CN102225258B - 一种动态平衡的压滤方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于固液分离技术领域,尤其是一种动态平衡的压滤方法,该方法的工艺循环为:合紧滤板-灌注物料-过滤物料-外部压力准备-压榨物料-物料回吹-外部压力释放-打开滤板-排掉滤饼-清洗滤布;其中过滤物料施加的压力和压榨物料施加的压力都是动态增加的;本发明在不破坏工艺设备内外压力平衡的情况下,通过施加压力的不断变化,使得内部固态物料成型更干、更有层次,不仅增大了处理量,更重要的是提高了产出率,而且固液分离彻底,并最大限度地缩短了压滤的时间,节能节时。
Description
技术领域
本发明属于固液分离技术领域,尤其是一种动态平衡的压滤方法。
技术背景
压滤,是在过滤介质一侧施加正压强来实现过滤的作业。由于该固液分离方法处理量大,因此被广泛地应用在化工、生化、制糖、制药、食品、选矿、污水处理等行业。压滤的方法一般是包括压板工序、注料工序、过滤工序、挤压工序、喷吹排液工序和松板卸料工序;具体为先通过控制系统开启压滤机,使滤板合拢压紧,然后在输送泵的压力下,把一定含固率的滤浆送进个滤室,同时由滤室中的滤布将固体和液体分开,液体通过设置在滤板底部的漏管排出,而固体保留在滤室内形成含液率低的滤渣,当滤板分开时,含液量较少的滤渣从滤室落下;压滤机在整个运行过程中是靠输送泵的压力来工作的,输送泵要不断地把滤浆压进滤室,随着滤室中滤渣的增加,每次压进的滤浆越来越少,输送泵的工作职能起到保压的作用;其工作效率很低。且脱液时注入压力采取恒压的工作方式,过滤时,滤出的液体体积与过滤压力成正比,采取恒压的工作方式,泥饼迅速形成,其致密度也迅速增加,滤饼在刚形成时处于很致密的状态。因此恒压的工作方式,加大了过滤阻力,过滤阻力抵消了过滤压力,使过滤性能也迅速降低。为了提高效率,人们进行了大量研究,例如公开号为CN1328860A的专利文献就公开了一种板式压滤机快速压滤的方法,该方法以加热方式对滤布内的滤渣进行加温,并保持0.5~2小时。使滤渣中残余的水份汽化排出,滤渣的含水量大大降低,从而导致滤渣与滤布的自动分离,当滤板分开后,包裹在滤布间的滤渣便会自动脱离滤布下落。上述采用加热法,虽然相对传统工艺能提高一定的效率,但是对效率就是金钱的实际生产还是不够的,这些方法的处理量较小、固液分离不够彻底。
发明内容
本发明提供了一种不仅生产效率高,而且处理量较大、固液分离彻底、节能节时的动态平衡的压滤方法。
为了达到上述的目的,本发明的技术方案为:
一种动态平衡的压滤方法,工艺循环为:合紧滤板-灌注物料-过滤物料-外部压力准备-压榨物料-物料回吹-外部压力释放-打开滤板-排掉滤饼-清洗滤布;所述过滤物料工序中,向滤室分次间隔施加压力,所述分次施加的压力逐次递增;同一循环中所述压榨物料工序中,向滤室外壁夹层腔中注入液体,分时调节液体量,使压力滤室外壁上的逐次递增。
较佳地,所述过滤物料工序中相邻两次之间施加的压力差逐渐递增;
所谓压力差逐渐递增,即先设定相同的施压时间t1和间隔时间t2,注入物料后的初始压力为P0,第一次目标压力为P1,每秒中递增压力为ΔP1,当达到目标压力P1后,进行第二次施压;第二次目标压力为P2,每秒中递增压力为ΔP2,当达到目标压力P2后,进行第三次施压;第三次目标压力为P3,每秒中递增压力为ΔP3,当达到目标压力P3后,进行第四次施压;、、、以此类推进行至少3次过滤;其中ΔP1<ΔP2<ΔP3。
较佳地,所述过滤物料工序中相邻两次之间施加的压力差逐渐递减;即ΔP1>ΔP2>ΔP3。
较佳地,所述过滤物料工序中的分次施压时间逐渐递增或先递增后恒定。
较佳地,所述过滤物料工序中相邻两次施压之间的间隔时间为递增变化。
较佳地,所述过滤物料工序中相邻两次之间施加的压力差逐渐递增。
较佳地,所述压榨物料工序中相邻两次之间施加的压力差逐渐递减。
较佳地,所述压榨物料工序中每次施压的间隔时间为递增变化。
本发明中压榨物料工序中动态施压为液压;当然也可以为气压,但是气压不稳定,仅能提供中低压且加压缓慢、耗时耗能,无法达到高压,效果不如液压,液压既能快速高效加压,又能达到很高压力。
