CN108627438B - 旋转压力过滤机试验装置、测试方法及过滤机设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种旋转压力过滤机试验装置及其测试方法及旋转压力过滤机设计方法，该装置包括稳压罐、缓冲罐、过滤框、接液罐、电子称、秒表。缓冲罐与所述稳压罐连接；过滤框置于所述缓冲罐下方，并与所述缓冲罐连接；接液罐置于所述过滤框下方；电子称置于所述接液罐底部。该测试方法是将计算好的一定量的试验浆料加入过滤框中，再将一定压力的气体通入稳压罐，通过缓冲罐充入过滤框中，随后将过滤框底部的阀门打开，计量过滤框中排出母液的量，并计量过滤过程的时间，过滤后的滤饼及母液根据实际需要进行取样分析；随后按此方法可依次进行洗涤、干燥工序。本发明大大降低了测试成本，同时可更准确的模拟实际工况，得到准确可靠的设计数据。

Description

旋转压力过滤机试验装置、测试方法及过滤机设计方法
技术领域
本发明涉及PTA生产制备中旋转压力过滤机的技术领域，尤其涉及PTA(精对苯二甲酸)和CTA(粗对苯二甲酸)旋转压力过滤机试验装置测试方法。
背景技术
旋转压力过滤机用途广泛，涉及行业众多，尤其在PTA行业需求率更高，物料特性的差异对压力过滤机的设计选型影响很大。目前，旋转压力过滤机在设计选型时，对于物料特性的测试需要用一台小型的旋转压力过滤机试验机(该试验机完全按照大型工业化的旋转压力过滤机去设计制造，仅仅是体积等比例缩小，各个零部件都不缺少，包括传动系统等，因此结构复杂，制造成本高)去做测试，这样不仅试验流程复杂，成本高。并且，由于有些物料特性特殊，需要进行多次洗涤，多次干燥，而小型旋转压力过滤机试验机体积小，结构上无法设计过多的功能区，这样就无法完全模拟物料要求，进行多次洗涤多次干燥，对于特殊的物料无法得到准确的设计参数。
发明内容
本发明的目的在于提供一种旋转压力过滤机试验装置、旋转压力过滤机试验装置测试方法及旋转压力过滤机设计方法，以解决现有技术采用小型的旋转压力过滤机试验机无法得到准确的浆料测试参数的缺陷。
为实现上述目的，本发明提供一种旋转压力过滤机试验装置，包括：
稳压罐1；
缓冲罐2，所述缓冲罐2通过第一管道与所述稳压罐1连接；
过滤框3，所述过滤框3置于所述缓冲罐2下方，并通过第二管道与所述缓冲罐2连接；
接液罐4，所述接液罐4置于所述过滤框3下方，所述过滤框3下方设有阀门；以及
电子称5，所述电子称5置于所述接液罐4底部。
其中，上述旋转压力过滤机试验装置还包括秒表6，用于计量时间。
较佳地，所述稳压罐1与一气体储存罐连接。
而且，为实现上述目的，本发明还提供上述旋转压力过滤机试验装置测试方法，包括步骤：
步骤一：打开缓冲罐进料口，将浆料输入缓冲罐中，进而使得所述浆料进入到过滤框中；
步骤二：打开缓冲罐进气口的阀门，将具有0.01-2.0Mpa压力的气体通过稳压罐通入缓冲罐中，打开过滤框底部的阀门，进行过滤；记录过滤时间，同时记录排出的滤液质量；待过滤框中滤液排至与滤饼上表面平齐时，关闭过滤框底部的阀门以及气体阀门，并将过滤框中的气体进行放空；取滤液的样分析滤液成分及杂质含量；
