概述

動(dòng)態(tài)過(guò)濾是以液體壓力和離心力為固液分離的推動(dòng)力，料漿在過(guò)濾過(guò)程中始終與過(guò)濾介質(zhì)平行流動(dòng)，濾液穿過(guò)過(guò)濾介質(zhì)時(shí)，在過(guò)濾介質(zhì)上不積存或僅積有薄層濾餅的動(dòng)態(tài)薄層濾餅或無(wú)濾餅層的過(guò)濾。而薄層濾餅或無(wú)濾餅層主要是由高速剪切流動(dòng)的流體所產(chǎn)生剪切力抑制了濾餅層的增長(zhǎng)所造成。采用動(dòng)態(tài)過(guò)濾原理的旋葉壓濾機(jī)是一種新型的過(guò)濾設(shè)備，國(guó)內(nèi)外對(duì)在濾室內(nèi)流體流動(dòng)的機(jī)理進(jìn)行了大量的研究。因?yàn)榱黧w流動(dòng)的切向速度直接影響到抑止濾餅的剪切力和過(guò)濾速率的大小，所以對(duì)流體切向速度進(jìn)行了很多分析研究。

日本學(xué)者Shirato1986年首先對(duì)沒(méi)有過(guò)濾過(guò)程、沒(méi)有流體流入條件下的封閉濾室內(nèi)流體切向速度在層流狀態(tài)時(shí)進(jìn)行了研究；

1991年Yamaznki等人又假設(shè)了上述相同條件下湍流狀態(tài)時(shí)流體切向速度的表達(dá)式，并分別采用符合冪函數(shù)規(guī)律的牛頓型流體和非牛頓型流體進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究團(tuán)。隨著對(duì)旋葉壓濾機(jī)研究的深人，注重對(duì)與實(shí)際工況相似的旋葉壓濾機(jī)內(nèi)部動(dòng)態(tài)規(guī)律進(jìn)行研究。我國(guó)臺(tái)灣大學(xué)學(xué)者盧維明1988年在有單面過(guò)濾、有流量條件下，對(duì)層流狀態(tài)(雷諾數(shù)Re<104)濾室內(nèi)的流體研究了過(guò)濾作用與流體的流速、剪應(yīng)力和過(guò)濾速率的關(guān)系。

天津大學(xué)從80年代以來(lái)，也對(duì)旋葉壓濾機(jī)濾室內(nèi)的流體流動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究，并模擬了實(shí)際工作條件下的雙面過(guò)濾，得到了一些實(shí)驗(yàn)結(jié)論。但研究仍然是在理論上進(jìn)行了一定的假設(shè)和簡(jiǎn)化，實(shí)驗(yàn)與測(cè)試方法比較簡(jiǎn)單，難以達(dá)到較高的測(cè)試精度。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)動(dòng)態(tài)旋葉壓濾機(jī)濾室內(nèi)流體的流動(dòng)進(jìn)行了大量的研究，但由于濾室內(nèi)結(jié)構(gòu)及流動(dòng)狀態(tài)比較復(fù)雜，在理論上只進(jìn)行了層流的初步探討，所做的簡(jiǎn)化及實(shí)驗(yàn)條件大都與實(shí)際工作條件有較大的差別，無(wú)法真實(shí)描述流體的流動(dòng)狀況。而動(dòng)態(tài)旋葉壓濾機(jī)不同于傳統(tǒng)過(guò)濾裝置的主要特點(diǎn)是它可使濾室內(nèi)的流體平行于過(guò)濾介質(zhì)流動(dòng)，高速剪切流產(chǎn)生的剪切力抑制濾餅的增長(zhǎng)，從而降低過(guò)濾阻力，提高過(guò)濾速率。因此，經(jīng)過(guò)實(shí)際的工業(yè)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，用適當(dāng)?shù)姆椒ǚ治稣麄€(gè)濾室內(nèi)流動(dòng)狀況，控制濾餅厚度，計(jì)算出過(guò)濾流量，具有很大的工程應(yīng)用價(jià)值。