本发明压滤方法可应用于所有板式、框式、以及带式固液分离压滤等工艺。
本发明工艺循环为:合紧滤板-灌注物料-过滤物料-外部压力准备-压榨物料-物料回吹-外部压力释放-打开滤板-排掉滤饼-清洗滤布;其中过滤物料施加的压力和压榨物料施加的压力都是动态增加的;本发明在不破坏工艺设备内外压力平衡的情况下,通过过滤物料和压榨物料时施加的压力不断变化,从而打破了滤布内固液反作用力的平衡,导通面积逐渐增大,防止了瞬间冲高内压,从而避免了压力对过滤膜的破坏,避免了处理过程中的物料泄漏,使得内部固态物料成型更干、更有层次;
尤其是增大了处理量、提高了产出率,而且固液分离彻底,最大限度地缩短了压滤的时间,节能节时。通过对调味品半成品进行压滤试验,使用本发明所述的方法进行压滤后,得率由原来的60%~85%提高到90%~92%,含液率由原来的60%~70%降低到50%左右,批处理量由原来的1.6吨/批提高到2.23~2.45吨/批。
说明书附图
图1本发明所使用的压滤器的结构示意图。
具体的实施方式
实施例1
一种动态平衡的压滤方法,该方法的工艺循环为:
A、合紧滤板,先将滤板框架1组装好,将滤布3置于滤室10内;
B、灌注物料,往滤室10内的滤布3内用进料泵9通过进料管8灌注物料7;
C、过滤物料,当物料7灌注完后,通过进料管8往滤布3内分次间隔施加压力;滤液由滤室10上的出料口11流出;
D、外部压力准备,
E、压榨物料,将水通过注液口(12、13)注入到滤室内外壁夹层腔20中,分时调节液体量,使滤室外壁(21、22)上的压力逐次递增;所有外壁夹层腔20同时注入液体。
F、物料回吹、外部压力释放、打开滤板、排掉滤饼、清洗滤布,完成压滤工艺;
其中,所述C、过滤物料工序中,向滤室内分次间隔施加压力,所述分次施加的压力逐次递增;同一循环中所述E、压榨物料工序中,向滤室内外壁夹层腔注入液体,分时调节液体量,使压力逐次递增。
过滤物料工序中压力的动态增加为固定梯度的增压,施压时间为先递增后恒定的变化,每次施压之间的间隔时间为递增变化;压榨物料工序中压力的动态增加为固定梯度变化的增压,施压时间为不固定变化,每次施压之间的间隔时间为固定值;所述压榨物料工序中动态施压为液压。本发明在过滤物料、压榨物料工序中,根据所要进行处理的目标物料不同,所施加的目标压力不同、递增压力不同、施加的时间和间隔时间也有所不同。
下面用调味品的半成品为样品,具体地对过滤物料和压榨物料的施压变化进行举例说明:
过滤物料:第一次施压,调节泵压力,施加目标压力为95KPa,施压时间为150秒,每次增压量为20KPa;停止施压10秒后进行第二次施压;第二次施压,调节泵压力,施加目标压力为135KPa,施压时间为400秒,每次增压量为20KPa;停止施压12秒后进行第三次施压;第三次施压,调节泵压力,施加目标压力为175KPa,施压时间为700秒,每次增压量为20KPa;停止施压13秒后进行第四次施压;第四次施压,调节泵压力,施加目标压力为215KPa,施压时间为700秒,每次增压量为20KPa;停止施压14秒后进行第五次施压;第五次施压,调节泵压力,施加目标压力为250KPa,施压时间为700秒,每次增压量为20KPa;停止施压15秒后进行下一道工序。
压榨物料:往滤室内外壁夹层腔注入水,通过水的注入控制,使滤室外壁上的压力逐次递增,第一次施压,调节水量,施加目标压力为270KPa,施压时间为900秒,每次增压量为20KPa;停止施压60秒后进行第二次施压;第二次施压,调节水量,施加目标压力为470KPa,施压时间为600秒,每次增压量为20KPa;停止施压60秒后进行第三次施压;第三次施压,调节水量,施加目标压力为770KPa,施压时间为600秒,每次增压量为20KPa;停止施压60秒后进行第四次施压;第四次施压,调节水量,施加目标压力为1500KPa,施压时间为900秒,每次增压量为20KPa;停止施压50秒后进行第五次施压;第五次施压,调节水量,施加目标压力为1500KPa,施压时间为1250秒,每次增压量为20KPa;停止施压50秒后进行下一步工序。
实施例2
