introductory

大部分企業(yè)采用Plate and frame filter press過(guò)濾顆粒細(xì)小黏度較高且固含量多的懸浮液，部分生產(chǎn)工藝對(duì)濾液的潔凈度要求非常高，企業(yè)為滿足濾液潔凈度的要求而選擇網(wǎng)孔極細(xì)的濾布，但因此帶來(lái)了過(guò)濾時(shí)間長(zhǎng)、過(guò)濾壓力高等現(xiàn)象，過(guò)濾效率大幅度降低。

板框壓濾機(jī)過(guò)濾碳酸鈣懸浮液實(shí)際案例

潔凈濾液過(guò)濾是將懸浮液中的固、液兩相有效地加以分離的常用方法，從而獲得潔凈的液體或者固體顆粒。在工業(yè)生產(chǎn)中，大部分企業(yè)采用板框壓濾機(jī)過(guò)濾顆粒細(xì)小黏度較高且固含量多的懸浮液。板框壓濾機(jī)是一種間歇性過(guò)濾設(shè)備，在過(guò)濾行業(yè)中具有較長(zhǎng)的使用歷史，其具有結(jié)構(gòu)緊湊、過(guò)濾面積大、承壓能力強(qiáng)操作維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，深受市場(chǎng)青睞。部分化工行業(yè)對(duì)濾液的潔凈度要求非常高，在過(guò)濾初期漿液中部分細(xì)小顆粒透會(huì)過(guò)濾布進(jìn)入到濾液中，對(duì)濾液要求較高的行業(yè)由于濾液純度低會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成極大影響，需要濾餅的行業(yè)由此會(huì)造成固體物料的浪費(fèi)，且增加后續(xù)濾液處理的費(fèi)用。某化工生產(chǎn)企業(yè)改造閑置板框壓濾機(jī)用于過(guò)濾碳酸鈣與某高溫溶液的混合物，得到該溶液后經(jīng)冷卻結(jié)晶出固體產(chǎn)品，該產(chǎn)品純度要求高，產(chǎn)品要求其中鈣元素含量小于 0.05%，改造完畢投入生產(chǎn)后，多次檢測(cè)產(chǎn)品中鈣元素含量，均超過(guò)0.3%，判定為不合格產(chǎn)品。

分析產(chǎn)品中鈣元素來(lái)源

經(jīng) ICP 深入檢測(cè)分析，產(chǎn)品中可溶性鈣離子含量為 8mg/L，僅占總鈣含量的 3%，剩余 97% 均為不可溶性鈣元素。為進(jìn)一步確認(rèn)該分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，再次進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)取濾液罐中濾液檢測(cè)分析，濾液取出后肉眼可見(jiàn)濾液中含有大量懸浮物，見(jiàn)圖2。高溫狀態(tài)下將懸浮物過(guò)濾后分析其化學(xué)成分，碳酸鈣含量為96.8%，由此可確定在過(guò)濾過(guò)程中部分細(xì)小碳酸鈣顆粒穿過(guò)濾布進(jìn)入濾液中。

碳酸鈣粒度與濾布選型分析

取碳酸鈣混合液在實(shí)驗(yàn)室條件下過(guò)濾后分析其粒度，由粒度分析可以看出，5-20微米粒徑碳酸鈣顆粒占比為80%左右，小于5微米粒徑占8%左右。生產(chǎn)過(guò)程中所選濾布材質(zhì)為丙綸濾布，使用過(guò)程中脫餅效果較好，但孔徑為20-25微米，由此導(dǎo)致過(guò)濾過(guò)程中大量小于20 微米固體顆粒進(jìn)入濾液中，過(guò)濾初期“穿濾”現(xiàn)象尤為嚴(yán)重，應(yīng)對(duì)濾布重新選型。但濾布孔徑過(guò)小會(huì)降低過(guò)濾速率，導(dǎo)致過(guò)濾時(shí)間增加，影響生產(chǎn)效率，通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)將濾布孔徑最終確定為10-15微米。

工藝改進(jìn)