步骤三：将洗涤液通过缓冲罐加入过滤框中，对浆料进行洗涤，在洗涤过程中，将压力为0.01-2.0Mpa的气体通入稳压罐1，并通过缓冲罐2充入过滤框3中，随后将过滤框3底部的阀门打开，通过电子称5计量排出的洗涤滤液的质量，使得排出的洗涤滤液质量等于加入的洗涤液质量，并计量洗涤过程的时间，对洗涤滤液进行取样分析，分析洗涤滤液成分及杂质含量；
步骤四：将压力为0.01-2.0Mpa的干燥气体通入稳压罐1，通过缓冲罐2充入过滤框3中，随后将过滤框3底部的阀门打开，通过电子称5计量排出液体的量，并计量干燥过程的时间，对干燥后的滤液进行取样分析，分析干燥后滤液成分及杂质含量；以及
步骤五：打开过滤框，测量滤饼厚度，取滤饼样分析滤饼的湿含量，分析滤饼中成分及杂质含量。
其中，所述浆料为固液能够自由沉淀分离的悬浊液。所述浆料可为CTA浆料、PTA浆料、催化剂浆料或煤粉浆料。
其中，所述气体为氮气、压缩空气或惰性气体。
其中，所述步骤二的过滤工序可为一次或多次；所述步骤三的洗涤工序可为一次或多次，所述步骤四的干燥工序可为一次或多次，所述步骤二的过滤工序、所述步骤三的洗涤工序、所述步骤四的干燥工序的顺序可以根据需要调换。
其中，所述稳压罐为减压阀。
而且，为实现上述目的，本发明还提供一种旋转压力过滤机设计方法，包括上述的旋转压力过滤机试验装置测试方法：
步骤一：打开缓冲罐进料口，将浆料输入缓冲罐中，进而使得所述浆料进入到过滤框中；
步骤二：打开缓冲罐进气口的阀门，将具有0.01-2.0Mpa压力的气体通过稳压罐通入缓冲罐中，打开过滤框底部的阀门，进行过滤；记录过滤时间，同时记录排出的滤液质量；待过滤框中滤液排至与滤饼上表面平齐时，关闭过滤框底部的阀门以及气体阀门，并将过滤框中的气体进行放空；取滤液的样分析滤液成分及杂质含量；
步骤三：将洗涤液通过缓冲罐加入过滤框中，对浆料进行洗涤，在洗涤过程中，将压力为0.01-2.0Mpa的气体通入稳压罐1，并通过缓冲罐2充入过滤框3中，随后将过滤框3底部的阀门打开，通过电子称5计量排出的洗涤滤液的质量，使得排出的洗涤滤液质量等于加入的洗涤液质量，并计量洗涤过程的时间，对洗涤滤液进行取样分析，分析洗涤滤液成分及杂质含量；以及
步骤四：将压力为0.01-2.0Mpa的干燥气体通入稳压罐1，通过缓冲罐2充入过滤框3中，随后将过滤框3底部的阀门打开，通过电子称5计量排出液体的量，并计量干燥过程的时间，对干燥后的滤液进行取样分析，分析干燥后滤液成分及杂质含量；以及
步骤五：打开过滤框，测量滤饼厚度，取滤饼样分析滤饼的湿含量，分析滤饼中成分及杂质含量。
本发明的旋转压力过滤机试验装置及其测试方法、设计方法可通过测试物料的过滤洗涤干燥时间、滤饼滤液中杂质成分、滤饼湿含量来确定浆料过滤、洗涤、干燥等特性，该实验装置可简单准确的测试浆料参数，有效提高试验可靠性且工艺简单，该方法也可用于其它行业的旋转压力过滤机。
附图说明
图1为本发明的旋转压力过滤机试验装置的结构示意图。
其中，附图标记：
1：稳压罐 2：缓冲罐
3：过滤框 4：接液罐
5：电子称 6：秒表
7、气体储存罐
具体实施方式
图1为本发明的旋转压力过滤机试验装置的流程示意图，如图1所示，本发明的旋转压力过滤机试验装置，包括：
稳压罐1；
缓冲罐2，所述缓冲罐2通过第一管道与所述稳压罐1连接；
过滤框3，所述过滤框3置于所述缓冲罐2下方，并通过第二管道与所述缓冲罐2连接，所述过滤框3下方设有阀门；
