无机非金属材料工业机械与设备第十四章

第十四章料浆脱水设备,概述,在无机非金属材料工业生产中，用湿法粉磨所得到的料浆，往往要脱除一部分水分，才能作进一步的加工。用可塑成形法生产细陶瓷制品：水分55%料浆水分20%25%泥饼湿法生产水泥：回转窑料浆要求水分40%半湿法生产水泥：料浆水分16%19%,常用的脱水方法,重力沉降法沉降厚浆池料浆水分40%69%离心力沉降法水力旋流器过滤法各种过滤机料浆水分18%25%,第一节厚浆池,沉降区增稠区浆耙工作区,沉降实验,为了确定厚浆池的面积和容积，以便选择厚浆池的规格和台数，可进行沉降实验，测定物料在厚浆池中的沉降速度和停留时间。通常用量筒来测定物料的沉降速度。试验在1000ml的量筒中进行。按生产上可能遇到的料浆水分的变化范围，配制35种水分的料浆，在恒温器中测定物料在一定温度和水分时的临界点平均沉降速度。料浆颗粒沉降过程如图14-2所示。所谓临界点平均沉降速度是指自由沉降带消失时的澄清带高度除以从沉降开始到自由沉降带消失所需的时间。然后用式（14-4）计算所需的厚浆池面积。,第二节过滤设备,一、料浆过滤过程料浆过滤是使料浆中固体颗粒与液体分离的脱水过程。沉降方法：料浆水分缩减至40%60%过滤方法：料浆水分缩减至18%25%湿法制陶瓷的胚体、湿法水泥中的泥饼、石棉水泥中水泥料浆。,将料浆放到过滤介质的上面，过滤介质为多孔的过滤间壁，料浆中的水分能通过间壁中的孔隙，成为澄清的滤液流出。颗粒则为间壁所截留，堆积在间壁上面，成为滤饼。滤饼生产后，它也是过滤介质，水分必须通过滤饼颗粒之间的孔隙方能流出。间壁和滤饼对水分的流出均有阻力随着过滤的进行，滤饼的厚度逐渐增加，过滤阻力增大。为了使过滤得以持续下去，大多数情况下要用泵或真空泵来使过滤介质的两侧维持一定的压差，以克服阻力，使滤液易于流出。,过滤过程的原理,过滤操作：过滤、去湿及卸料。,过滤介质,要求：多孔性阻力小能耐腐蚀及耐热具有足够的机械强度,帆布,合成纤维布,合成纤维布具有：寿命长，易于洗涤、脱饼，不易腐烂。,分类：按操作方法不同：间歇式和连续式滤液流出这一面的压强有正压和负压的不同：压滤机和真空滤机,二、过滤机的类型及构造,对于粘性较大，难以过滤的料浆，一般采用压滤机脱水。在陶瓷工业称榨泥机。通常有箱式（或称滤板式）和板框式两类。,（一）压滤机,滤板用铸铁、不锈钢、铝、橡胶或塑料等材料制成。滤板有圆形和正方形两种形式。,滤板的构造,按照压滤机操作要求，液压压滤机油缸的工作过程：升压（压紧杆快速推进压板将滤板合拢压紧）保压（送入料浆压滤）卸压（压紧杆退回卸出滤饼）。整个过程的特点：动作时间短，保压时间较长，并且负载随着过滤压强的变化而变化。,液压压滤机油缸的工作过程,800mm液压压滤机,液压压紧装置采用液压压紧、机械方法保压。,这种压滤机的特点是：靠液压传动压紧和退回，利用横梁上的螺旋装置保压。,自动压滤机能自动压紧、自动退回拉开滤板、自动卸料和自动洗刷转换滤布，并在整个操作过程可进行半自动控制和远距离操作。时间继电器控制开启和闭合电动侧装式移板器作拆板气动装置抖震滤布以卸落滤饼按动洗涤滤布及洗涤水阀门的按钮可自动洗涤,压滤机规格：（无统一系列标准）通常以滤板的有关尺寸（滤饼或滤板的尺寸或滤板数目来表示）。如YL735压滤机，其滤饼直径为735mm800压滤机，其滤板直径为800mmSZ40压滤机，其滤板共40块间歇式滤机的特点：生产能力较低，同时滤饼内层常较外层有较多的水分和较多的大颗粒，滤饼的厚度和截面积愈大则分层现象愈显著。改进料浆的过滤性能方法：添加助滤剂、蒸汽、热料浆、提高料浆的进浆压强等。,分筒式和盘式两类。,（二）连续式真空滤机,特点：,过滤是连续进行的，操作可完全自动。改变滤机转速可以调节滤饼层的厚度。生产能力较大，劳动生产率高。滤机的构造较为复杂，且要有一系列的附属设备才能工作，故设备投资费用较大。过滤时所使用的压差只能在一个大气压以下，所以滤饼较湿，含水量常在30%左右，需将转筒的一部分用盖罩住，通热空气加以干燥。,三、压滤机的工艺计算,（一）过滤方程式上式表示过滤过程中任一瞬间的过滤速率，称为过滤的基本微分方程式。过滤方程式指出过滤速度与料浆的性质、过滤介质的结构特征以及过滤时使用的压强差等一系列因素有关。,s,1.恒压过滤,在过滤过程中，压差自始至终维持不变，这种过程称为恒压过滤。随着过滤的进行，由于滤饼逐渐加厚，阻力增大，操作过程的过滤速度必然逐渐减小。恒压过滤方程式。,恒压过滤曲线,滤出滤液体积与过滤时间成抛物线关系。,2.恒速过滤,在过滤过程中，使过滤速度自始至终维持不变，则这种过程称为恒速过滤。由于随着过滤过程的进行，滤饼阻力不断增大，要保持恒定的过滤速度，就必须持续提高过滤压强，以克服不断增大的过滤阻力。,恒速过滤方程式,3.分两阶段的过滤,工业上通常采用先升压后恒压的过滤操作，即过滤的开始阶段采用低压，然后逐渐升压，达到要求的压差之后，遂以此恒压继续进行过滤。过滤在升压阶段既非恒压也非恒速。若整个过程都在恒压条件下进行，则到操作末期，过滤压强必然升得很高，容易使设备发生故障。恒压过滤是比较简单的过滤操作，不过在过滤开始时，