TWI661857B - 旋轉壓力過濾機的測試裝置、測試方法及設計方法 - Google Patents
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Abstract
本發明公開了一種旋轉壓力過濾機的測試裝置、測試方法及設計方法。該測試裝置包括穩壓罐；與穩壓罐連接的緩衝罐；置於緩衝罐下方並與緩衝罐連接的過濾框，所述過濾框底部設有閥門；置於過濾框下方的接液罐；和置於接液罐底部的電子秤。該測試方法使漿料進入到過濾框中；將具有一定壓力的氣體通入緩衝罐再充入過濾框中，將過濾框底部的閥門打開，進行過濾；計量排出的濾液品質和過濾時間；對濾液進行採樣分析。隨後，以類似方式依次進行洗滌和乾燥工序。
Description
本發明涉及PTA（精對苯二甲酸，pure terephthalic acid）生產製備中的旋轉壓力過濾機的技術領域，尤其涉及旋轉壓力過濾機的測試裝置、測試方法及設計方法。
旋轉壓力過濾機用途廣泛，涉及行業眾多，尤其在PTA行業需求率更高，物料(material)特性的差異對壓力過濾機的設計選型影響很大。目前，旋轉壓力過濾機在設計選型時，對於物料特性的測試，需要用一台小型的旋轉壓力過濾機測試裝置（該現有技術的測試裝置是完全按照大型工業化的旋轉壓力過濾機來設計製造的，僅僅是體積等比例縮小，包括傳動系統等的各個零部件都不缺少，因此結構複雜，製造成本高）去做測試，這樣不僅測試流程複雜，而且成本高。並且，由於有些物料特性特殊，需要進行多次洗滌，多次乾燥，而小型旋轉壓力過濾機測試機體積小，結構上無法設計過多的功能區，這樣就無法完全模擬物料要求來進行多次洗滌多次乾燥，對於特殊的物料無法得到準確的設計參數。
本發明的目的在於提供一種旋轉壓力過濾機的測試裝置、測試方法及設計方法，以解決現有技術採用小型的旋轉壓力過濾機的測試裝置的測試流程複雜、成本高以及無法得到準確的物料設計參數等缺陷。
為實現上述目的，本發明提供一種旋轉壓力過濾機的測試裝置，包括：
穩壓罐；
緩衝罐，所述緩衝罐與所述穩壓罐連接；
過濾框，所述過濾框置於所述緩衝罐下方，並與所述緩衝罐連接，所述過濾框底部設有閥門；
接液罐，所述接液罐置於所述過濾框下方；以及
電子秤，所述電子秤置於所述接液罐底部。
其中，上述旋轉壓力過濾機的測試裝置還包括碼錶，所述碼錶用於計量時間。
較佳地，所述穩壓罐與一氣體儲存罐連接。
此外，為實現上述目的，本發明還提供一種旋轉壓力過濾機的測試方法，包括：
步驟一：打開緩衝罐的進料口，將漿料輸入所述緩衝罐中，進而使得所述漿料進入到過濾框中；
步驟二：打開所述緩衝罐的進氣口的氣體閥門，將壓力為0.01-2.0Mpa的氣體經由穩壓罐通入所述緩衝罐中，再充入所述過濾框中，打開所述過濾框底部的閥門，進行過濾；計量過濾時間，並通過電子秤計量排出的濾液品質；待所述過濾框中濾液排至與濾餅上表面平齊時，關閉所述過濾框底部的閥門以及所述氣體閥門，並將所述過濾框中的氣體放空；對濾液進行採樣，並分析濾液成分及雜質含量；
步驟三：將洗滌液經由所述緩衝罐加入所述過濾框中，對濾餅進行洗滌，在洗滌過程中，將壓力為0.01-2.0Mpa的氣體經由所述穩壓罐通入所述緩衝罐中，再充入所述過濾框中；隨後將所述過濾框底部的閥門打開，通過電子秤計量排出的洗滌濾液的品質，使得排出的洗滌濾液品質等於加入的洗滌液品質，並計量洗滌過程的時間；對洗滌濾液進行採樣，並分析洗滌濾液成分及雜質含量；
步驟四：將壓力為0.01-2.0Mpa的乾燥氣體經由所述穩壓罐通入所述緩衝罐中，再充入所述過濾框中，隨後將所述過濾框底部的閥門打開，通過電子秤計量排出液體的品質，並計量乾燥過程的時間；對乾燥後的濾液進行採樣，並分析乾燥後的濾液成分及雜質含量；以及
