，利用動態的濾餅層來進行過濾。

第四，要能夠從濾液中提取出有價值的物質，并且要能夠考慮到在對固體進行干燥過程中的能源損害，要開發出高效率的過濾分離機械與技術，要求節約能源，例如如今各個種類的壓濾機設備的應用。

1.3 我國過濾分離機械技術的發展

自我國改革開放之后，不斷地引進國外的過濾分離技術，特別是對材料提純、吸收技術等，讓我國的分離機械與技術得到了充分的發展。目前我國的廂式壓榨過濾機已經被出售國外多個國家，但是我國設備相較于國外的一些發達國家相比價格偏低，并且在設備上還存在著一些問題，其主要問題包括材料、分離機械的控制水準與機械的可靠性。

1.4 過濾分離機械技術所存在的問題

液體與液體之間、液體與固體之間等以液體形式作為介質的物理狀態我們稱之為液相非均相物系。而液相非均相物系的過濾分離技術作為工業生產中的一項重要步驟在我國也得到了十分廣泛的應用，例如在化工、機械等行業中，都需要進行過濾分離技術。

而過濾分離技術在實際使用中，相較于傳統的蒸發、干燥等分離步驟相比，能夠將固液混合狀態的固體進行高效的提取，并且能夠極大地減少能源的損耗。因此，過濾分離技術在世界上都得到了深入的研究。

1.5 過濾分離機械選型與使用中所面臨的問題

過濾分離機械的技術水平以及是否能夠根據實際情況選擇合適的過濾分離機械對于分離后物體的質量有著重要的作用，同時也能夠決定著成本的投入以及最終所取得的經濟效益和資源是否能夠得到充分的使用。目前我國在過濾分離機械的選擇和使用過程中所面臨的主要問題是對分離物體的具體性質的了解不夠深入，對于上一道工藝與下一道工藝的了解甚少，不夠合理的集成工藝，對新型的過濾分離機械的了解不夠深入，不能夠選擇最為合適的過濾分離機械，在進行分離過濾時，沒有選擇合適的過濾截止，在操作過程中，對于操作的環境不能夠進行確定等因素。

2高效節能過濾分離機技術的使用

2.1 廂式壓榨過濾機

廂式壓榨過濾機其特點是在對物體進行加工過程中，對物體的適應能力加強，并且在過濾時，其面積能夠廣闊地選擇空間，過濾時的壓力較高，在操作過程中結構也較為簡單，在過濾后的產品中固體的回收率高，同時能夠節約能源，因此，廂式壓榨過濾機在我國得到了廣泛的應用與發展。

廂式壓榨過濾機相較于傳統的板框壓榨過濾機能夠提高更大的壓力，廂式壓榨過濾機器壓力值可達到1.7 MPa，但是這也容易導致在高壓的狀況下濾板容易被壓壞，廂式隔膜壓濾機不需要高壓來對物體進行過濾，因此其內部的濾板受到破壞的幾率較小，在裝載濾餅時使用的時間也較少，過濾之后的產物質量更高。

2.2 帶式壓榨過濾機

帶式壓榨過濾機通過其環繞的濾帶來實現過濾，帶式壓榨過濾機的特點是結構較為簡單，在操作過程中較容易上手，并且能源的損耗也少，在工作過程中不會產生過大的噪音，在進行工作時能夠具有較大的物體處理量，可以進行長時間的工作等特點。

帶式壓榨過濾機的結構有很多種，但是帶式壓榨過濾機的工作原理與工作過程基本是相同的，壓榨輥的工作方式一共有兩種，一種是相對輥式，另一種則為水平輥式。相對輥式在工作中物體的接觸面積較小，但是其壓力大，壓榨的時間較其他的壓榨機較短，水平輥式則是利用濾帶中的張力來對輥子的曲面進行壓榨，水平輥式的特點是接觸面比相對輥式的接觸面要寬，并且能夠進行充分壓榨。目前而言，帶式壓榨機中利用水平輥式的使用范圍較廣。

2.3 陶瓷過濾機

2.3.1陶瓷過濾機的特點

陶瓷過濾機在煤炭、化學等領域都得到了廣泛的發展與應用。陶瓷過濾機的特點如下：

第一，陶瓷過濾機選擇使用氧化鋁來作為濾片，不使用濾布進行過濾，這一特點取代了傳統的加壓壓濾機。

第二，濾片具有60%～80%的開孔率。

第三，利用自然力來進行脫水，因此只需要真空泵就可以完成很多工作，在處理物料時具有較大的處理能力，并且其內部的濾餅中的含水量也極少。

第四，能源消耗小，僅僅需要真空泵即可進行工作。

2.3.2過濾介質的效果

第一，效果比較明顯，并且介質中的含水量極低，有些甚至于可以直接進行冶煉。

第二，相較于傳統的過濾機，要節能至80%～90%。

第三，具有較強的處理能力。

第四，在處理物料方面，具有較高的精度。

第五，幾乎沒有濾布的損耗，并且在安裝與維修過程中不需要高昂的花費。

第六，當遇到堵塞的情況時，便于進行清洗。

2.4 動態過濾設備

動態過濾設備具有濾餅能夠將阻力減小，并且當其處于喂料過程中能夠減小物料自身的粘度，能夠不間斷地對動態過濾設備進行增加物料，還能夠連續對物料的殘渣進行處理，在過濾面積相同的情況下，動態過濾設備具有更高的速度。

