CN112675582A - 一种压滤机脱水系统及脱水方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种压滤机脱水系统及方法，包括压滤机，包括多个滤板和滤布，相邻滤板之间可形成用于容纳固体介质以形成滤饼的第一腔室，滤板上设有供悬浮液进入第一腔室的进液孔和供滤液从第一腔室内流出的出液孔，滤板包括芯板和两个分别位于芯板两侧的膜片，芯板与膜片之间形成第二腔室，芯板内部设置有与第二腔室连通的第一通道和第二通道；挤压脱水组件，用于对第一腔室内的滤饼进行物理挤压；负压脱水组件，用于使第一腔室内形成负压，负压脱水组件与出液孔连通。如此设置，通过压滤机的滤布进行初步过滤之后，综合利用挤压脱水组件和负压脱水组件进一步将水分排出，以降低含水量，增强脱水效果。

Description

一种压滤机脱水系统及脱水方法

技术领域

本发明涉及脱水技术领域，尤其涉及一种压滤机脱水系统及脱水方法。

背景技术

压滤机是用于固液分离的工业装备，是环保应用领域的主要脱水设备，也是矿物及加工、化工、食品和生物医药等行业的重要过滤装备。压滤机包括多片并列排列设置的滤板，通过外力压紧可形成数个相互贯通的密闭腔室。利用压滤机进行过滤脱水时，通过进料泵在腔室内形成正压(一般0.3～2Mpa)使得水分经滤板滤布后排出，脱去一定水分的物料在腔室内形成滤饼，之后通过物理挤压的方式进一步降低滤饼的含水率。上述过程主要是依靠滤板的过滤作用实现，滤饼的含水量依然较高，通过压滤机进行脱水的效果较差。

因此，如何解决现有技术中利用压滤机进行脱水时，滤饼内水分含量较高，脱水效果差的问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。

发明内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种压滤机脱水系统及脱水方法。

本发明是这样实现的：一种压滤机脱水系统，包括：

压滤机，包括多个并列排列设置且可相互靠近或远离的滤板和包覆在所述滤板外部的滤布，相邻所述滤板之间可形成用于容纳固体介质以形成滤饼的第一腔室，所述滤板上设置有供悬浮液进入所述第一腔室的进液孔和供滤液从所述第一腔室内流出的出液孔，所述滤板包括芯板和两个分别位于所述芯板两侧的膜片，所述芯板与所述膜片之间形成第二腔室，所述芯板内部设置有与所述第二腔室连通的第一通道和第二通道；

挤压脱水组件，用于对所述第一腔室内的滤饼进行物理挤压，所述挤压脱水组件包括与所述第一通道连通的热水进水管和与所述第二通道连通的热水出水管，所述热水出水管上设置有第一阀门；

负压脱水组件，用于使所述第一腔室内形成负压，所述负压脱水组件与所述出液孔连通。

优选地，还包括排水管，所述排水管包括第一支管、第二支管和与各个所述出液孔连通的第三支管，所述负压脱水组件包括设置在所述第二支管上的真空泵，所述第一支管上设置有第二阀门，所述第二支管上设置有第三阀门。

优选地，所述第三阀门与所述真空泵之间还设置有汽水分离器，所述汽水分离器的出气口与所述真空泵连通。

优选地，所述挤压脱水组件包括水槽、用于对所述水槽内部的水进行加热的加热组件和设置在所述热水进水管上的水泵，所述热水进水管的一端伸入至所述水槽内。

优选地，还包括用于将滤饼中的水分吹出的吹风组件，所述吹风组件与所述第一腔室连通。

优选地，所述吹风组件包括空气压缩机和储气罐，所述空气压缩机、所述储气罐和所述出液孔之间通过连接管路连通。

优选地，所述出液孔包括第一出液孔和第二出液孔，与所述第一出液孔连接的所述第三支管和所述连接管路并联设置，所述第三支管上设置有第四阀门，所述连接管路上设置有第五阀门。

