过滤过程的安全分析

编号：AQ-JS-07378
( 安全技术)
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过滤过程的安全分析
Safety analysis of filtration process
过滤过程的安全分析
使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科
学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。

过滤设备种类繁多，结构各异，按产生压差的方式不同，可分为重力式、压(吸)滤式和离心式3类，其中重力过滤设备较为简单。

下面主要介绍压(吸)滤和离心过滤设备。

一压(吸)滤设备
(1)板框压滤机板框压滤机是一种古老却仍在广泛使用的过滤设备，间歇操作，其过滤推动力为外加压力。

它是由多块滤板和滤框交替排列组装于机架而构成，如图8—7所示。

滤板和滤框的数量可在机座长度内根据需要自行调整，过滤面积一般为2～80m2 。

滤板和滤框的结构如图8—8所示，板和框的4个角端均开有圆孔，组装压紧后构成4个通道，可供滤浆、滤液和洗涤液流通。

组装时将四角开孔的滤布置于板和框的交界，再利用手动、电动或液压传动压紧板和框。

图8—8(b)为一滤框，中间空，起积存滤渣用，
滤框右上角圆孔中有暗孔与框中间相通，滤浆由此进入框内；图8—8(a)和图8—8(c)均为滤板，但结构有所不同，其中图8—8(a)称为非洗涤板，图8—8(c)称为洗涤板，洗涤板左上角圆孔中有侧孔与洗涤板两侧相通，洗涤液由此进入滤板；非洗涤板则无此暗孔，洗涤液只能从圆孔通过而不能进入滤板。

滤板两面均匀地开有纵横交错的凹槽，可使滤液或洗液在其中流动。

为了将三者区别，一般在板和框的外侧铸上小钮之类的记号，例如一个钮表示洗涤板，两个钮表示滤框，三个钮表示非洗涤板。

组装时板和框的排列顺序为非洗涤板—框—洗涤板—框—非洗涤板……，一般两端均为非洗涤板，通常也就是两端机头。

过滤时，悬浮液在一定压差下经滤浆通道1由滤框角端的暗孔进入滤框内，滤液分别穿过两侧的滤布，再经相邻的凹槽汇集进入滤液通道3排走，固相则被截留与框内形成滤饼，过滤后即可进行洗涤。

洗涤时，关闭进料阀和滤液排放阀，然后将洗涤液压入洗涤液入口通道2经洗涤板角端侧孔进入两侧板面，之后穿过一层滤布和整个滤饼层，对滤饼进行洗涤，再穿过一层滤布，由非洗涤板的
凹槽汇集进入洗涤液出口通道排出。

洗涤完毕后，即可旋开压紧装置，卸渣、洗涤、重装、进入下一轮操作。

(2)转筒真空过滤机转筒真空过滤机为连续操作过滤设备。

如图8—9所示，其主体部分是一个卧式转筒，表面有一层金属网，网上覆盖滤布，筒的下部浸入滤浆中。

转筒沿径向分成若干个互不相通的扇形格，每格端面上的小孔与分配头相通。

凭借分配头的作用，转筒在旋转一周的过程中，每格可按顺序完成过滤、洗涤、卸渣等操作。

分配头是关键部件，由固定盘和转动盘构成，见图8—l0，两者借弹簧压力紧密贴合。

转动盘与转筒一起旋转，其孔数、孔径均与转筒端面的小孔相一致，固定盘开有5个槽(或孔)，槽1和槽2分别与真空滤液罐相通，槽3和真空洗涤罐相通，孔4和孔5分别与压缩空气管相连。

转动盘上的任一小孔旋转一周，都将与固定盘上的5个槽(孔)连通一次，从而完成不同的操作。

当转筒中的某一扇形格转入滤浆中时，与之相通的转动盘上的小孔也与固定盘上槽1相通，在真空状态下抽吸滤液，滤布外侧则
形成滤饼；当转至与槽2相通时，该格的过滤面已离开滤浆槽，槽2的作用是将滤饼中的滤液进一步吸出，当转至与槽3相同时，该格上方有洗涤液喷淋在滤饼上，并由槽3抽吸至洗涤液罐；当转至与孔4相通时，压缩空气将由内向外吹松滤饼，迫使滤饼与滤布分离，随后由刮刀将滤饼刮下，刮刀与转筒表面的距离可调，当转至与孔5相通时，压缩空气吹落滤布上的颗粒，疏通滤布孔隙，使滤布再生，然后进入下一周期的操作。