在過(guò)濾過(guò)程中形成的濾餅才是真正有效的過(guò)濾介質(zhì)，濾餅形成后則可得到清澈的濾液。現(xiàn)有生產(chǎn)條件下，需要解決過(guò)濾初期在濾餅形成前細(xì)小碳酸鈣顆?！按V”問(wèn)題。結(jié)合現(xiàn)有板框壓濾機(jī)濾液通道為暗流且同時(shí)具備每塊濾板可實(shí)現(xiàn)明流檢查的過(guò)濾特點(diǎn)，工藝改進(jìn)方案為在壓濾機(jī)濾液管路做一分支回路將初期濾液引回碳酸鈣混合漿液罐。

生產(chǎn)過(guò)程中具體操作為：開(kāi)啟打漿泵-將漿液罐-中的漿液通過(guò)漿液管-輸送至板框壓濾機(jī)-進(jìn)行過(guò)濾，打開(kāi)回液閥-、關(guān)閉濾液閥-將初期濾液通過(guò)回液管-引回至漿液罐-中進(jìn)行二次過(guò)濾，待板框壓濾機(jī)-中形成一定厚度濾餅使濾液清澈度滿足要求時(shí)，打開(kāi)濾液閥-、關(guān)閉回液閥（9），將濾液通過(guò)濾液管-輸送至濾液結(jié)晶罐中存儲(chǔ)，制得清澈合格濾液。在管路改造過(guò)程中需要注意，為盡量減小管路中固體顆粒物存留帶來(lái)的影響，回液管安裝位置應(yīng)低于濾液管路，且濾液閥安裝位置應(yīng)盡量靠近回液管與濾液管連接處，避免固體顆粒物在濾液閥前管路中形成存留，開(kāi)啟濾液閥后存留的固體顆粒會(huì)隨濾液進(jìn)入濾液結(jié)晶罐，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

改進(jìn)效果

改進(jìn)后單框過(guò)濾時(shí)間由1.5小時(shí)延長(zhǎng)至2小時(shí)左右，過(guò)濾開(kāi)始后15分鐘濾液清澈，經(jīng)檢測(cè)產(chǎn)品中鈣元素含量為 0.01%，遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)值，完全滿足生產(chǎn)要求，現(xiàn)場(chǎng)操作員取樣后僅憑肉眼觀看澄清度便可判斷其是否合格。五、結(jié)論板框filter press具有結(jié)構(gòu)緊湊、過(guò)濾面積大、維護(hù)簡(jiǎn)單且實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，適用于過(guò)濾固含量多、顆粒細(xì)小等懸濁液物料。在設(shè)備選型及使用過(guò)程中應(yīng)注意以下幾方面：

（1）設(shè)備選型過(guò)程中根據(jù)實(shí)際情況選擇過(guò)濾方式為明流還是暗流，對(duì)于過(guò)濾漿料中含有大顆粒或者尖銳固體等亦對(duì)濾布造成損傷的物料建議選擇明流過(guò)濾，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)處理，但應(yīng)盡量從源頭減少此類物質(zhì)進(jìn)入漿料中。

（2）濾布的選擇。目前市面上濾布材質(zhì)有丙綸、晴綸、無(wú)紡布等，首先應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定脫餅效果后再行選擇，對(duì)于不易成餅的物料可選擇加入合適絮凝劑使其成餅；其次濾布孔徑選擇并非越小越好，真正的過(guò)濾介質(zhì)并非濾布而為濾餅，使物料中15-20%或以上顆粒大于濾布孔徑為宜。

（3）通過(guò)采用改進(jìn)濾液管路實(shí)現(xiàn)初期濾液回流方案可制得清澈合格濾液，改造過(guò)程中應(yīng)注意管路及閥門的安裝位置。

（4）隨著科技的發(fā)展，設(shè)備控制自動(dòng)化水平愈來(lái)越高，設(shè)備選型初期應(yīng)將問(wèn)題考慮周全，避免后期改造消缺帶來(lái)成本增加的問(wèn)題。