优选地，所述滤板为隔膜滤板。

优选地，所述热水出水管的末端伸入至所述水槽内。

本申请的第二方面提供了一种脱水方法，基于如以上任一项所述的压滤机脱水系统，包括以下步骤：

压紧各个装有滤布的滤板，以形成第一腔室；

向第一腔室内压入悬浮液，滤液通过出液孔排出，固体介质聚集在第一腔室内形成滤饼；

关闭第一阀门，向第二腔室内通入热水，对滤饼进行物理挤压的同时对滤饼进行加热；

通过负压脱水组件对第一腔室进行抽真空处理，以使第一腔室内形成负压；

拉开滤板将滤饼排出。

本申请提供的技术方案包括以下有益效果：

本申请提供的一种压滤机脱水系统，包括压滤机、挤压脱水组件和负压脱水组件，其中，压滤机包括多个并列排列设置的滤板，滤板的外部包覆有滤布，各个滤板可相互靠近或远离，各个滤板相互靠近并处于压紧状态时，在相邻滤板之间形成第一腔室，用于容纳固体介质，在滤板上设置有供悬浮液进入第一腔室的进液孔和供滤液从第一腔室内流出的出液孔，各个滤板的进液孔相互连通，各个滤板的出液孔相互连通，悬浮液通过进液孔进入第一腔室内后，由于滤布的作用，透过滤布的滤液经出液孔排至压滤机外部，固体介质聚集在第一腔室内形成滤饼，从而完成初步过滤。上述滤板包括芯板和两个分别位于芯板两侧的膜片，在芯板与膜片之间形成第二腔室，芯板内部设置有与第二腔室连通的第一通道和第二通道。上述挤压脱水组件用于对第一腔室内的滤饼进行物理挤压，具体包括热水进水管和热水出水管，热水进水管与第一通道连通。热水出水管与第二通道连通，热水出水管上设置有第一阀门，将第一阀门关闭，向第二腔室内通入热水，膜片发生形变对第一腔室以及第一腔室内部的滤饼进行挤压，滤饼内的部分水分在物理挤压作用下经出液孔排出，从而完成物理挤压过程，含水率进一步降低。向第二腔室内通入热水对滤饼进行物理挤压的同时，对第一腔室以及第一腔室内的滤饼也具有加热作用，第一腔室以及第一腔室内的滤饼的温度升高，滤饼表面水分蒸发速度加快；上述负压脱水组件用于使第一腔室内形成负压，可降低第一腔室内水的沸点，使滤饼内的水分在较低的温度下快速汽化，并将其从第一腔室内抽出，从而完成负压脱水的过程。如此设置，通过压滤机的滤布进行初步过滤之后，综合利用挤压脱水组件和负压脱水组件进一步将水分排出，以降低含水量，增强脱水效果。

本申请还提供了一种基于上述压滤机脱水系统的脱水方法，包括以下步骤：首先将各个装有滤布的滤板压紧以形成第一腔室；然后向第一腔室内压入悬浮液，由于滤布的作用，透过滤布的滤液经出液孔排至压滤机外部，固体介质聚集在第一腔室内形成滤饼；之后关闭第一阀门，向第二腔室内通入热水，利用膜片的形变对第一腔室内的滤饼进行挤压，使水分进一步排出，热水对滤饼进行物理挤压的同时对滤饼具有加热作用，促进滤饼表面的水分蒸发；然后通过负压脱水组件对第一腔室进行抽真空处理，以使第一腔室内形成负压，降低第一腔室内水的沸点，使滤饼内的水分在较低的温度下快速汽化，进而排至第一腔室外部，进一步降低滤饼的含水量；最后拉开滤板，将第一腔室内的滤饼排出。如此，在滤布的初步过滤基础上，进一步降低含水量，脱水效果得到提升。此外，通过抽真空处理降低了水的沸点，利用热水即可满足对加热温度的要求；利用热水进行物理挤压过程，在物理挤压的同时完成对滤饼的加热过程，节约时间，有利于提高脱水效率，避免了单独加热的过程，有利于节约能源。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例示出的一种压滤机脱水系统的结构示意简图；

图2是本发明实施例示出的一种滤板的剖视图；

图3是本发明实施例示出的多个滤板处于压紧状态时的结构示意图；

图4是本发明实施例示出的一种脱水方法的流程图。

附图标记：

1、压滤机；2、滤板；3、第一腔室；4、进液孔；5、芯板；6、膜片；7、第二腔室；8、第一通道；9、第二通道；10、热水进水管；11、热水出水管；12、第一阀门；13、第一支管；14、第二支管；15、第三支管；16、真空泵；17、第二阀门；18、第三阀门；19、汽水分离器；20、水槽；21、水泵；22、空气压缩机；23、储气罐；24、连接管路；25、第四阀门；26、第五阀门。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

本具体实施方式的目的在于提供一种压滤机脱水系统，解决现有技术中利用压滤机进行脱水时，滤饼内水分含量较高，脱水效果差的问题。本具体实施方式的目的还在于提供一种基于上述压滤机脱水系统的脱水方法。