接液罐4，所述接液罐4置于所述过滤框3下方；
电子称5，所述电子称5置于所述接液罐4底部。
并且，本发明的旋转压力过滤机试验装置还包括秒表6，用于计量过滤、洗涤及干燥工序的时间。
并且，所述稳压罐1与一气体储存罐7连接，所述气体储存罐中存储有氮气、压缩空气或其他惰性气体，此气体储存罐可以为具有固定压力的气源。
进一步，本发明提供旋转压力过滤机试验装置测试方法，包括步骤：
步骤一：打开缓冲罐2进料口，将浆料输入缓冲罐2中，进而使得所述浆料进入到过滤框3中；
步骤二：打开缓冲罐2进气口的阀门，将具有一定压力0.01-2.0MPa的气体通过稳压罐1通入缓冲罐中2，打开过滤框3底部的阀门，进行过滤；记录过滤时间为t，同时记录排出的滤液质量m；待过滤框中滤液排至与滤饼上表面平齐时，关闭过滤框3底部的阀门以及气体阀门，并将过滤框3中的气体进行放空；取滤液的样分析滤液成分及杂质含量；
步骤三：将洗涤液通过缓冲罐加入过滤框3中，对滤饼进行洗涤，在洗涤过程中，将一定压力0.01-2.0MPa的气体通过稳压罐1通入缓冲罐2中，再充入过滤框3中，随后将过滤框3底部的阀门打开，通过电子称5计量排出的洗涤滤液的质量，使得排出的滤液质量等于加入的洗涤液质量，并计量洗涤过程的时间，对洗涤滤液进行取样分析，分析洗涤滤液成分及杂质含量；
步骤四：将一定压力0.01-2.0MPa的干燥气体通过稳压罐1通入缓冲罐2中，再充入过滤框3中，随后将过滤框3底部的阀门打开，通过电子称5计量排出液体的量，并计量干燥过程的时间，对干燥后的滤液进行取样分析，分析干燥滤液成分及杂质含量；以及
步骤五：打开过滤框3，测量滤饼厚度，同时取滤饼样分析滤饼的湿含量，分析滤饼中成分及杂质含量。
其中，所述浆料为CTA浆料、PTA浆料、催化剂浆料、煤粉浆料或其它所有固液可自由沉淀分离的悬浊液。所述气体为氮气、压缩空气或其它惰性气体。
其中，根据需要，所述步骤二的过滤工序可为一次或多次；所述步骤三的洗涤工序可为一次或多次，所述步骤四的干燥工序可为一次或多次，所述步骤二的过滤工序、所述步骤三的洗涤工序、所述步骤四的干燥工序的顺序能够根据工艺需要调换。较佳地，步骤三的洗涤工序为多次。
其中，所述过滤框3为圆形或矩形，所述过滤框3中装有包着滤布的过滤座或其它过滤介质。所述稳压罐可以为减压阀或其它稳压装置代替。所述缓冲罐2可以用其它加料缓冲装置代替；所述电子秤5可以用其它称重计量装置代替；所述秒表6可以用其它计时装置代替。
另外，本发明还提出了一种旋转压力过滤机设计方法，包括上述旋转压力过滤机试验装置测试方法：
步骤一：打开缓冲罐进料口，将浆料输入缓冲罐中，进而使得所述浆料进入到过滤框中；
步骤二：打开缓冲罐进气口的阀门，将具有0.01-2.0Mpa压力的气体通过稳压罐通入缓冲罐中，打开过滤框底部的阀门，进行过滤；记录过滤时间，同时记录排出的滤液质量；待过滤框中滤液排至与滤饼上表面平齐时，关闭过滤框底部的阀门以及气体阀门，并将过滤框中的气体进行放空；取滤液的样分析滤液成分及杂质含量；
步骤三：将洗涤液通过缓冲罐加入过滤框中，对浆料进行洗涤，在洗涤过程中，将压力为0.01-2.0Mpa的气体通入稳压罐1，并通过缓冲罐2充入过滤框3中，随后将过滤框3底部的阀门打开，通过电子称5计量排出的洗涤滤液的质量，使得排出的洗涤滤液质量等于加入的洗涤液质量，并计量洗涤过程的时间，对洗涤滤液进行取样分析，分析洗涤滤液成分及杂质含量；
