CN205269165U - 自动厢式高弹性热压干燥设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动厢式高弹性热压干燥设备，它解决了现有技术功能单一、压滤板长期使用变形的等问题，其特征在于：将机械压滤和加热结合起来，利用液压系统和双面弹性透水板压滤实现悬浮液固液分离，固体物料在滤室中形成滤饼，然后利用热源对紧贴物料的干燥板加热，实现滤饼短时间内深度脱水干燥。本实用新型脱水设备采用双面弹性透水板和干燥板间隔排放，采用机械压滤和加热干燥相结合，提高了热效率。本实用新型的优点：少占地、能耗低、现有的板框式过滤设备可改造为高弹性热压干燥设备。

Description

自动厢式高弹性热压干燥设备

技术领域

本实用新型涉及悬浮液固液两相分离技术领域和滤饼深度脱水领域，尤其是涉及到一种自动厢式高弹性热压干燥设备。

背景技术

在工业生产中，时常碰到需要固液分离的悬浮液，比如钛白行业的钛白石膏悬浮液分离、洗煤过程中的细微浮选精煤、浮选尾煤脱水、城市污泥、工业污水处理污泥等，这些物质的固液分离脱水通常采用的都是机械过滤，常见的机械过滤有卧式离心分离、膜式压滤机，板框式压滤机等。

隔膜压榨和板框式压滤机是悬浮液固液两相分离使用较多的设备，它具有灵活、可靠的特点，广泛应用于化工、陶瓷、石油、医药、冶炼等行业，在污水工业处理也存在应用。目前公开的专利和文献报道了多种对板框压滤进行改进有效的改造方法，但依然存在压滤效率低，脱水效果不理想的问题。

目前钛白行业、污泥行业、洗煤等行业绝大部分都采用隔膜压榨脱水，隔膜压榨过滤后滤饼水分高，给现场环境、车辆运输带来巨大不便。特别是后期滤饼的综合利用需要巨额的干燥成本。少数企业采用HVPF立式全自动压滤机，该设备贵，维护费用高，游离水依然比较高，并且单套生产线处理量小。

中国专利文献CN20102296涉及一种板框压滤机，包括若干个滤板和滤框交替排列并安装在横梁的轨道上，装合时使压紧装置将滤板压紧，滤板下端的孔和滤框内空间相同，装合后经阀门和连接形成进料口和回流口。该实用新型采用了回流通道设计，解决了预过滤和回流液的问题，并为解决压滤效率低的问题。

中国文献专利CN203315822公开了一种厢式耐压弹性板框压榨机，该设备采用弹性介质连接压滤板和滤框，每组板框组件由一个动板和静板组成，该设备也没有解决固液两相分离后细颗粒滤饼水分高的问题。

不管是采用隔膜压榨机还是弹性板框压榨机都无法解决机械脱水存在脱水极限的情况，尤其滤饼的颗粒非常细小的情况，机械压滤后滤饼水分偏高。如采用隔膜过滤或厢式高压设备分离含细颗粒的悬浮液，尤其是悬浮液中含有胶体，尤其难以脱除水分。采用隔膜过滤或厢式高压设备得到的钛石膏游离水分在50%以上，煤泥的水分也大于50%，城市污泥的水分大于90%，这么高的水分不利于滤饼装卸、运输和入仓及其使用、同时增加了钛石膏、煤泥和城市污泥后期综合处置费用。

这些滤饼水分高主要滤饼中物料粒度细、比表面积大，表面自由能大，颗粒表面吸附水多，同时可能含有大量的氢氧化铁和硅酸盐类胶体，都增加了脱水的难度。滤饼之所以含有大量的水分，除了间隙水外，很大原因是颗粒表面特性决定的，颗粒表面吸附有各种荷离子和氢氧化铁胶体，增加了脱水的难度，固液分离效果差。如钛石膏压榨后，物料形成许许多多的毛细管道，由于钛石膏表面的亲水性，水分吸附在毛细管道壁上，难以通过机械压滤去除。