以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

参照图1～3，示出了一些示例性实施例中压滤机脱水系统的结构示意图。本实施例提供的一种压滤机脱水系统，包括压滤机1、挤压脱水组件和负压脱水组件，其中，压滤机1包括多个并列排列设置的滤板2，滤板2的外部包覆有滤布，各个滤板2可相互靠近或远离，各个滤板2相互靠近并处于压紧状态时，在相邻滤板2之间形成第一腔室3，用于容纳固体介质，在滤板2上设置有供悬浮液进入第一腔室3的进液孔4和供滤液从第一腔室3内流出的出液孔，各个滤板2的进液孔4相互连通，各个滤板2的出液孔相互连通，悬浮液通过进液孔4进入第一腔室3内后，由于滤布的作用，透过滤布的滤液经出液孔排至压滤机1外部，固体介质聚集在第一腔室3内形成滤饼，从而完成初步过滤。

上述滤板2包括芯板5和两个分别位于芯板5两侧的膜片6，在芯板5与膜片6之间形成第二腔室7，芯板5内部设置有与第二腔室7连通的第一通道8和第二通道9。上述挤压脱水组件用于对第一腔室3内的滤饼进行物理挤压，具体包括热水进水管10和热水出水管11，热水进水管10与第一通道8连通，热水出水管11与第二通道9连通，热水出水管11上设置有第一阀门12，将第一阀门12关闭，向第二腔室7内通入热水，膜片6发生形变对第一腔室3以及第一腔室3内部的滤饼进行挤压，滤饼内的部分水分在物理挤压作用下经出液孔排出，从而完成物理挤压过程，含水率进一步降低。

向第二腔室7内通入热水对滤饼进行物理挤压的同时，对第一腔室3以及第一腔室3内的滤饼也具有加热作用，第一腔室3以及第一腔室3内的滤饼的温度升高，滤饼表面水分蒸发速度加快；上述负压脱水组件用于使第一腔室3内形成负压，可降低第一腔室3内水的沸点，使滤饼内的水分在较低的温度下快速汽化，并将其从第一腔室3内抽出，从而完成负压脱水的过程。

如此设置，通过压滤机1的滤布进行初步过滤之后，综合利用挤压脱水组件和负压脱水组件进一步将水分排出，以降低含水量，增强脱水效果。

需要说明的是，经大量实验，总结可知，当滤饼温度为76摄氏度，第一腔室3内的压强为-61Kpa时，第一腔室3以及滤饼内的水分基本可以完全汽化抽出，当滤饼的温度为85摄氏度，第一腔室3内的压强为-43.4Kpa时，第一腔室3以及滤饼内的水分基本也可以完全汽化抽出，即若欲使第一腔室3以及滤饼内的水分基本可以完全汽化抽出，第一腔室3内的压强越低，对滤饼的温度要求越低，即对热水的温度需求越低。综合考虑脱水效率以及现实设备条件，在物理挤压过程中，可采用60～85摄氏度的热水，利用真空泵16抽真空处理时，在第一腔室3内形成-60～-70Kpa的负压即可。完成物理挤压过程之后，可将第一阀门12部分打开，使第二腔室7内的热水排出，并利用热水进水管10持续向第二腔室7内供热水，热水流通可保证第二腔室7内温度的稳定均匀。上述热水进水管10和热水出水管11均为软管，在滤板2移动时，热水进水管10和热水出水管11均可随之自由移动。

本实施例中，该脱水系统还包括排水管，排水管包括第一支管13、第二支管14和与各个出液孔连通的第三支管15，上述负压脱水组件包括真空泵16，利用热水完成物理挤压过程后，利用真空泵16对第一腔室3进行抽真空处理。真空泵16设置在第二支管14上，在第一支管13上设置有第二阀门17，在第二支管14上设置有第三阀门18，在真空泵16工作时，需将第二阀门17关闭，将第三阀门18打开。在初步过滤过程中和物理挤压过程中，需将第二阀门17打开，将第三阀门18关闭，滤液直接经第一支管13排出，在第一支管13的末端可设置收集箱，用于对滤液进行收集。

实施中，在负压脱水组件工作时，为避免对真空泵16产生损坏，在第三阀门18与真空泵16之间还设置有汽水分离器19，汽水分离器19的进口和出水口均与第二支管14连通，汽水分离器19的出气口与真空泵16连通。利用真空泵16对第一腔室3进行抽真空处理时，被抽出的空气和水蒸气经过出液孔和第二支管14上的汽水分离器19后，分离出的液体从出水口排出，气体从出气口排出经真空泵16排出该脱水系统外部。需要说明的是，汽水分离器19的出水口也可通过管路与上述收集箱连接。

