间歇过滤离心机固液分离和选型

间歇过滤离心机固液分离和选型

摘要：制药、化工、石油化工、食品等工业的生产过程中经常需要进行固液分离操作作为工艺过程的一部分，固液分离的质量和效率影响着化工生产能否正常进行甚至成为化工生产的关键操作过程。利用离心力进行固液分离可达到较理想的分离效果，实现离心力场中固液分离的不同形式的离心机其固液分离的过程不同，针对不同物料的分离效果也不同。因此，过滤不同性质的工业浆料时需要根据离心机的特点选择适宜形式的离心机，扬长避短，达到理想的分离效果。本文主要介绍间歇过滤离心机固液分离的性能和特点，可作为工业生产选择离心机时的参考。

关键词：固液分离，离心过滤，括力卸料，化工机械

Abstract: the production process of pharmaceutical, chemical, petrochemical, food and other industries often need to solid-liquid separation operation as part of the process, solid-liquid separation efficiency and quality affects the chemical production can be even become the key operation of chemical production process. Using centrifugal solid-liquid separation can achieve satisfactory separation effect, centrifugal solid-liquid separation process in the field of different forms of centrifuge the solid-liquid separation, the separation effect of different materials are also different. Therefore, the filtering industrial slurry with different properties necessary to centrifuge features suitable form of centrifuge, foster strengths and circumvent weaknesses, to achieve the ideal separation effect. This paper mainly introduces the properties and characteristics of batch filtering centrifuge for solid-liquid separation, can be used as a reference when choosing centrifuge industrial production.

1 技术背景

在化工单元操作生产过程中，经常需要进行固液分离操作作为工艺过程的一部分，固液分离的质量和效率影响着化工生产能否正常进行甚至成为化工生产的关键操作过程。利用离心力进行固液分离可达到较理想的分离效果，实现离心力场中固液分离的不同形式的离心机其固液分离的过程不同，针对不同物料的分离效果也不同。

2、研究内容

在旋转产生的离心力场下固、液两相受到的离心力远大于重力，从而大加快了固、液相分离的过程，也可使分离更优化。离心机转鼓中悬浮液受到的离心力与重力之比Fr称为分离因数，表示离心力场的强度Fr==

式中R——转鼓最大内半径（m）

ω——转鼓转动的角速度

=2πn/60(1/sec)

3 技术方案

过滤离心机有间歇操作和连续操作两类。间歇操作的离心机有三足离心

机、卧式刮刀卸料离心机、上悬式离心机、翻袋离心机、内滤式差动卸料离心机等。离心过滤（图1）都在有空的加料液面下进行，离心液压使滤液穿透过滤介

图1 离心过滤

质排出转鼓，固相被截留在过滤面上形成滤饼。此时滤饼层中所有的过滤孔道和孔隙都充满液相，在离心压力下液相通过滤饼的过滤孔道和过滤介质（滤网或滤布）被甩出转鼓成为滤液，直到离心过滤结束，离心甩干开始，这时滤饼层中的液面在离心力作用下逐渐渗入滤饼层，进而空气渗入滤饼层驱赶过滤孔道中的滤液，使滤饼层中的残液量降低，该类过滤离心机的共同点是：过滤过程中滤饼在过滤表面积聚，滤饼厚可达100-200mm，甚至更厚，视滤饼的过滤阻力而定，过滤阻力过大时，滤速显著减慢，则应减少加料量。滤饼在过滤表面固定不动，滤饼本身也成为过滤介质的一部分，在深层过滤的作用下，可获得澄清的滤液，滤

饼的含湿量也较低。悬浮液的固相浓度1-30%均可适用，在保证布料均匀时，更浓的悬浮液也可适用。三足式离心机还可对成件的纺织品、机械零件等脱液。

人工卸料的SS型及SD型离心机滤布袋卸料比较干净，后续过滤时过滤阻力小，滤饼回收比较充分。当悬浮液中有细颗粒时初始过滤会漏失一些细颗粒。自动卸料的SGZ型、XJ型和GK型离心机在刮刀卸料后

图2 翻袋离心机

转鼓内壁保留有一薄层3-5mm厚的滤饼层，后续过滤时可截留细粒，但过

滤速度减慢，滤饼特别密实的物料不适用，且滤饼不能充分回收，影响收率。

4研究结果

电机直连上部驱动的三足自动离心机其下部卸除滤饼的空间畅通无阻，不受传动部件的阻挡，转鼓高度较大，工作容量及生产能力可显著提高。对于价值昂贵的物料，需要充分回收固相，减少物料损耗，可采用翻袋卸料离心机，该机用转鼓圆周面过滤，过滤结束时降低转鼓转速，由推杆及推料盘将转鼓内的筒状滤饼推出转鼓，结晶不会破损。推料行程S1为转鼓工作深度H的2倍，此时滤布袋完全翻转，过滤表面朝外，滤布袋内的滤饼在离心力下被彻底甩出。但操作中频繁翻转的滤布袋易于破裂，并由于推料时推杆悬臂过长，增加了转动的不稳定性。

另一种内滤式差动卸料离心机也有良好的固相回收性能。转鼓内辐射状布置的滤叶进行固相过滤，转鼓圆周面无孔，卸料时降速，推杆将推料盘和滤液推出转鼓，利用离心力卸除滤叶两侧的滤饼。推料盘的推料行程S2等于H，仅为S1的一半，改善了转动稳定性。推杆由机械的差动机构实现轴向往复运动，避免了液压机构漏油污染。

卸料用的刮刀装置有宽刮刀和窄刮刀两种机构。GK型离心机的宽刮刀装置全速卸料只需旋转或提升刮刀，结构简单，但功耗大、振动较大。SGZ、LGZ 型离心机的窄刮刀装置降速卸料，刮料力小，振动小，有利于减轻主轴承载荷，刮刀磨损小；卸料时需要有旋转和提升刮刀两个动作，机构稍复杂一些。滤饼密实，且固相较硬的物料应采用窄刮刀卸料为宜。刮料时因摩擦发热致使固相颗粒局部熔化的物料不适宜采用刮刀卸料，液压系统控制的刮刀装置动作稳定可靠，气动系统控制的刮刀装置无渗油污染，尤其适合制药工业应用。刮刀卸料对颗粒有一定的破碎作用。

5结论

生产过程中使用的离心机不是万能的，只有在充分了解浆料的过滤特性及离心机的结构特点上，选定适宜型式的离心机，才能得到最好的分离效果。离心机应用尚存在的问题，促进了新型结构的诞生和发展，从而不断改善了离心机的性能和效率。

参考文献：

[1]高慎琴，化工机器，北京；化学工业出版社，2011

[2]施震荣，工业离心机选用手册，全国化工设备设计技术中心站机泵技术委员会，北京；化学工业出版社，2003

[3]汪镇安等，化工工艺设计手册，北京，化学工业出版社2003