步驟五：打開所述過濾框，測量濾餅厚度；對濾餅進行採樣，分析濾餅的濕含量，並分析濾餅中的成分及雜質含量。
所述漿料可為固體及液體可自由沉澱分離的懸濁液。
所述漿料可為CTA（粗對苯二甲酸，crude terephthalic acid）漿料、PTA漿料、催化劑漿料或煤粉漿料。
所述氣體可為氮氣、壓縮空氣或惰性氣體。
所述步驟二的過濾工序可為一次或多次；所述步驟三的洗滌工序可為一次或多次，所述步驟四的乾燥工序可為一次或多次，所述步驟二的過濾工序、所述步驟三的洗滌工序、所述步驟四的乾燥工序的順序可以根據需要調換。。
所述穩壓罐可為減壓閥。
此外，為實現上述目的，本發明還提供一種旋轉壓力過濾機的設計方法，包括：
步驟一：打開緩衝罐的進料口，將漿料輸入所述緩衝罐中，進而使得所述漿料進入到過濾框中；
步驟二：打開所述緩衝罐進氣口的其他閥門，將壓力為0.01-2.0Mpa的氣體經由穩壓罐通入所述緩衝罐中，再充入所述過濾框中，打開所述過濾框底部的閥門，進行過濾；計量過濾時間，並計量排出的濾液品質；待所述過濾框中濾液排至與濾餅上表面平齊時，關閉所述過濾框底部的閥門以及所述氣體閥門，並將所述過濾框中的氣體進行放空；對濾液進行採樣，並分析濾液成分及雜質含量；
步驟三：將洗滌液經由所述緩衝罐加入所述過濾框中，對濾餅進行洗滌，在洗滌過程中，將壓力為0.01-2.0Mpa的氣體經由所述穩壓罐通入所述緩衝罐中，再充入所述過濾框中；隨後將所述過濾框底部的閥門打開，通過電子秤計量排出的洗滌濾液的品質，使得排出的洗滌濾液品質等於加入的洗滌液品質，並計量洗滌過程的時間，對洗滌濾液進行採樣，並分析洗滌濾液成分及雜質含量；
步驟四：將壓力為0.01-2.0Mpa的乾燥氣體經由穩壓罐通入所述緩衝罐中，再充入所述過濾框中，隨後將所述過濾框底部的閥門打開，通過電子秤計量排出液體的品質，並計量乾燥過程的時間，對乾燥後的濾液進行採樣，並分析乾燥後的濾液成分及雜質含量；以及
步驟五：打開所述過濾框，測量濾餅厚度；對濾餅進行採樣，分析濾餅的濕含量，並分析濾餅中的成分及雜質含量。
根據本發明的旋轉壓力過濾機的測試裝置、測試方法及設計方法可通過測試物料的過濾、洗滌和乾燥時間、濾液成分及雜質含量、濾餅的濕含量等，來確定物料過濾、洗滌、乾燥等特性。該測試裝置可簡單準確的測試物料參數，有效提高測試可靠性，且工藝簡單。並且，根據本發明的旋轉壓力過濾機的測試裝置、測試方法及設計方法也可應用於其它行業的旋轉壓力過濾機。
本發明提供了一種旋轉壓力過濾機的測試裝置。圖1為根據本發明的旋轉壓力過濾機的測試裝置的結構示意圖。如圖1所示，根據本發明的旋轉壓力過濾機的測試裝置包括：
穩壓罐1；
緩衝罐2，所述緩衝罐2經由第一管道與穩壓罐1連接；
過濾框3，所述過濾框3置於緩衝罐2下方，並經由第二管道與緩衝罐2連接，所述過濾框3底部設有閥門；
接液罐4，所述接液罐4置於過濾框3下方；
電子秤5，所述電子秤5置於接液罐4底部。
並且，根據本發明的旋轉壓力過濾機的測試裝置還包括一碼錶6，用於計量過濾、洗滌及乾燥等過程的時間。
並且，所述穩壓罐1與一氣體儲存罐7連接，所述氣體儲存罐7中存儲有氮氣、壓縮空氣或其他惰性氣體。氣體儲存罐7可以為具有固定壓力的氣源。
進一步，本發明提供了一種旋轉壓力過濾機的測試方法，所述測試方法包括：
步驟一：打開緩衝罐2的進料口，將漿料輸入緩衝罐2中，進而使得所述漿料進入到過濾框3中；
步驟二：打開緩衝罐2的進氣口的氣體閥門，將具有壓力0.01-2.0MPa的氣體經由穩壓罐1通入緩衝罐2中，再充入過濾框3中；打開過濾框3底部的閥門，進行過濾；計量過濾時間t，並通過電子秤5計量排出的濾液品質m；待過濾框3中濾液排至與濾餅上表面平齊時，關閉過濾框3底部的閥門以及所述氣體閥門，並將過濾框3中的氣體放空；對濾液進行採樣，並分析濾液成分及雜質含量；