本实施例中，上述挤压脱水组件包括水槽20、加热组件和水泵21，加热组件用于对水槽20内部的水进行加热，以保证水槽20内的水温保持在60～85摄氏度范围内。热水进水管10的一端伸入至水槽20内，水泵21设置在热水进水管10上，用于将水槽20内的热水泵入第二腔室7内。可在水槽20内设置温度计，便于直观检测水槽20内的热水是否符合要求。加热组件包括加热器、传感器和控制器，加热器用于对水进行加热，传感器用于检测水槽20内的水温，加热器和传感器均与控制器通信连接，控制器为PLC控制器，当传感器检测到的水温小于第一预设值时，控制器生成相应的信号并发送至加热器，加热器通电对水槽20内的水进行加热，当传感器检测到的水温大于第二预设值时，控制器生成相应的信号并发送至加热器，加热器断电，停止对水槽20内的水进行加热。上述第一预设值与温度范围的最低温度值对应，第二预设值与温度范围的最高温度值对应。

实施中，热水出水管11的末端伸入至水槽20内，第二腔室7内的热水可排放至水槽20内，从第二腔室7内排出的水具有一定的温度，以循环利用，节约能源。

需要说明的是，电热器的电源可以为电能，也可以为太阳能，在阳光充足时，利用太阳能电池板将太阳能转化为电能或利用太阳能热水器直接对水进行加热，对于本领域技术人员而言，均为成熟的现有技术，此处不再进行赘述。上述对热水进行加热的加热器的结构原理也为成熟的现有技术，此处不再进行赘述。

本实施例中，该脱水系统还包括吹风组件，吹风组件与第一腔室3连通，在利用滤布完成初步过滤时，利用吹风组件向第一腔室3内吹入空气，空气经过第一腔室3和滤饼后，可带离其中的一部分水分。同时，也可将残留在压滤机1中进液孔4位置处的未过滤的物料吹回至压滤机1外部的料池内，在拉开滤板2进行卸料时，避免该未过滤的物料随滤饼一起排出会增加滤饼的含水量，影响脱水效果。

实施中，上述吹风组件包括空气压缩机22和储气罐23，储气罐23设置在空气压缩机22与出液孔之间，空气压缩机22、储气罐23和出液孔之间通过连接管路24连通。储气罐23是空气压缩机22的配套设备，空气压缩机22用于对气体进行压缩，经压缩后的气体进入储气罐23进行储存，有利于保证供气稳定。

实施中，上述出液孔设置有多个，包括第一出液孔和第二出液孔，其中与第一出液孔连接的第三支管15与吹风组件的连接管路24并联设置，在第三支管15上设置有第四阀门25，在连接管路24上设置有第五阀门26。在初步过滤过程中、物理挤压过程中以及对第一腔室3进行抽真空处理时，第四阀门25处于开启状态，第五阀门26处于关闭状态，在利用吹风组件对滤饼进行吹风时，第四阀门25处于关闭状态，第五阀门26处于开启状态，压缩空气经第一出液孔进入第一腔室3后，带着部分水分从第二出液孔并依次经过排水管的第三支管15和第一支管13排出。