步骤四：将压力为0.01-2.0Mpa的干燥气体通入稳压罐1，通过缓冲罐2充入过滤框3中，随后将过滤框3底部的阀门打开，通过电子称5计量排出液体的量，并计量干燥过程的时间，对干燥后的滤液进行取样分析，分析干燥后滤液成分及杂质含量；以及
步骤五：打开过滤框，测量滤饼厚度，取滤饼样分析滤饼的湿含量，分析滤饼中成分及杂质含量。
实施例：
1)打开缓冲罐进料口，确保其它阀门处于关闭状态。将11.26kg的CTA浆料倒入缓冲罐中，继而进入到过滤框中。
2)打开缓冲罐进气口的阀门，将设定好的0.5MPa的氮气通入缓冲罐中，打开过滤框底部的阀门，进行过滤，并计时；记录过滤时间为33.6s，同时记录排出的滤液质量4.63kg；待过滤框中滤液排至与滤饼上表面平齐时，关闭过滤框底部的阀门、氮气阀门，并将过滤框中的氮气进行放空；取滤液的样分析滤液中醋酸含量及钴、锰等杂质含量。
3)将0.5Mpa的干燥气体通入稳压罐，通过缓冲罐充入过滤框中，随后将过滤框底部的阀门打开，通过电子称计量排出液体的质量为2.1kg，并计量干燥过程的时间为11s，对干燥后的滤液进行取样分析，分析干燥滤液中醋酸含量及钴、锰含量。
4)分别将预先配好的醋酸浓度分别为45％、23％、11％、0的水与醋酸混合的洗涤液1.87kg通过缓冲罐加入过滤框中，对滤饼进行洗涤，洗涤过程中的通气步骤与步骤2)相似，在洗涤过程中，对排出的洗涤液进行在线称重并计时，共计洗涤5次，排出的滤液质量均为1.87kg，洗涤时间分别为7.5s、6.3s、5.4s、4.8s，同时将四次排出的洗涤滤液分别取样分析，分析洗涤滤液中醋酸含量及钴、锰等杂质含量。
5)打开过滤框，测量滤饼厚度为150mm，同时取滤饼样分析滤饼的湿含量为15％，分析滤饼中醋酸含量及钴、锰等杂质含量。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1)本发明中的试验装置流程短，设备简单，测试方法简便；本实验装置中核心设备为过滤框，该过滤框是旋转压力过滤机转鼓上的一小部分，所以结构简单，加工成本低；而现有技术的中的核心设备旋转压力过滤机试验机是完全按照大型工业化的旋转压力过滤机去设计制造，仅仅是体积等比例缩小，各个零部件都不缺少，包括传动系统等，因此结构复杂，制造成本高；
2)本发明可根据物料特性，完全模拟出设备实际运行的各个工序，包括过滤、不同次数的洗涤，不同次数的干燥过程，可以得出可靠的过滤能力、洗涤效果、干燥效果等设计参数；通过该套装置进行测试，每个工序是独立的，间歇的，相互之间不会影响，可以对每个工序的测试结果进行独立分析评定，因此得出的结果准确可靠；现有的旋转压力过滤机试验机测试时局限性较大，它与工业机一样是连续运转的，各个工序的测试效果无法直接得出，并且由于各个工序连在一起，相互之间也会有一定影响，因此无法得出准确可靠的结果。
3)本发明中实验装置将一个复杂的过程简单化，该试验装置将几个简单的设备连在一起，就可以完全真实模拟出一台复杂设备上的一个或几个工作过程，且结果准确可靠。
4)本发明能很好满足工业设计需求，适用于PTA、CTA或其它物料的旋转压力过滤机测试。