步驟三：將洗滌液經由緩衝罐2加入過濾框3中，對濾餅進行洗滌，在洗滌過程中，將具有壓力0.01-2.0MPa的氣體經由穩壓罐1通入緩衝罐2中，再充入過濾框3中；隨後將過濾框3底部的閥門打開，通過電子秤5計量排出的洗滌濾液的品質，使得排出的洗滌濾液品質等於加入的洗滌液品質，並計量洗滌過程的時間；對洗滌濾液進行採樣，並分析洗滌濾液成分及雜質含量；
步驟四：將具有壓力0.01-2.0MPa的乾燥氣體經由穩壓罐1通入緩衝罐2中，再充入過濾框3中；隨後將過濾框3底部的閥門打開，通過電子秤5計量排出液體的品質，並計量乾燥過程的時間；對乾燥後的濾液進行採樣，並分析乾燥後的濾液成分及雜質含量；以及
步驟五：打開過濾框3，測量濾餅厚度；對濾餅進行採樣，分析濾餅的濕含量，並分析濾餅中的成分及雜質含量。
其中，所述漿料為CTA漿料、PTA漿料、催化劑漿料、煤粉漿料或其它所有固體及液體可自由沉澱分離的懸濁液。所述氣體為氮氣、壓縮空氣或其它惰性氣體。
其中，根據需要，所述步驟二的過濾工序可為一次或多次；所述步驟三的洗滌工序可為一次或多次，所述步驟四的乾燥工序可為一次或多次，所述步驟二的過濾工序、所述步驟三的洗滌工序、所述步驟四的乾燥工序的順序能夠根據工藝需要調換。較佳地，步驟三的洗滌工序為多次。
其中，所述過濾框3為圓形或矩形，所述過濾框3中裝有包著濾布的過濾座或其它過濾介質。所述穩壓罐1可以為減壓閥，或用其它穩壓裝置代替。所述緩衝罐2可以用其它加料緩衝裝置代替；所述電子秤5可以用其它稱重計量裝置代替；所述碼錶6可以用其它計時裝置代替。
另外，本發明還提出了一種旋轉壓力過濾機的設計方法，所述設計方法包括：
步驟一：打開緩衝罐2的進料口，將漿料輸入緩衝罐2中，進而使得所述漿料進入到過濾框3中；
步驟二：打開緩衝罐2的進氣口的氣體閥門，將具有壓力0.01-2.0Mpa的氣體經由穩壓罐1通入緩衝罐2中，再充入過濾框3中，打開過濾框3底部的閥門，進行過濾；計量過濾時間t，並通過電子秤5計量排出的濾液品質m；待過濾框3中濾液排至與濾餅上表面平齊時，關閉過濾框3底部的閥門以及所述氣體閥門，並將過濾框3中的氣體放空；對濾液進行採樣，並分析濾液成分及雜質含量；
步驟三：將洗滌液經由緩衝罐2加入過濾框3中，對濾餅進行洗滌，在洗滌過程中，將具有壓力0.01-2.0Mpa的氣體經由穩壓罐1通入緩衝罐2中，再充入過濾框3中；隨後將過濾框3底部的閥門打開，通過電子秤5計量排出的洗滌濾液的品質，使得排出的洗滌濾液品質等於加入的洗滌液品質，並計量洗滌過程的時間；對洗滌濾液進行採樣，並分析洗滌濾液成分及雜質含量；
步驟四：將具有壓力為0.01-2.0Mpa的乾燥氣體經由穩壓罐1通入緩衝罐2中，再充入過濾框3中，隨後將過濾框3底部的閥門打開，通過電子秤5計量排出液體的品質，並計量乾燥過程的時間，對乾燥後的濾液進行採樣，並分析乾燥後的濾液成分及雜質含量；以及
步驟五：打開過濾框3，測量濾餅厚度，對濾餅進行採樣，分析濾餅的濕含量，並分析濾餅中的成分及雜質含量。
實施例：
1）打開緩衝罐2的進料口，確保其它閥門處於關閉狀態。將11.26kg的CTA漿料輸入緩衝罐2中，進而使得所述CTA漿料進入到過濾框3中。
2）打開緩衝罐2的進氣口的氣體閥門，將具有設定壓力0.5MPa的氮氣經由穩壓罐1通入緩衝罐2中。打開過濾框3底部的閥門，進行過濾。計量過濾時間t為33.6s，並計量排出的濾液品質m為 4.63kg。待過濾框3中濾液排至與濾餅上表面平齊時，關閉過濾框3底部的閥門以及氮氣閥門，並將過濾框3中的氮氣放空。對濾液進行採樣，並分析濾液中的醋酸含量及鈷、錳等雜質含量。