实施中，上述滤板2包括厢式滤板和隔膜滤板，厢式滤板与隔膜滤板间隔设置，滤饼位于厢式滤板和隔膜滤板之间，利用隔膜滤板的形变从滤饼的一侧对其进行挤压。

实施中，上述滤板2均为隔膜滤板，滤饼位于两个隔膜滤板之间，可从滤饼的两侧同时对其进行挤压，有利于提高脱水效果和脱水效率。

参照图4，本具体实施方式还提供一种基于上述压滤机脱水系统的脱水方法，包括以下步骤：

S1，压紧各个装有滤布的滤板，以形成第一腔室；

S2，向第一腔室内压入悬浮液，滤液通过出液孔排出，固体介质聚集在第一腔室内形成滤饼；

S3，关闭第一阀门，向第二腔室内通入热水，对滤饼进行物理挤压的同时对滤饼进行加热；

S4，通过负压脱水组件对第一腔室进行抽真空处理，以使第一腔室内形成负压；

S5，拉开滤板将滤饼排出。

即利用该压滤机脱水系统进行脱水时，首先将各个装有滤布的滤板2压紧以形成第一腔室3；然后向第一腔室3内压入悬浮液，由于滤布的作用，透过滤布的滤液经出液孔排至压滤机1外部，固体介质聚集在第一腔室3内形成滤饼；之后关闭第一阀门12，向第二腔室7内通入热水，利用膜片6的形变对第一腔室3内的滤饼进行挤压，使水分进一步排出，热水对滤饼进行物理挤压的同时对滤饼具有加热作用，促进滤饼表面的水分蒸发；然后通过负压脱水组件对第一腔室3进行抽真空处理，以使第一腔室3内形成负压，降低第一腔室3内水的沸点，使滤饼内的水分在较低的温度下快速汽化，进而排至第一腔室3外部，进一步降低滤饼的含水量；最后拉开滤板2，将第一腔室3内的滤饼排出。通过上述脱水方法，在滤布的初步过滤基础上，进一步降低含水量，脱水效果得到提升。此外，通过抽真空处理降低了水的沸点，利用热水即可满足对加热温度的要求；利用热水进行物理挤压过程，在物理挤压的同时完成对滤饼的加热过程，节约时间，有利于提高脱水效率，避免了单独加热的过程，有利于节约能源。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种压滤机脱水系统，其特征在于，包括：

压滤机(1)，包括多个并列排列设置且可相互靠近或远离的滤板(2)和包覆在所述滤板(2)外部的滤布，相邻所述滤板(2)之间可形成用于容纳固体介质以形成滤饼的第一腔室(3)，所述滤板(2)上设置有供悬浮液进入所述第一腔室(3)的进液孔(4)和供滤液从所述第一腔室(3)内流出的出液孔，所述滤板(2)包括芯板(5)和两个分别位于所述芯板(5)两侧的膜片(6)，所述芯板(5)与所述膜片(6)之间形成第二腔室(7)，所述芯板(5)内部设置有与所述第二腔室(7)连通的第一通道(8)和第二通道(9)；

挤压脱水组件，用于对所述第一腔室(3)内的滤饼进行物理挤压，所述挤压脱水组件包括与所述第一通道(8)连通的热水进水管(10)和与所述第二通道(9)连通的热水出水管(11)，所述热水出水管(11)上设置有第一阀门(12)；

负压脱水组件，用于使所述第一腔室(3)内形成负压，所述负压脱水组件与所述出液孔连通。

2.根据权利要求1所述的压滤机脱水系统，其特征在于，还包括排水管，所述排水管包括第一支管(13)、第二支管(14)和与各个所述出液孔连通的第三支管(15)，所述负压脱水组件包括设置在所述第二支管(14)上的真空泵(16)，所述第一支管(13)上设置有第二阀门(17)，所述第二支管(14)上设置有第三阀门(18)。

3.根据权利要求2所述的压滤机脱水系统，其特征在于，所述第三阀门(18)与所述真空泵(16)之间还设置有汽水分离器(19)，所述汽水分离器(19)的出气口与所述真空泵(16)连通。

4.根据权利要求1所述的压滤机脱水系统，其特征在于，所述挤压脱水组件包括水槽(20)、用于对所述水槽(20)内部的水进行加热的加热组件和设置在所述热水进水管(10)上的水泵(21)，所述热水进水管(10)的一端伸入至所述水槽(20)内。

5.根据权利要求2所述的压滤机脱水系统，其特征在于，还包括用于将滤饼中的水分吹出的吹风组件，所述吹风组件与所述第一腔室(3)连通。

6.根据权利要求5所述的压滤机脱水系统，其特征在于，所述吹风组件包括空气压缩机(22)和储气罐(23)，所述空气压缩机(22)、所述储气罐(23)和所述出液孔之间通过连接管路(24)连通。

7.根据权利要求6所述的压滤机脱水系统，其特征在于，所述出液孔包括第一出液孔和第二出液孔，与所述第一出液孔连接的所述第三支管(15)和所述连接管路(24)并联设置，所述第三支管(15)上设置有第四阀门(25)，所述连接管路(24)上设置有第五阀门(26)。

8.根据权利要求1所述的压滤机脱水系统，其特征在于，所述滤板(2)为隔膜滤板。

9.根据权利要求4所述的压滤机脱水系统，其特征在于，所述热水出水管(11)的末端伸入至所述水槽(20)内。

10.一种脱水方法，基于如权利要求1～9任一项所述的压滤机脱水系统，其特征在于，包括以下步骤：

压紧各个装有滤布的滤板，以形成第一腔室；

向第一腔室内压入悬浮液，滤液通过出液孔排出，固体介质聚集在第一腔室内形成滤饼；

关闭第一阀门，向第二腔室内通入热水，对滤饼进行物理挤压的同时对滤饼进行加热；

通过负压脱水组件对第一腔室进行抽真空处理，以使第一腔室内形成负压；

拉开滤板将滤饼排出。

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