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片名：机械分离设备Mechanicalseparationequipment定义：依靠机械作用力，对固液、液液、气液、气固等非均相混合物进行分离的设备均称为机械分离设备。分类：常用的非均相分离方法主要有以下三种。①过滤法使非均相物料通过过滤介质，将颗粒截留在过滤介质上而得到分离。②沉降法微粒在重力场或离心力场内，借自身的重力或离心力使之分离。③离心分离利用离心力的作用，使悬浮液中微粒分离。按分离的推动力不同，机械分离设备可分为：加压过滤、真空过滤、离心过滤、离心沉降、重力沉降、旋流分离等。其中：①利用离心沉降或离心过滤操作的机械统称为离心机②利用重力沉降或旋流器操作的设备统称为沉降器③真空过滤和加压过滤设备称为过滤机械10.1加压过滤机定义：在滤室内施加高于常压的操作压力的过滤机称为加压过滤机，简称压滤机。应用：固液密度差较小而难以沉降的分离固体含量高和要求得到澄清的滤液要求固相回收率高、滤饼含湿量低的场合特点：推动力大、过滤速率高，单位过滤而积占地少，对物料的适应性强、过滤面积的选择范围宽，故应用十分广泛。加压过滤机按操作特点可分为间歇式和连续式两类（p122）10.1.1间歇式加压过滤机间歇式加压过滤机的加料、过滤、洗涤、吹除、卸饼等操作过程是依次周期性间歇地进行的，其价格低、适应性强，结构形式多。最常用的有板框压滤机、厢式压滤机、加压叶滤机以及筒式压滤机等。10.1.1.1板框压滤机和厢式压滤机（1）板框压滤机原理：板框压滤机是由多块滤板与滤框交替重叠排列组成，也可竖直排列成立式结构。滤板的表面上设有排液沟槽和支撑滤布用的凸起。滤框的外形与滤板相似，但中间部位是空的。在板与框加工平整的表面之间夹有滤布，两块滤布与滤框之间构成滤室.在滤框的内侧向有孔与供料通道相连;在滤板的内侧向有孔与滤液通道相连。(2)厢式压滤机原理：厢式压滤机与板框压滤机相似，但是只有滤板，没有滤框。每块滤板均有凸起的周边，代替滤框作用。两块滤板的凸缘相对合构成滤室，厢式压滤机滤板的中央大多开有圆孔，作为料浆供料通孔。滤液仍从各滤板边角处开孔引出。特点：厢式压滤机与板框压滤机相比。其机件少，单位过滤面积的造价可降低15%左右;由于密封面减少，密封更可靠。但是滤布安装与清洗麻烦，滤布容易折损，操作成本较高。相比之下，大多用于大处理量的生产中。10.1.1.2加压叶滤机特点：①滤叶等部件均采用不锈钢制造。对卫生条件要求较高的生产过程中应用广泛。②槽体容易实现保温或加热，可用于较高温度下进行的场合。③密封性较好，操作比较安全，适用于易挥发液体的过滤。④滤布的损耗量低加压叶滤机的基本形式有4种(l)立式垂直滤叶加压叶滤机滤叶通常为矩形，在下封头处与水平放置的集液管相连并密封，滤液由集液管引出机外口可在滤槽的土封头内装喷淋系统，用以卸除滤饼。(2)立式水平滤叶加压叶滤机该机适用于小规模、间歇性生产。立式滤槽与滤叶组问的间隙极小，密集组装的滤叶中心孔相叠而成集液管，过滤结束时滤槽中几乎没有残液，拆机方可卸饼10.1.2连续式加压过滤机连续式加压过滤机的所有操作为同时连续进行。与真空过滤相比，具有过滤速度高、含湿量低、环境洁净且适于自动化控制等特点。10.1.2.1转鼓加压过滤机转鼓加压过滤机是在静止外筒内套装转鼓，转鼓与外筒之间由隔板分隔成过滤、洗涤、于燥、卸饼及滤布清洗等若干区域。用泵向过滤区输送料浆进行过滤;然后用热水或溶剂洗涤滤饼;在干燥区以过热蒸汽或压缩空气置换滤饼中的残液;在卸饼区有压缩空气自鼓内向外反吹使滤饼剥离，并用刮刀卸饼;卸饼后的滤布用洗水喷嘴清洗。10.1.2.2连续式加压叶滤机（1）立式连续加压叶滤机立式滤槽沿周向分割成几个滤室，几组矩形滤叶沿立轴间歇升降并回转，以跨过各滤室的隔墙。当滤叶组浸入料浆室中，即进行过滤并形成滤饼;滤叶组降人卸饼室中，可用空气反吹卸料该机型主要用于难过滤药品的过滤，其结构复杂，空间占据高度大，最大机型的过滤面积达160平方米(2)卧式连续加压叶滤机六组垂直圆盘形滤叶装在空心滤轴上，由齿轮箱拖动其既进行自转又进行公转。