固液两相采用现有技术机械脱水，后面往往需增加热力干燥脱水系统来解决后期脱水的问题，这不但需要增加新的场地和设备，脱水耗能大，大大制约细颗粒滤饼有效成分在后期的综合利用。为了解决机械压滤脱水效率低的问题，科研人员研究机械与热力脱水相结合的技术设备。

1999年德国DE1984302AI申请公开了一种在一台设备上进行压滤、干燥两个功效的脱水工艺，他有多组隔膜滤板和干燥板组合来实现对悬浮液固液分离的技术，它先进行机械脱水，然后是干燥板受热，并同时对隔膜挤压使其对滤饼进行热压过滤。由于DW19843028AI中所用设备采用隔膜压榨板，隔膜压榨板长期受热挤压容易变形，特别是入料孔处因高温疲劳而出现裂缝损坏，直接影响该设备的使用效率和寿命，必须进行改进。

2004年上海第二工业大学周明远为了提高隔膜热压的使用寿命，对热压脱水进行了改善，在干燥板四周涂上一层隔热材料，降低干燥板直接给隔膜板加热变形，依然没有解决隔膜板长期受热使用变形的根本问题，设备使用寿命有限，同时隔膜产生的推力有限，首次机械脱水的效果也不理想。为了更好地利用热压技术，本实用新型发明摒弃了隔膜热压的方式，彻底解决的设备变形，使用寿命短的问题。

发明内容

本实用新型的目的提供一种设备数量少，占地面积小、结构稳定、能耗低，运行成本低，能满足悬浮液固液分离和干燥脱水一体化的自动厢式高弹性热压干燥设备。

实现本实用新型的技术方案是：它包括由支撑脚和横梁构成的机架、安装在横梁上的进料装置和液压装置、放置在横梁上的过滤干燥装置以及设置在横梁下方的可移动的整体接液盘以及收料槽等部件，机架一端设置止推板，板心设有进料口，另一端设置由液压板、油缸顶杆、液压工作站以及油缸缸体构成的液压装置。所述过滤干燥装置是由过滤板框和干燥板组成。过滤板框中间为设置泥孔的压滤板，两侧设置滤框，两者之间周边均布弹性介质，通过定位螺栓连接和固定，并在压滤板两边框壁上部设置支撑臂，其下部设有滚轮。干燥板为内空结构，中心设置进料口，顶部设置热源进口，内设折流挡板形成之字形热流通道，底部设置热源出口，通过余热回收管道回收到加热器中加热再次向干燥板供热，两边板壁上部设置了支撑臂，其底面设有滚轮。过滤板框与干燥板依次间隔放置在机架上止推板和液压板之间的横梁上。

所述压滤板两侧表面设置了耐温高强度透水通道，底部设置了出水孔，所述透水通道与泥孔连通，并以泥孔为中心向四周辐射。

所述每组过滤板框上弹性介质之间的间距在10～20cm范围内，定位螺栓之间间距在30～60cm之间。

所述液压系统的压紧板与液压缸顶杆采用半圆球调心机构连接。

弹性介质采用耐压耐温弹簧。

压滤板两侧的透水通道采用高强度耐温硅胶、聚氨酯、玻璃钢高温压制而成。

加热系统由热源、保温管道、压力表、干燥板、以及余热回收系统组成。

干燥板材料采用不锈钢304、306、铝和Q235材料，优选不锈钢304和Q235。

干燥板内折流挡板间距按8~15cm不等布置。

所述弹性介质厚100mm~120mm、半径25mm，滤框厚25~35mm、滤框宽50~70mm，过滤板外型尺寸范围800×800×（220~300）mm到1600×1600×（220~320）mm可调。

