真空转鼓过滤机转鼓长径比的探讨

张云杰

(成都天保重型装备股份有限公司,四川成都 610300)

真空转鼓过滤机转鼓长径比的探讨

张云杰

(成都天保重型装备股份有限公司,四川成都 610300)

系统地介绍了真空转鼓过滤机的出料水分与干燥区、干燥时间、真空度的关系,对比超级滤碱机与普通滤碱机在转鼓上的差别,以及所产生的不同效果。

滤碱机;转鼓长径比

真空转鼓过滤机(后面简称滤碱机)诞生100多年以来,一直在纯碱企业得到广泛的应用。长期以来,很多同志对提高滤碱机本身的过滤效能,作了大量的努力。近日,笔者在《纯碱工学》一书看到一种关于滤碱机的优化设计方案,按此方案设计生产的滤碱机被命名为“超级滤碱机”,此方案的主要思路及目的是:减小滤碱机转鼓的长径比,来增加滤碱机的干燥区,从而使出料水分更低。该方案主要内容如下:

普通滤碱机转鼓的长径比一般大约为0.9∶1 (不同规格的滤碱机长径比不同),在转鼓的圆周分布上,真空区大约260°～270°,干燥区大约200°～210°。如果将转鼓的长径比减小到0.6∶1,即增长转鼓直径,减小转鼓长度,这样,可以保证过滤面积不变,即生产能力不变,但干燥区增长了,因此,滤饼的水分也就更低。

笔者认为,从整体考虑,此方案的实质对普通滤碱机方案没有本质提升,也就是不会提高滤碱机的过滤效能,同时,还带来了负面影响。

我们将超级滤碱机和普通滤碱机作如下比较:

遵循比较法的原则,只改变滤碱机的转鼓长径比,其余条件均不变,这样对所得出的结果进行分析。

超级滤碱机与普通滤碱机的不变参数如下:

1)过滤面积不变;

2)生产能力不变(过滤面积不变,产能不变);

3)物料情况不变(粒度、固液比、温度、杂质情况);

4)现场工艺配置不变(真空度、吹风、吸水量、滤网等)。

我们从以上条件可以推断出:转鼓转速不变。因为在相同的过滤面积的情况下,只有滤饼的厚度和转鼓转速相同,生产能力才能相当。因为转鼓转速相同,所以,每单位滤饼的抽真空时间相同,出料的水分也就相同。因此,超级滤碱机的过滤效能并没有比普通滤碱机有所提升。

为什么不能降低转鼓转速,保证超级滤碱机滤饼面与普通滤碱机的滤饼面线速度相同,增加滤饼的厚度,这样照样能保证生产能力相当,但抽真空的时间却延长了,滤饼水分肯定更低。

这种看法,对于超级滤碱机与普通滤碱机的对比,实际上是没有意义的。降低转鼓转速,增加滤饼厚度,出料情况对于超级滤碱机和普通滤碱机来说是一样的,因为,对于转鼓的某一轴向截面上,单位时间通过的滤饼的量是相等的,单位滤饼的抽真空度的时间是相等的,出料水分也应该一致。这里也可以看出,超级滤碱机的过滤效能并没有比普通滤碱机有所提升。而且,因为出料水分与滤碱机的产能之间相互制约,如若降低转鼓转速,势必会降低滤碱机的产能。

我们应该明确,对于滤碱机滤网上的某一单位点的滤饼的水分与抽真空的关系是:无论是运动着抽,还是静止不动的抽,水分高低只取决于抽真空的时间,而并不取决于抽真空的距离,抽真空的有效时间越长,滤饼水分越低,与运动速度无关。

同时,超级滤碱机方案带来如下几个负面问题:

1)转鼓直径加大,长度减小(如图1),转鼓内流道的长度增长了,导致气液混合物在流道停留的时间延长,增加了流道阻力,使流道更容易产生积液和积碱;

2)流道增长了,吹风压缩气与真空切换时,流道内吹风和真空相互中和的量加大,更加浪费压缩气和真空,增加了能耗;

3)超级滤碱机制造成本增加了,大家都知道,面积均等的情况下,正方形比长方形的周长短,圆的周长最短,围成正方形的周长比围成长方形的周长用的材料要少,制作滤碱机转鼓就相当于围成这样的一个空腔,因此,一般情况下,转鼓的长径比为1∶1时制作转鼓的材料最省。

普通滤碱机与超级滤碱机的转鼓流道中心线的曲率比较接近,因此,这里直接比较流道中心线两端的直线距离来近似比较中心线长。因笔者自身学识有限,没有办法精确计算出实际流道的理论长度,各位读者有准确的方法,敬请指教。

如果,以上两种滤碱机已经制作好,并已投入使用的话,抛开以上真空度、滤饼厚度、转鼓转速、粒度、滤网目数、洗水量的干扰,超级滤碱机和普通滤碱机的出料水分等肯定十分接近,仅仅只会因操作习惯(主要包括液位、洗车频率)等使出料水分等有细微差别。要想真的增大滤碱机的干燥区,最直接办法是将干燥区的范围在圆周上的分布从200°～210°向上增加,从而增加了抽真空的时间,水分就会降低。但本方案因为滤碱机本身的固有特性,目前干燥区已经增加到最大,而无法在继续扩大了。所以,目前的滤碱机性能的提升方向应该在错气盘密封、真空度提高、新型滤网、卸料方式、洗水这些方向。

[1] 中国纯碱工业协会.纯碱工学[M].北京:化学工业出版社,1990

TQ 114.15

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1005-8370(2010)02-23-02