同实施例1,不同之处在于:其中,过滤物料工序中压力的动态增加为递减梯度的增压,施压时间为固定值,每次施压之间的间隔时间为递增变化;压榨物料中压力的动态增加为递增梯度变化的增压,施压时间为不固定变化,每次施压之间的间隔时间为固定值;所述压榨物料工序中动态施压为液压。
下面用调味品的半成品为样品,具体地对过滤物料和压榨物料的施压变化进行举例说明:
过滤物料:第一次施压,调节泵压力,施加目标压力为95KPa,施压时间为440秒,每次增压量为20KPa;停止施压10秒后进行第二次施压;第二次施压,调节泵压力,施加目标压力为135KPa,施压时间为440秒,每次增压量为18KPa;停止施压12秒后进行第三次施压;第三次施压,调节泵压力,施加目标压力为175KPa,施压时间为440秒,每次增压量为16KPa;停止施压13秒后进行第四次施压;第四次施压,调节泵压力,施加目标压力为215KPa,施压时间为440秒,每次增压量为14KPa;停止施压14秒后进行第五次施压;第五次施压,调节泵压力,施加目标压力为250KPa,施压时间为440秒,每次增压量为12KPa;停止施压15秒后进行下一道工序。
压榨物料:往滤室内外壁夹层腔注入水,通过水的注入控制,使滤室外壁上的压力逐次递增,第一次施压,调节水量,施加目标压力为270KPa,施压时间为900秒,每次增压量为14KPa;停止施压60秒后进行第二次施压;第二次施压,调节水量,施加目标压力为470KPa,施压时间为900秒,每次增压量为16KPa;停止施压60秒后进行第三次施压;第三次施压,调节水量,施加目标压力为770KPa,施压时间为900秒,每次增压量为18KPa;停止施压60秒后进行第四次施压;第四次施压,调节水量,施加目标压力为1500KPa,施压时间为900秒,每次增压量为20KPa;停止施压60秒后进行第五次施压;第五次施压,调节水量,施加目标压力为1500KPa,施压时间为900秒,每次增压量为22KPa;停止施压60秒后进行下一步工序。
实施例3
同实施例1,不同之处在于:其中,过滤物料工序中压力的动态增加为递增梯度的增压,施压时间为递增变化,每次施压之间的间隔时间为固定值;压榨物料工序中压力的动态增加为递减梯度变化的增压,施压时间为递增变化,每次施压之间的间隔时间为递增变化;所述压榨物料工序中动态施压为液压。
下面用调味品的半成品为样品,具体地对过滤物料和压榨物料的施压变化进行举例说明:
过滤物料:第一次施压,调节泵压力,施加目标压力为95KPa,施压时间为150秒,每次增压量为10KPa;停止施压12秒后进行第二次施压;第二次施压,调节泵压力,施加目标压力为135KPa,施压时间为400秒,每次增压量为12KPa;停止施压12秒后进行第三次施压;第三次施压,调节泵压力,施加目标压力为175KPa,施压时间为550秒,每次增压量为14KPa;停止施压12秒后进行第四次施压;第四次施压,调节泵压力,施加目标压力为215KPa,施压时间为700秒,每次增压量为16KPa;停止施压12秒后进行第五次施压;第五次施压,调节泵压力,施加目标压力为250KPa,施压时间为850秒,每次增压量为18KPa;停止施压12秒后进行下一道工序。
压榨物料:往滤室内外壁夹层腔注入水,通过水的注入控制,使滤室外壁上的压力逐次递增,第一次施压,调节水量,施加目标压力为270KPa,施压时间为540秒,每次增压量为22KPa;停止施压30秒后进行第二次施压;第二次施压,调节水量,施加目标压力为470KPa,施压时间为690秒,每次增压量为20KPa;停止施压40秒后进行第三次施压;第三次施压,调节水量,施加目标压力为770KPa,施压时间为800秒,每次增压量为18KPa;停止施压50秒后进行第四次施压;第四次施压,调节水量,施加目标压力为1500KPa,施压时间为990秒,每次增压量为16KPa;停止施压60秒后进行第五次施压;第五次施压,调节水量,施加目标压力为1500KPa,施压时间为1190秒,每次增压量为14KPa;停止施压70秒后进行下一步工序。
实施例4