本实用新型的有益效果是：（1）采用热压技术工作原理，热压干燥脱水技术是集成机械过滤与热力干燥技术于一体的交叉技术，由形成饱和滤饼的热压过滤阶段和滤饼热压干燥阶段组成。将其应用于高弹性压滤机上，可在单一设备上连续实现悬浮液的分离、结饼、机械压榨和热压脱水的全过程。在双面弹性压滤板之间加入干燥板，将传统的压滤机过滤室一分为二，在滤室内完成悬浮液压滤阶段和热压干燥阶段，热压干燥阶段包括三种作业：首先向干燥板内通入热介质（如饱和蒸汽或导热油或热气体），将干燥板均匀加热，靠近干燥板一片的滤饼毛细管水受热而蒸发，所变成的蒸汽急剧膨胀，驱使其压滤板一侧的毛细管水涌出滤饼表面。其次高压压榨，强化原压滤机的机械脱水功能，在干燥板通入热介质的过程中继续对双面压滤板保压，及时压缩物料体积。最后为了进一步提高效率，滤室与真空系统连接，降低细粒滤饼物料所含液体的汽化温度和抽出其内产生的蒸汽。（2）采用金属和耐温耐压材料制作双面弹性压滤板及其组件，解决了压滤板组件受热变形的问题，设备可以受温长期使用。（3）工艺简捷。可在热压压滤机上实现悬浮液分离和干燥功能，突破机械脱水的极限，一次性达到热力干燥的脱水效果。（4）节能降耗。热压过滤干燥脱水机理前期是机械过滤于滤室内形成饱和滤饼，后期是热压干燥使靠近干燥板的毛细管水因传导受热汽化，产生干燥脱水传热传质效应的同时，亦产生蒸汽压力过滤推动力，推动外侧毛细管水以液态形式自滤饼另一端涌出，所需热能部分用于传热传质，其余部分是为热压干燥脱水提供推动力；而常规热力干燥脱水所需热能全部用于传质传热的需求，需将全部水分汽化予以排除，与之相比，热压干燥节能降耗显著。应用效果可以通过改造传统厢式过滤机来实现，从而为固液分离、滤饼干燥工艺开展一个新途径。（5）作业效率高。将滤布与滤板泄水沟槽之间的密闭空间抽成负压,控制滤饼内毛细管水在负压条件下汽化，使水的饱和蒸汽温度低于大气压条件下水的汽化温度，水分的汽化速度得以加快，提高热压干燥脱水效率。（6）滤饼经过高压压制成紧密地滤饼，滤饼孔径远小于普通过滤设备滤饼的孔径，亲水性的物质孔径越小，水分在孔径高度越高，存放过程中越容易在其表面挥发。（7）与其它热力干燥方式相比，可以控制物料的水分，无除尘回收系统，固体回收率100%。

附图说明

图1为本实用新型俯视结构示意图；

图2为本实用新型主视结构示意图；

图3为本实用新型主视局部放大结构示意图；

图4为本实用新型过滤板框俯视图；

图5为本实用新型过滤板框主视剖面示意图；

图6为本实用新型干燥板主视结构示意图。

图中：1为进料口，2为止推板，3为过滤板框，4为干燥板，5为横梁，6为液压板，7为油缸顶杆，8为液压工作站，9为油缸缸体，10为支撑脚，11为收料槽，12为接液盘，13为压滤板，14为弹性介质，15为热源进口，16为定位螺栓，17为透水通道，18为泥孔，19为热源出口，20为进料口，21为折流挡板，22为热流通道，23为滤框，24、26为支撑臂，25、27为滚轮，28为热源管道。

具体实施方式

如图1、图2所示，一种自动厢式高弹吸热压干燥设备，涉及悬浮液固液分离技术领域和滤饼深度脱水领域，包括支座系统、排液系统、自动拉板系统、进料系统、液压系统、滤液收集系统、物料收集系统、热力干燥系统、板框过滤干燥系统。

本实施例中，横梁5和支腿10为桥梁钢Q345；动力系统、进料系统以及自动拉板系统安装横梁5之上，排液系统设于板框过滤组件系统和干燥板4下方，用以收集排出滤液。

在本设施中，动力系统为液压系统，包括液压板6、油缸顶杆7、液压工作站、以及油缸缸体9，整个动力系统安装在横梁5上，与进料系统相邻，液压板6在油缸顶杆7、液压工作站8以及油缸缸体9的推动下压紧物料系统。