傳統的過濾方法是將物料垂直倒入過濾介質中，固體會因體積堆積而被留在介質的表面，形成一層濾餅。隨著過濾的不斷進行，濾餅也會隨之增厚，過濾中的阻力也會不斷地增加，使得過濾的速度變慢，最后使得無法再進行過濾。而動態過濾設備更加適用于非牛頓流體的物料來進行過濾。因此，可將動態過濾設備的特性歸納如下：

第一，在分批過濾操作改成動態過濾之后，能夠將物料進行長時間的操作，并且能夠大大增加物料的濃度。

第二，之前不容易進行過濾的物料，例如有些物料具有較高的可壓縮性，在形成濾餅之后會形成阻力較大的濾漿，但是在運動過程中進行過濾，就可以將阻力大大減少，加倍地讓過濾速度增加。

第三，在對濾餅層進行清洗過程中，減少了很多麻煩，提高了清洗的效率。

第四，能夠避免在裝載物料時所出現的問題。

2.5 立式加壓過濾機

立式加壓過濾機具有以下特點：

第一，立式加壓過濾機的壓力較大，其壓力值可達到1.7 MPa，并且其濾餅中沒有較多的水分，在節約能源的方面更能夠發揮其作用。

第二，在對精礦進行脫水的過程中，其濾餅中的水分比傳統過濾設備低，有的物料水分基本處于10%以下，因此這樣就能夠避免在下一步的工藝中再次進行干燥或烘干等操作，以此來讓工藝流程變得簡約，減少成本的投入，減少能源的消耗，對過濾的環境進行改善并且還能夠降低運維的成本。

第三，立式加壓過濾機其所占用的面積較少。

第四，在洗滌過程中，效率較高，同時不需要過多的清洗也即可完成洗滌。

第五，立式加壓過濾機可以進行全自動的工作。

2.6 臥式柱/錐雙擊活塞推料離心機

臥式柱/錐雙擊活塞推料離心機能夠適用于分離普通臥式所要進行分離的物料，同時也能夠適用于較為細小的顆粒，并且臥式柱/錐雙擊活塞推料離心機在生物制藥與制鹽過程中也能夠起到脫水的作用。

3我國發展高效節能過濾分離機械與技術的策略

早在很久之前，我國就已經采用使用真絲網來對草藥進行過濾的方法，過濾分離技術的創始是瀝干造紙。但是由于歷史原因，使得分離過濾機械與技術在很久都沒有在技術上的突破，導致我國相較于國外一些發達國家在過濾分離機械與技術上都有著很大的差距。為了縮短我國與國外一些發達國家的過濾分離機械與技術的差距，需要在短期內深入對過濾分離機械與技術的研究，以提高我國過濾分離技術的水平。

過濾與分離技術實際上是一個具有綜合性的技術，需要通過多個學科的共同融合，并且過濾與分離技術已經成為我國現代工業生產中的一項十分重要的因素。過濾分離技術還需要國家對其相關企業進行宏觀調控，對過濾分離技術的發展指引方向。以我國目前的形勢來看，我國過濾與分離技術產業在華東地區占據著50%的比例，而中西部地區的企業占比較少，國家需要對過濾分離技術企業進行調控，加大過濾分離技術的投入，讓各個地區的過濾分離技術研究能夠協調發展，并且能夠在短時間內縮短與國外發達國家之間的差距。

4結語

高效節能的過濾分離技術對于我國的環境保護以及生化生產等領域發揮著重要的作用，同時也能夠促進我國在國際上的核心競爭力。在此背景之下，要深入對過濾分離機械與技術的研究與發展，不斷學習新的科學技術，對傳統的過濾分離技術不斷進行更新，加大對過濾分離機械與技術相關人才的培養，不斷完善過濾分離體系，同時緊抓過濾分離技術的發展契機，讓過濾分離機械與技術能夠得到空前的發展，并且要能夠讓更加高效節能的過濾與分離技術在我國的各個相關企業得到廣泛的應用，以此來加大對資源的利用以及對環境的保護，讓我國的社會技術能夠得到進步與發展。