转筒直径为0．3—5m，长为0．3—7m。

滤饼层薄的约为3—6mm，厚的可达100mm。

操作连续、自动、节省人力、生产能力大，能处理浓度变化大的悬浮液，在制碱、造纸、制糖、采矿等工业中均有应用。

但转筒真空过滤机结构复杂，过滤面积不大，滤饼含液量较高(10％～30％)，洗涤不充分，能耗高，不适宜处理高温悬浮液。

(3)袋滤器袋滤器是利用含尘气体穿过做成袋状而骨架支撑起来的滤布，以滤除气体中尘粒的设备。

袋滤器可除去1µm以下的尘粒，常用作最后一级的除尘设备。

袋滤器的形式有多种，含尘气体可以由滤袋内向外过滤，也可以由外向内过滤。

图8—11为某种形式袋滤器的结构示意图。

含尘气体由下部进入袋滤器，气体由外向内穿过支撑于骨架上的滤袋，洁净气体汇集于上部由出口管排出，尘粒被截留于滤袋外表面。

清灰操作时，开启压缩空气以反吹系统，使尘粒落入灰斗。

袋滤器具有除尘效率高、适应性强、操作弹性大等优点，但占用空间较大，受滤布耐温、耐腐蚀的限制，不适宜于高温(>300℃)的气体。

也不适宜带电荷的尘粒和黏结性、吸湿性强的尘粒的捕集。

二、离心过滤设备
离心过滤机主要部件是转鼓，转鼓上开有许多小孔，鼓内壁敷以滤布，悬浮液加入鼓内并随之旋转，液体受离心力作用被甩出而固体颗粒被截留在鼓内。

离心过滤也可分为间歇操作和连续操作两种，间歇操作又分为人工卸料和自动卸料两种。

(1)三足式离心机图8—12为一种常用的人工卸料的间歇式离心机。

其主要部件为一篮式转鼓，整个机座和外罩借3根拉杆弹簧悬
挂于三足支柱上，以减轻运转时的振动。

操作时，先将料浆加入鼓内，然后启动，滤液穿过滤布和转鼓集中于机座底部排出，滤渣沉积于转鼓内壁，待一批料液过滤完毕，或转鼓内滤渣量达到设备允许的最大值时，可不再加料，并继续运转一段时间以沥干滤液或减少滤饼中含液量。

必要时也可进行洗涤。

然后停车卸料，清洗设备。

三足式离心过滤机的转鼓直径大多在1m左右，设备结构简单，运转周期可灵活掌握，多用于小批量物料的处理。

颗粒破损较轻。

缺点是卸料不方便，转动部件位于机座下部，检修不方便。

(2)卧式刮刀卸料离心机这种离心机制特点是在转鼓连续全速运转下，能按序自动进行加料、分离、洗涤、甩干、卸料、洗网等工序的操作，各工序的操作时间可在一定范围内根据实际需要进行调整，且全部自动控制。

其操作原理见图8—13，进料阀定时开启，悬浮液经加料管进入，均匀地分布在全速运转的转鼓内壁，滤液经滤网和转鼓上的小孔被甩到鼓外，固体颗粒则被截留在鼓内；当滤饼达到一定厚度时，停止加料，进行洗涤，甩干、然后刮刀在液压传动下上移，将滤饼
刮人卸料斗卸出，最后清洗转鼓和滤网，完成一个操作周期。

(3)活塞往复式卸料离心机这也是一种自动卸料连续操作的离心机。

加料、过滤、洗涤、沥干、卸料等操作同时在转鼓内的不同部位进行。

其操作原理是如图8—14所示，料液由旋转的锥形料斗连续地进入转鼓底部(图中左边)，在一小段范围内进行过滤，转鼓底部有一与转鼓一起旋转的推料盘，推料盘与料斗一起做往复运动(其冲程较短，约为转鼓全长的1／10，往复次数约为30次／分)，将底部得到的滤渣沿轴向逐步推至卸料口(图中右边)卸出。

滤饼在被推移过程中，可进行洗涤、沥干。

活塞往复式卸料离心机生产能力大，颗粒破损程度小，和卧式刮刀卸料离心机相比，控制系统较为简单，但对悬浮液的浓度较为敏感。

若料浆木稀，则来不及过滤，将浆直接流出转鼓，若料浆太稠，则流动性差，使滤渣分布不均，引起转鼓振动。

此种离心机常用于食盐、硫铵、尿素等生产中。

离心过滤设备，无论是三足式离心机、卧式刮刀卸料离心机和活塞往复式卸料离心机在运行过程中，由于高速运转中被分离的介
质，很容易带静电，尤其被分离的流体可能是强搅拌条件下已带有很高的静电，都会有放电的可能。

这种放电火花极易引起分离机内可燃液体蒸气的爆炸，因此，设备系统除需要设置良好的静电接地之外，往往同时还采用N2气进行惰化处理。

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