在本设施中，热力干燥系统由供热系统、干燥板4、余热回收系统组成，供热系统和余热回收系统由耐高温橡胶管、压力表、分液缸或分汽缸组成。高温热介质由供热系统由热源进口15进入干燥板，对干燥均匀加热，经过换热后的低温热介质通过干燥板的热源出口19进入余热回收系统回到加热器加热，然后再次进入供热系统。

在本设施中热压系统核心组件是干燥板4，干燥板中心是对应双面弹性压滤板进料口18的进料口20，热质经热质进口15干燥板热源通道22对干燥加热，热源在折流挡板21的作用下在干燥板里面呈“之”流动，热介质与干燥人交换完毕后经热介质出口排入余热回收系统，再进入加热器加热循环利用。

在本实施中，物料浆液完成过滤和并压榨完毕后，干燥保压过程中为滤饼提供热源，干燥板材料为不锈钢、铸铁、普通钢板加工而成。干燥板中间对应压滤板的进料口18设有相应的进料孔20，干燥表面镀有一层耐温的防腐材料。

在本设施中过滤板框3和干燥板4依次间隔安装在横梁5上。

在本设施中排液系统包括安装于横梁5和板框组件下方的可移动接水盘12与接水盘下连接的管道，及其两边的接液槽。

在本设施中进料系统包括输送泵、管道、进料口1、止推板2、以及带有双面弹簧过滤板组件、多组板框组件与压紧板相邻，进料口与止推板经法兰连接，止推板经由螺栓固定于横梁上。

过板框组件包括压滤板13及其固定在压滤板上的透水通道17、连接与压滤板13两侧的滤框23，滤框两侧的耐温滤布，滤布要求耐受温度100℃以上，以及连接双面压滤板13和滤框23的弹性介质14和定位螺栓16。本设施例中，每块双面压滤板13连接两块滤框23，每组弹性介质14之间的距离10～20cm不等，定位螺栓16间距30～60cm不等，滤框23上加工有30～60°的倒角，主要用于方便卸料和保护滤布。各板框组件经由滚动连接支杆连接，滚动连接支杆分别焊接在压滤板的上端30～45cm处，板框组件整体架在横梁上。

本设施例中所示的板框压滤组件采用双面压榨板13、滤框23、弹性介质14、定位系统16分离设计，综合组装。连接双面压滤板14与滤框23定位螺拴可申缩移动，设备进料满腔后，通过液压系统压榨，弹性介质14受力后压缩，把物料里面的大部分游离水挤压出来。由于滤液含有盐份，具有电化学腐蚀，为了提高设备的使用寿命，滤框表面喷镀一层防腐材料，双面压滤板13采用Q235～A和耐温的高强度弹性材料组合合成，双面压滤板13表面采用铆钉固定一层耐温的高强度透水通道17。高强度的耐压弹性材料为弹簧钢、聚氨酯、工程塑料、硅胶、玻璃钢等材料。

双面压滤板上对应进料口1设有泥孔18、排水通道17以及位于压榨板低部的出水孔，排水通道与进料孔连通，并以进泥孔为中心向四周辐射，双面压滤液通过排水通道和出水孔流到可移动接水盘12上，通过过道排出。

压滤板13、滤框23以及弹性介质14的尺寸可根据具体要求进行设计，在实施例中，弹性介质14优选厚120mm、直径50mm、滤框23尺寸优选厚度30～45mm，宽度优选45～60mm，滤框里侧有30～60°的倒角，压滤板13的尺寸可根据需要设置，根据压滤板以及滤框的尺寸确定弹性介质的相关参数。