5)本发明的旋转压力过滤机试验装置测试方法可对浆料的参数进行测试，也作为浆料参数测试方法，通过过滤、洗涤、干燥步骤测得滤液及滤饼的分析参数，如CTA物料的醋酸含量及钴、锰等杂质含量。并且，本试验装置对浆料参数的测试可应用于旋转压力过滤机制造过程的选型设计。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种旋转压力过滤机的试验装置测试方法，其特征在于，所述旋转压力过滤机的试验装置包括：
稳压罐；
缓冲罐，所述缓冲罐通过第一管道与所述稳压罐连接；
过滤框，所述过滤框置于所述缓冲罐下方，并通过第二管道与所述缓冲罐连接；
接液罐，所述接液罐置于所述过滤框下方，所述过滤框下方设有阀门；
电子称，所述电子称置于所述接液罐底部；
所述测试方法包括：
步骤一：打开缓冲罐进料口，将浆料输入缓冲罐中，使得所述浆料进入到过滤框中；
步骤二：打开缓冲罐进气口的阀门，将具有0.01-2.0Mpa压力的气体通过稳压罐通入缓冲罐中，打开过滤框底部的阀门，进行过滤；记录过滤时间，同时记录排出的滤液质量；待过滤框中滤液排至与滤饼上表面平齐时，关闭过滤框底部的阀门以及气体阀门，并将过滤框中的气体进行放空；取滤液的样品分析滤液成分及杂质含量；
步骤三：将洗涤液通过缓冲罐加入过滤框中，对浆料进行洗涤，在洗涤过程中，将压力为0.01-2.0Mpa的气体通入稳压罐，并通过缓冲罐充入过滤框中，随后将过滤框底部的阀门打开，通过电子称计量排出的洗涤滤液的质量，使得排出的洗涤滤液质量等于加入的洗涤液质量，并计量洗涤过程的时间，对洗涤滤液进行取样分析，分析洗涤滤液成分及杂质含量；
步骤四：将压力为0.01-2.0Mpa的干燥气体通入稳压罐，通过缓冲罐充入过滤框中，随后将过滤框底部的阀门打开，通过电子称计量排出液体的量，并计量干燥过程的时间，对干燥后的滤液进行取样分析，分析干燥后滤液成分及杂质含量；以及
步骤五：打开过滤框，测量滤饼厚度，取滤饼样分析滤饼的湿含量，分析滤饼中成分及杂质含量。
2.根据权利要求1所述的旋转压力过滤机的试验装置测试方法，其特征在于，所述浆料为固液能够自由沉淀分离的悬浊液。
3.根据权利要求1所述的旋转压力过滤机的试验装置测试方法，其特征在于，所述浆料为CTA浆料、PTA浆料、催化剂浆料或煤粉浆料。
4.根据权利要求1所述的旋转压力过滤机的试验装置测试方法，其特征在于，所述气体为氮气、压缩空气或惰性气体。
5.根据权利要求1所述的旋转压力过滤机的试验装置测试方法，其特征在于，所述步骤二的过滤工序为一次或多次；所述步骤三的洗涤工序为一次或多次，所述步骤四的干燥工序为一次或多次，所述步骤二的过滤工序、所述步骤三的洗涤工序、所述步骤四的干燥工序的顺序能够调换。
6.根据权利要求1所述的旋转压力过滤机的试验装置测试方法，其特征在于，所述稳压罐为减压阀。
7.根据权利要求1所述的旋转压力过滤机的试验装置测试方法，其特征在于，所述旋转压力过滤机的试验装置还包括秒表，用于计量时间。
8.根据权利要求1所述的旋转压力过滤机的试验装置测试方法，其特征在于，所述稳压罐与一气体储存罐连接。
9.一种旋转压力过滤机设计方法，其特征在于，包括权利要求1的旋转压力过滤机的试验装置测试方法。
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