實(shí)驗(yàn)流程及裝置過(guò)濾機(jī)的實(shí)驗(yàn)流程

此流程是根據(jù)華曙制藥廠(chǎng)生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)的，過(guò)濾系統(tǒng)能夠在壓濾機(jī)內(nèi)同步完成物料過(guò)濾和兩種低單位液體洗滌濾餅過(guò)濾，綜合了兩步生產(chǎn)流程。系統(tǒng)的核心為動(dòng)態(tài)旋葉壓濾機(jī)，其過(guò)濾部分結(jié)構(gòu)，葉輪與五層金屬過(guò)濾面的間距為5mm，葉輪直徑是為500mm，濾板直徑@600mm，裝有7個(gè)葉輪和6塊雙面濾板。通過(guò)變頻調(diào)節(jié)，實(shí)驗(yàn)機(jī)在不同的轉(zhuǎn)速下工作，控制進(jìn)料泵的閥門(mén)調(diào)節(jié)進(jìn)口壓力和洗滌液進(jìn)口壓力，達(dá)到物料壓力和流量平衡。實(shí)驗(yàn)物料分別為土霉素稀釋液和結(jié)晶液，過(guò)濾稀釋液時(shí)，濾速很快，兩小時(shí)內(nèi)的平均濾速達(dá)到了0.27m3／m2~h，為普通板框壓濾機(jī)的7倍；濾液的品質(zhì)好于板框壓濾機(jī)，透光度高達(dá)92，不需要進(jìn)行脫色工藝就可以直接進(jìn)行結(jié)晶，普通板框壓濾機(jī)濾液透光度僅為82～85。壓濾機(jī)在過(guò)濾超粘的染菌濾液物料狀態(tài)下能工作，但過(guò)濾速率只能達(dá)到0.103m3／m2·h，此時(shí)板框壓濾機(jī)不能過(guò)濾。過(guò)濾機(jī)在進(jìn)口壓力為0.2～0.4MPa工作情況良好，過(guò)高的壓力會(huì)導(dǎo)致濾餅壓實(shí)，濾速下降，甚至?xí)V板壓壞。過(guò)濾結(jié)晶液時(shí)壓濾機(jī)濾速平穩(wěn)，進(jìn)口壓力保持在0.25～0.32MPa之間時(shí)，平均濾速為0.23m3hnh，濃縮結(jié)晶物含水率穩(wěn)定，干度為50％，低于吊袋離心過(guò)濾機(jī)。實(shí)驗(yàn)情況說(shuō)明動(dòng)態(tài)過(guò)濾機(jī)具有很好的過(guò)濾性能，表現(xiàn)在濾液品質(zhì)高，濾餅控制方便和過(guò)濾速度快等方面。

動(dòng)態(tài)過(guò)濾技術(shù)理論

動(dòng)態(tài)旋葉壓濾機(jī)主要采用了動(dòng)態(tài)濾餅和十字流過(guò)濾技術(shù)。濾液經(jīng)過(guò)過(guò)濾介質(zhì)表面形成薄濾餅層，在葉輪不斷的轉(zhuǎn)動(dòng)下，濾餅得到抑止和削減來(lái)保持過(guò)濾的穩(wěn)定。同時(shí)濾餅層不在過(guò)濾介質(zhì)表面停留，而是不斷向?yàn)V板邊緣運(yùn)動(dòng)，再沿軸向轉(zhuǎn)移到最后的排放口，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)濾餅層的厚度抑止和濾渣流動(dòng)。

動(dòng)態(tài)過(guò)濾機(jī)發(fā)展前景

根據(jù)對(duì)過(guò)濾與分離機(jī)械行業(yè)現(xiàn)狀發(fā)展趨勢(shì)的相關(guān)報(bào)道，國(guó)內(nèi)在技術(shù)領(lǐng)域的研究和國(guó)外大體相當(dāng)，重點(diǎn)產(chǎn)品整機(jī)性能已經(jīng)接近發(fā)達(dá)國(guó)家20世紀(jì)90年代初水平，近年來(lái)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上采用計(jì)算機(jī)輔助分析和設(shè)計(jì)，制造中采用了新的技術(shù)大大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。動(dòng)態(tài)過(guò)濾技術(shù)在三大化工(石油、天然氣、煤)、醫(yī)藥、環(huán)保等行業(yè)大有用武之地，動(dòng)態(tài)過(guò)濾技術(shù)在開(kāi)發(fā)石油化工行業(yè)使用的大型壓力離心機(jī)和城市污水處理急需的大型壓濾機(jī)上的應(yīng)用具有大的優(yōu)勢(shì)。

結(jié)論

將動(dòng)態(tài)壓濾與離心分離相結(jié)合的方式，克服實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的過(guò)濾壓差難控制、濾液品質(zhì)不穩(wěn)定和濾餅排出濕度高等不利因素，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)用的動(dòng)態(tài)過(guò)濾機(jī)將會(huì)促進(jìn)動(dòng)態(tài)技術(shù)在行業(yè)中的應(yīng)用。在企業(yè)研究人員的努力下，動(dòng)態(tài)過(guò)濾技術(shù)在國(guó)內(nèi)工業(yè)中的應(yīng)用一定可以很快實(shí)現(xiàn)。