采用本实用新型所示的高弹性热压设备进行工作时，在进泥前先通过液压工作站8、油缸缸体9、油缸顶杆7推动压紧板6压紧进料系统，在止推板2的作用下的阻挡下，通过滚动连杆在横梁上滚动前进推动双面弹簧压滤板和热压板至锁紧位置；打开进料伐，开启进料泵，悬浮液浆料通过压滤板进料口的进料孔18和干燥板进料口20进入双面压滤板14、滤框23、耐温滤布和干燥板4组成的腔室进行固液分离，当进料到一定的压力后进料完成，停止泵送，关闭阀门和进料口；通过液压系统再次推动压紧板，将弹性介质14再次压缩并机械保压；开启连通干燥板分汽缸（或分液缸）和低压蒸汽阀门（或其他热源阀门），对干燥板进行加热，干燥板通过传热对紧贴的滤饼加热，紧贴干燥板滤饼微孔中的水分受热气化，体积膨胀，把滤饼里面的游离水分推向压滤板透水通道一侧流出。进料过滤、压滤以及热压过程中出水都通过压榨板的透水通道和排水孔流出到接水盘，再通过管道排出。热压结束后，关低压蒸汽阀（或其他的热源阀门），退回压紧板，移出接水盘，使用自动拉板器拉开双面弹性压滤板和干燥板卸滤饼，滤饼通过皮带输送机送出。

Claims (10)

1.一种自动厢式高弹性热压干燥设备，它包括由支撑脚（10）和横梁（5）构成的机架、安装在横梁（5）上的进料装置和液压装置、放置在横梁（5）上的过滤干燥装置以及设置在横梁下方的可移动的整体接液盘（12）以及收料槽（11），其特征在于：机架一端设置止推板（2），板心设有进料口（1），另一端设置由液压板（6）、油缸顶杆（7）、液压工作站（8）以及油缸缸体（9）构成的液压装置，所述过滤干燥装置是由过滤板框（3）和干燥板（4）组成，过滤板框（3）中间为设置泥孔（18）的压滤板（13），两侧设置滤框（23），两者之间周边均布弹性介质（14），通过定位螺栓（16）连接和固定，并在压滤板（13）两边框壁上部设置支撑臂（24），其下部设有滚轮（25）；干燥板（4）为内空结构，中心设置进料口（20），顶部设置热源进口（15），内设折流挡板（21）形成之字形热流通道（22），底部设置热源出口（19），通过余热回收管道回收到加热器中加热再次向干燥板（4）供热，两边板壁上部设置了支撑臂（26），其底面设有滚轮（27）；过滤板框（3）与干燥板（4）依次间隔放置在机架上止推板（2）和液压板（6）之间的横梁（5）上。

2.根据权利要求1所述的自动厢式高弹性热压干燥设备，其特征在于：压滤板（13）两侧表面设置了耐温高强度透水通道（17），底部设置了出水孔，所述透水通道（17）与泥孔（18）连通，并以泥孔为中心向四周辐射。

3.根据权利要求1或2所述的自动厢式高弹性热压干燥设备，其特征在于：过滤板框（3）之间的间距在10～20cm范围内，定位螺栓（16）之间间距在30～60cm之间。

4.根据权利要求3所述的自动厢式高弹性热压干燥设备，其特征在于：所述液压系统的压紧板（6）与液压缸顶杆（7）采用半圆球调心机构连接。

5.根据权利要求4所述的自动厢式高弹性热压干燥设备，其特征在于：弹性介质（14）采用耐压耐温弹簧。

6.根据权利要求5所述的自动厢式高弹性热压干燥设备，其特征在于：压滤板两侧的透水通道（17）采用高强度耐温硅胶、聚氨酯、玻璃钢高温压制而成。

7.根据权利要求6所述的自动厢式高弹性热压干燥设备，其特征在于：加热系统由热源、保温管道、压力表、干燥板、以及余热回收系统组成。

8.根据权利要求7所述的自动厢式高弹性热压干燥设备，其特征在于：干燥板材料采用不锈钢304、306、铝和Q235材料。

9.根据权利要求8所述的自动厢式高弹性热压干燥设备，其特征在于：干燥板（4）内折流挡板（21）间距按8~15cm不等布置。

10.根据权利要求9所述的自动厢式高弹性热压干燥设备，其特征在于：所述弹性介质（14）厚100mm~120mm、半径25mm，滤框（23）厚25~35mm、滤框宽50~70mm，过滤板（13）外型尺寸范围800×800×（220~300）mm到1600×1600×（220~320）mm可调。