3）將預先配好的由水與醋酸混合而成的醋酸濃度分別為45%、23%、11%、0%的洗滌液1.87kg分別經由緩衝罐2加入過濾框3中，對濾餅進行洗滌，在洗滌過程中，具有設定壓力0.5MPa的氮氣經由穩壓罐1通入緩衝罐2中，再充入過濾框3中。隨後將過濾框3底部的閥門打開。在洗滌過程中，通過電子秤5計量排出的洗滌濾液的品質，使得排出的洗滌濾液品質等於加入的洗滌液品質，並計量洗滌過程的時間。共計洗滌四次，排出的洗滌濾液品質均為1.87kg，洗滌時間分別為7.5s、6.3s、5.4s、4.8s。對四次排出的洗滌濾液分別進行採樣，並分析洗滌濾液中的醋酸含量及鈷、錳等雜質含量。
4）將具有設定壓力0.5Mpa的乾燥氣體經由穩壓罐1通入緩衝罐2中，再充入過濾框3中。隨後將過濾框3底部的閥門打開，通過電子秤5計量排出液體的品質為2.1kg，並計量乾燥過程的時間為11s。對乾燥後的濾液進行採樣，並分析乾燥後的濾液中的醋酸含量及鈷、錳含量。
5）打開過濾框3，測量濾餅厚度為150mm。對濾餅進行採樣，分析濾餅的濕含量為15%，並分析濾餅中的醋酸含量及鈷、錳等雜質含量。
本發明與現有技術相比具有以下優點：
1）本發明的測試流程短，結構簡單，測試方法簡便。根據本發明的旋轉壓力過濾機的測試裝置中的核心部件為過濾框，所述過濾框可以是旋轉壓力過濾機的轉鼓上的一小部分，所以結構簡單，加工成本低。而現有技術的測試裝置中的核心部件是旋轉壓力過濾機測試機，並且是完全按照大型工業化的旋轉壓力過濾機來設計製造的，僅僅是體積等比例縮小，包括傳動系統等的各個零部件都不缺少，因此結構複雜，製造成本高；
2）本發明可根據物料特性，完全類比出設備實際運行的各個工序，包括過濾、不同次數的洗滌，不同次數的乾燥過程，可以得出可靠的過濾能力、洗滌效果、乾燥效果等設計參數。通過使用根據本發明的旋轉壓力過濾機的測試裝置進行測試，每個工序可以是獨立的，間歇的，相互之間不會影響，可以對每個工序的測試結果獨立地進行分析評定，因此得出的結果準確可靠。而現有的旋轉壓力過濾機測試裝置在測試時的局限性較大，它與工業機一樣是連續運轉的，各個工序的測試效果無法直接得出，並且由於各個工序是依序關聯執行的，相互之間也會有一定影響，因此無法得出準確可靠的結果。
3）本發明可將複雜的測試過程簡單化。根據本發明的旋轉壓力過濾機的測試裝置可將幾個簡單的設備依序連接起來，從而完全真實類比出一台複雜設備上的一個或幾個工作過程，且結果準確可靠。
4）本發明能很好地滿足工業設計需求，適用於PTA、CTA或其它物料的旋轉壓力過濾機測試。
5）本發明可對物料參數進行測試，即通過過濾、洗滌、乾燥步驟測得濾液及濾餅的分析參數，如CTA物料中的醋酸含量及鈷、錳等雜質含量。並且，根據本發明的對物料參數的測試可應用於旋轉壓力過濾機製造過程的選型設計。
當然，本發明還可有其它多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬於本發明申請專利範圍的保護範圍。
1‧‧‧穩壓罐
2‧‧‧緩衝罐
3‧‧‧過濾框
4‧‧‧接液罐
5‧‧‧電子秤
6‧‧‧碼錶
7‧‧‧氣體儲存罐
圖1為根據本發明的旋轉壓力過濾機的測試裝置的結構示意圖。
Claims (11)