滤槽内保持一定的料浆高度，各组滤叶依次沉人料浆中完成过滤和成饼过程。当滤叶旋出液面后，密闭滤槽中的恒压气体进一步使滤饼脱水，与过滤及脱水的圆盘相连的排液阀是关闭的，此时有吹气阀与其相连，将滤饼吹落到输送带上。排渣管中的料位将控制排渣阀间歇打开，并将滤渣排出。这种机型结构复杂，适于大规模生产和自动化控制操作。10.1.2.3动态旋叶压滤机原理：应用动态过滤原理，利用旋转件产生高剪切力，从而限制滤饼层的厚度，获得很高的过滤速度。当料浆加压后由进料口进入滤室，在滤室内外压差的推动下，滤液穿过薄层滤饼和过滤介质从滤液日排出。特点：既能提高过滤压力，又可降低整个滤饼的阻力，同时利用过滤物料具有的触变性，在运动状态下降低料浆稠度的特性进行操作。10.2真空过滤机真空过滤机是用抽真空的方法抽取滤室内的气体，使滤室与大气之间产生压力差，迫使滤液穿过过滤介质，固体颗粒被过滤介质截留，已达到固液分离的目的。主要有问歇式和连续式两类。10.2.1真空抽滤器原理：抽滤器也称吸滤缸，是在真空操作下最简单的过滤设备。缸体是圆简形，上部敞口，中部有一块过滤隔板，下部为滤液室，装有真空接门和放滤液口，在隔板上铺滤布，悬浮液从上部敞口放人，在真空抽滤下滤液通过滤布和过滤隔板的孔眼，进入滤液室，滤渣留在滤布上。过滤后滤渣可以洗涤，滤干后滤渣从敞口取出。就是布氏漏斗个嘛特点：吸滤缸结构简单、使用可靠、价格低廉、耐腐蚀，滤渣可以洗涤。缺点是过滤面积小、速度慢、人工间歇操作、滤渣中含液量一也较多。适用于悬浮液中含固相量较少的场合口10.2.2转筒真空过滤机特点：把过滤、洗涤、吹于、卸渣和清洗滤布等几个阶段的操作在转筒的旋转过程中完成，转筒每旋转一周，过滤机完成一个循环周期。转筒真空过滤机的主要部件是一个水平放置的回转圆筒，筒上钻有许多小孔，外面包上金属网和滤布。筒的内部用隔板分成12个互不相通的扇形格。一端与分配头相接。转筒在操作时可以分成如下几个区域。①过滤区。当浸在悬浮液内的各个扇形格同真空管路相接通时。由于压力差作用，滤液穿过滤布后被吸人扇形格内，经分配头被吸出，在滤布上则形成滤渣。②吸干区。扇形格离开悬浮液时，格内仍与真空接通，滤渣在真空下被吸干。③洗涤区。洗涤水喷洒在滤渣上，经分配头被吸出。滤渣被洗涤后，也被吸干。④吹松区。扇形格同压缩空气管相接通，从扇形格内部向外吹向滤渣，使其松动，⑤滤布复原区。滤渣被刮落后，可由内部通人压缩空气，将滤布吹洗干净，开始下一循环的操作。’10.3过滤离心机利用离心力作为推动力分离液相非均相的过程称为离心分离。其设备称为离心机，有时也称离心设备原理：其转筒壁上开有许多孔，供排出滤液用。转过滤介质一般由金属丝底网和滤布组成。悬浮液随转筒一同旋转，固相颗粒在离心力作用下沿径向移动，被截留在过滤介质表面形成滤饼层，而液体透过滤渣层、过滤介质和鼓壁上的孔被甩出转筒，实现固体颗粒与液体的分离。过滤离心机一般用于固体颗粒尺寸大于10μm,滤饼压缩性不大的悬浮液的过滤。过滤离心机由于支撑形式、卸料方式和操作方式的不同而有多种结构类型原理：主要由柱脚、底盘、主轴、机壳及转筒等部件组成。整个底盘悬挂在三个支柱的球面支撑上，可沿水平方向自由摆动，有利子减缓由子物料分布不均所引起的振动。主轴短而粗，鼓底呈内凹形，使转筒质心靠近上轴承，使整机高度降低，而且使转轴系统的临界转速远高于离心机的工作转速，减小了振动临界转速即系统产生共振的特征转速。特点：优点是结构筒单、操作平稳、占地面积小、过滤推动力大、过滤速度快、滤渣可洗涤、滤渣含液量低。缺点是需从转筒上部卸除滤饼;需要比较繁重的体力劳动;传动机构和制动都在机身下部，易受腐蚀。10.3.2活塞推料离心机原理：悬浮液通过进料管送到圆锥形加料斗中，在离心力的作用下，滤液沿加料斗内壁流动，穿过滤网，由滤液出口连续排出。