同实施例1,不同之处在于:其中,过滤物料工序中压力的动态增加为递减梯度的增压,施压时间为固定值,每次施压之间的间隔时间为固定值;压榨物料工序中压力的动态增加为固定梯度变化的增压,施压时间为不固定变化,每次施压之间的间隔时间为固定值;所述压榨物料工序中动态施压为液压。
下面用调味品的半成品为样品,具体地对过滤物料和压榨物料的施压变化进行举例说明:
过滤物料:第一次施压,调节泵压力,施加目标压力为95KPa,施压时间为550秒,每次增压量为20KPa;停止施压12秒后进行第二次施压;第二次施压,调节泵压力,施加目标压力为135KPa,施压时间为550秒,每次增压量为18KPa;停止施压12秒后进行第三次施压;第三次施压,调节泵压力,施加目标压力为175KPa,施压时间为550秒,每次增压量为16KPa;停止施压12秒后进行第四次施压;第四次施压,调节泵压力,施加目标压力为215KPa,施压时间为550秒,每次增压量为14KPa;停止施压12秒后进行第五次施压;第五次施压,调节泵压力,施加目标压力为250KPa,施压时间为550秒,每次增压量为12KPa;停止施压12秒后进行下一道工序。
压榨物料:往滤室内外壁夹层腔注入水,通过水的注入控制,使滤室外壁上的压力逐次递增,第一次施压,调节水量,施加目标压力为270KPa,施压时间为900秒,每次增压量为20KPa;停止施压60秒后进行第二次施压;第二次施压,调节水量,施加目标压力为470KPa,施压时间为600秒,每次增压量为20KPa;停止施压60秒后进行第三次施压;第三次施压,调节水量,施加目标压力为770KPa,施压时间为900秒,每次增压量为20KPa;停止施压60秒后进行第四次施压;第四次施压,调节水量,施加目标压力为1500KPa,施压时间为600秒,每次增压量为20KPa;停止施压60秒后进行第五次施压;第五次施压,调节水量,施加目标压力为1500KPa,施压时间为900秒,每次增压量为20KPa;停止施压60秒后进行下一步工序。
上述实施例,只是本发明的较佳实施例,并非用来限制本发明实施范围,故凡以本发明权利要求所述的特征及原理所做的等效变化或修饰,均应包括在本发明权利要求范围之内。
与传统压滤方法(即过滤物料和压榨物料时,所施加的压力在增加过程中,增加的梯度没有任何变化的压滤方法)相比较:采用相同浓度的固液物料,处理总时间相同的工艺条件下所得滤饼的情况见下表:
由上表可见,本发明采用动态的施压和施压时间进行过滤和挤压后,使用本发明进行压滤所得滤饼厚度和含液量小于传统方法,说明本发明处理固液所得不仅滤饼成型较好,滤饼较干,而且批平均处理量明显大于传统方法,明显提高产出率,非常显著提高经济效益。
Claims (4)
1.一种动态平衡的压滤方法,该方法的工艺循环为:合紧滤板—灌注物料—过滤物料—外部压力准备—压榨物料—物料回吹—外部压力释放—打开滤板—排掉滤饼—清洗滤布;其特征在于:所述过滤物料工序中,向滤室内分次间隔施加压力,分次施加的压力逐次递增;同一循环中所述压榨物料工序中,向滤室外壁夹层腔中注入液体,分时调节液体量,使滤室外壁上的压力逐次递增;所述过滤物料工序中相邻两次之间施加的压力差逐渐递增,所述压榨物料工序中相邻两次之间施加的压力差逐渐递增;
所述压力差逐渐递增,即先设定相同的施压时间t1和间隔时间t2,注入物料后的初始压力为P0,第一次目标压力为P1,每秒中递增压力为△P1,当达到目标压力P1后,进行第二次施压;第二次目标压力为P2,每秒中递增压力为△P2,当达到目标压力P2后,进行第三次施压;第三次目标压力为P3,每秒中递增压力为△P3,当达到目标压力P3后,进行第四次施压;以此类推进行至少3次过滤,其中△P1<△P2<△P3。
2.根据权利要求1所述的动态平衡的压滤方法,其特征在于:所述过滤物料工序中的分次施压时间逐渐递增或先递增后恒定。
3.根据权利要求1所述的动态平衡的压滤方法,其特征在于:所述过滤物料工序中相邻两次施压之间的间隔时间为递增变化。
4.根据权利要求1所述的动态平衡的压滤方法,其特征在于:所述压榨物料工序中每次施压的间隔时间为递增变化。
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