- 一種旋轉壓力過濾機的測試裝置，包括：穩壓罐，用於將氣體提供至緩衝罐；緩衝罐，所述緩衝罐與所述穩壓罐和過濾框連接，包括進料口，用於將漿料和洗滌液輸入到所述過濾框中，進氣口，通過打開所述進氣口的氣體閥門，將來自所述穩壓罐的所述氣體充入所述過濾框中；過濾框，所述過濾框置於所述緩衝罐下方，並與所述緩衝罐連接，所述過濾框底部設有閥門；接液罐，所述接液罐置於所述過濾框下方，用於接收從所述過濾框排出的液體；以及電子秤，所述電子秤置於所述接液罐底部，用於計量從所述過濾框排出的所述液體的品質，其中，當測試所述旋轉壓力過濾機的過濾過程的參數時，通過打開所述閥門，進行過濾，濾液被排出，並通過對所述濾液進行採樣，分析所述濾液的成分及雜質含量，當測試所述旋轉壓力過濾機的洗滌過程的參數時，通過打開所述閥門，洗滌濾液被排出，並通過對所述洗滌濾液進行採樣，分析所述洗滌濾液的成分及雜質含量，當測試所述旋轉壓力過濾機的乾燥過程的參數時，通過打開所述閥門，乾燥後的濾液被排出，並通過對所述乾燥後的濾液進行採樣，分析所述乾燥後的濾液的成分及雜質含量。
- 根據請求項1所述的旋轉壓力過濾機的測試裝置，還包括碼錶，所述碼錶用於計量所述過濾過程、洗滌過程或乾燥過程的時間。
- 根據請求項1所述的旋轉壓力過濾機的測試裝置，其中所述穩壓罐與一氣體儲存罐連接。
- 根據請求項1所述的旋轉壓力過濾機的測試裝置，其中通過分析所述濾液、所述洗滌濾液或所述乾燥後的濾液的成分及雜質含量而獲得的分析參數用於旋轉壓力過濾機製造過程的選型設計。
- 一種旋轉壓力過濾機的測試方法，包括：步驟一：打開緩衝罐的進料口，將漿料輸入所述緩衝罐中，進而使得所述漿料進入到過濾框中；步驟二：打開所述緩衝罐的進氣口的氣體閥門，將壓力為0.01-2.0Mpa的氣體經由穩壓罐通入所述緩衝罐中，再充入所述過濾框中，打開所述過濾框底部的閥門，進行過濾；計量過濾時間，並通過電子秤計量排出的濾液品質；待所述過濾框中濾液排至與濾餅上表面平齊時，關閉所述過濾框底部的閥門以及所述氣體閥門，並將所述過濾框中的氣體放空；對濾液進行採樣，並分析濾液成分及雜質含量；步驟三：將洗滌液經由所述緩衝罐加入所述過濾框中，對濾餅進行洗滌，在洗滌過程中，將壓力為0.01-2.0Mpa的氣體經由所述穩壓罐通入所述緩衝罐中，再充入所述過濾框中；隨後將所述過濾框底部的閥門打開，通過電子秤計量排出的洗滌濾液的品質，使得排出的洗滌濾液品質等於加入的洗滌液品質，並計量洗滌過程的時間；對洗滌濾液進行採樣，並分析洗滌濾液成分及雜質含量；步驟四：將壓力為0.01-2.0Mpa的乾燥氣體經由所述穩壓罐通入所述緩衝罐中，再充入所述過濾框中，隨後將所述過濾框底部的閥門打開，通過電子秤計量排出液體的品質，並計量乾燥過程的時間；對乾燥後的濾液進行採樣，並分析乾燥後的濾液成分及雜質含量；以及步驟五：打開所述過濾框，測量濾餅厚度；對濾餅進行採樣，分析濾餅的濕含量，並分析濾餅中的成分及雜質含量。
- 根據請求項5所述的旋轉壓力過濾機的測試方法，其中所述漿料為固體及液體可自由沉澱分離的懸濁液。
- 根據請求項5所述的旋轉壓力過濾機的測試方法，其中所述漿料為CTA漿料、PTA漿料、催化劑漿料、煤粉漿料或其它所有固體及液體可自由沉澱分離的懸濁液。
- 根據請求項5所述的旋轉壓力過濾機的測試方法，其中所述氣體為氮氣、壓縮空氣或惰性氣體。
- 根據請求項5所述的旋轉壓力過濾機的測試方法，其中所述步驟二的過濾工序為一次或多次；所述步驟三的洗滌工序為一次或多次，所述步驟四的乾燥工序為一次或多次，所述步驟二的過濾工序、所述步驟三的洗滌工序、所述步驟四的乾燥工序的順序能夠調換。
- 根據請求項5所述的旋轉壓力過濾機的測試方法，其中所述穩壓罐為減壓閥。
- 根據請求項5所述的旋轉壓力過濾機的測試方法，其中通過分析所述濾液、所述洗滌濾液、所述乾燥後的濾液或所述濾餅的成分及雜質含量而獲得的分析參數用於旋轉壓力過濾機製造過程的選型設計。
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