积于滤网上的滤渣，在与加料斗一起作往复运动的活塞推进器的作用下，将转筒内的滤渣推至出口，途中受到冲洗管出来的水的喷洗，洗水由另一出口排出。特点：该机对悬浮液固相浓度的波动很敏感。浓度过低，来不及分离的液体将会冲走滤网上已经形成的滤渣层;浓度过高，由于料浆流动性差，使物料在滤网上局部堆积，引起振动。为此，悬浮液需经过预浓缩处理，以得到合适的进料浓度。分离效率高、生产能力大、操作连续、功耗均匀、滤渣湿含量低、颗粒破碎度小等优点，但只宜用于中、粗颗粒及浓度较高的悬浮液的过滤脱水。10.4沉降离心机转筒绕其垂直轴旋转，此时液体和固体颗粒都向下的重力和水平方向的离心力。对于工业离心机，其离心力远大于重力，实际上可忽略重力。固体颗粒水平沉积在转鼓内表面形成致密层。10.4.1三足式沉降离心机原理：三足式沉降离心机结构与三足式过滤离心机的最大区别是转鼓壁上不开孔。物料进人高速转动的转鼓底部，在离心力作用下，固体颗粒沉降至转鼓壁，澄清的液体沿转鼓向上流动，经拦液板连续溢流排出。特点：该机型分离效率较低，一般只适宜处理较易分离。结构简单，价格低，适应性强，操作方便。常用于中小规模的生产10.4.2螺旋卸料沉降离心机螺旋卸料沉降离心机是在全速下问时连续完成进料、分离、排液、排清的离心机。10.4.2.1卧式螺旋却料沉降离心机原理：转鼓和螺旋输送器安装在同轴心主轴承上，由于差速器的差动作用，使螺旋和转鼓有一转速差。被分离的悬浮液从中心加料管进入螺旋输送器内筒，然后再进人转鼓内。固体粒子在离心力的作用下沉降到转鼓内表面上，由螺旋推送到小端排出转鼓。分离液由转鼓大端的溢流孔排出。转速差使螺旋叶片与转鼓不同步，从而将固体沉降粒子推送到小端排除转鼓优点:①操作自动连续，分离效果好，能长期运行，维护方便;②对物料的适应性强，能分离的固相粒度范围和浓度变化范围大;③结构紧凑，能够进行密闭操作，④分离因数较高，单机生产能力大⑤应用范围广，缺点:固相沉渣的含湿量一般比过滤离心机高(大致接近于真空过滤机)，洗涤效果不好，结构较复杂、价格较高。10.4.2.2.立式螺旋却料沉降离心机被分离的物料从下部进料管经螺旋输送器内筒的加料室进人转鼓内，在离心力的作用下固相颗粒沉降到鼓壁内表面，由螺旋输送器向下推至转鼓小端的排渣口排出，液相则沿螺旋通道向上流动.澄清液由溢流口排出转鼓。10.5离心分离机10.5.1碟式分离机碟片上开有小孔，乳浊液通过小孔流到碟片间隙。在离心力作用下，重液倾斜沉向于转鼓的器壁，由重液排出门流出。轻液则沿斜面向上移动，汇集后由轻液排出厂口流出。10.5.2管式分离机转鼓质心远离上部支点，高速旋转时能自动对中，运转平稳。在转鼓下部设有振幅限制装置，把转鼓的振幅限制在允许值的范围内，轴承外侧装有减振器，限制转鼓的径向运动。转鼓上端附近有液体收集器，收集从转鼓上部排出的液体。管式分离机转鼓有澄清型和分离型两种，澄清型用于含少量高分散固体粒子的悬浮液澄清，悬浮液由下部进入转鼓，在向上流动过程中，所含固体粒子在离心力作用下沉积在转鼓内壁，清液从转鼓上部溢流排出。分离型用于乳浊液或含少量固体粒子的分离，乳浊液在离心力的作用下在转鼓内分为轻液层和重液层，分界面位置可以通过改变重液出口半径来调节，以适应不同的乳浊液和不同的分离要求。分离型管式分离机的液体收集器有轻液和重液两个出口，澄清型只有一个液体出口。10.6旋风分离器旋风分离器是利用气态非均相在作高速旋转时所产生的离心力，将粉尘从气流中分离出来的干式气固分离设备。主要特点是结构简单、操作弹性大，效率较高、管理维修方便，价格低廉。10.6.1工作原理含尘气流一般以12~30m/s速度由进气管进人旋风分离器时，气流将由直线运动变为圆周运动。颗粒在离心力的作用下，被甩向器壁，便失去惯性力，而向下轴向速度的动量沿壁面下落，进人排灰管。旋转下降的外旋气流，不断流向分离器的中心部分形成向心的径向气流。最后净化气经排气管排出器外，一部分未被分离下来的较细尘粒也随之逃逸。10.6.2扩散式旋风分离器扩散式旋风分离器的结构特点是，下部采用了渐扩一型的