金属烧结网式过滤座的开发

冯小朋 吴炳珑

（天华化工机械及自动化研究设计院有限公司）

随着压力过滤机的广泛使用，不同的物料由于其特性和粒径不同，对过滤、分离的要求也不尽相同， 压力过滤机现使用过滤座+滤布的过滤方法来实现物料的过滤与分离，受滤布编织方式的影响，压力过滤机滤布组合式过滤座只能用于分离对应粒径的物料，严重限制了设备的使用范围。

为适应粘性较大、粒径范围分布较广的物料的过滤和分离，笔者选择承压较好、孔隙范围较大的烧结网作为研究开发对象。 由于金属烧结网孔径可调节范围大，因此研究烧结式过滤座可扩大压力过滤机的使用范围。

1 过滤座工作原理

如图1 所示，过滤座本体安装在转鼓筋板与转鼓内筒所形成的过滤腔体内。 进料时，来自外界的带压浆料自泵打入转鼓过滤腔体内，在压力的作用下液体自过滤座本体流道收集并自液体排出管排出， 固体截留在过滤座上部形成滤饼；洗涤时，带压洗涤液自外界打入穿过滤饼层带走滤饼中的杂质，洗涤液从液体排出管排出；干燥时， 来自外界的带压干燥气体进入过滤腔体，通过压力将滤饼层上部液体自液体排出管排出，同时干燥气体穿过滤饼层达到或接近饱和状态亦可将滤饼中的湿分带走并从液体排出管排出；卸料时，随着转鼓的转动，过滤腔体转至图2 所示位置，卸料反吹气自转鼓内部通过反吹气管作用于滤饼层底部，滤饼自出料口排出。 清洗时，卸料完成后过滤腔体随转鼓转动至清洗区，来自外界的带压清洗液将过滤腔体、过滤座表面等清洗干净然后过滤腔体进入下一工作周期。 自此，过滤座在转鼓内部完成一周期工作。

图1 过滤座在压力过滤机中的工作原理

图2 卸料反吹示意图

2 滤布组合式过滤座

压力过滤机滤布组合式过滤座（图3） 由滤布、孔板、过滤座本体和方形填料构成。 过滤座本体根据设计要求通过精密铸造成型，将孔板焊接在过滤座本体上，将四周打磨光滑后用方形盘根将滤布固定在过滤座和孔板上，从而形成一套滤布组合式过滤座。

图3 滤布组合式过滤座结构

这种过滤座由于盘根、 滤布包装等问题，包装完成后可能存在安装困难等情况，并且包装人力成本较高；其次，由于外层为非金属滤布，在运输过程中， 滤布与过滤座本体磕碰很容易损坏；另外，受滤布材料特性限制，长周期运行时可能会由于压力、 温度等变化导致滤布孔隙发生变化，继而影响过滤精度、过滤效率、洗涤液流量和干燥气流量。

滤布组合式过滤座采用非金属滤布对物料进行过滤，当需过滤的物料粘性较大或粒径较细时，所需卸料反吹气压力相应会较大，同时对滤布孔隙大小和滤布材料要求相应较高。 较高的卸料反吹气会减少滤布使用寿命，而较高材质要求的滤布会大幅增加过滤成本。

为了解决上述问题， 扩大压滤机的适用范围，笔者开发了金属烧结网式过滤座。

3 金属烧结网式过滤座

3.1 金属烧结网式过滤座结构

金属烧结是粉末或粉末毛坯加热到低于其中基本成分的熔点温度，再以一定方法和速度冷却至室温， 使粉末或粉末毛坯发生粘结的过程。烧结过程中会发生一系列物理和化学反应，从而获得所需物理特性、机械性能的制品或材料。 金属烧结网式过滤座（图4）是将金属烧结网通过特殊的烧结方式烧结于过滤座本体上，烧结网成型过程中可根据物料特性和过滤分离透气性要求增加导流板，导流板均布在烧结网内部，烧结网根据要求可烧结成单层或多层，多层金属烧结网为重叠烧结或错位烧结后形成网状结构。

图4 金属烧结网式过滤座

3.2 金属烧结网式过滤座优缺点

金属烧结网式过滤座的优点在于：

a. 成型简单，易于安装和运输。 金属烧结网式过滤座可根据物料特性和物料粒径大小直接烧结成型，所有烧结完成的外表面光滑并且尺寸统一；另外，本实用新型全部为金属材料，易于包装运输。 同时，金属烧结网式过滤座相对于滤布组合式过滤座重量较轻，安装更容易。

b. 孔隙均匀，过滤精度准确，过滤效率高，流量稳定。 金属烧结网式过滤座可根据工况和物料特性进行单层或多层烧结网烧结，多层烧结亦可重叠或错位烧结，成型后孔隙均匀，长周期运行时可使过滤精度准确、过滤效率提高，稳定的孔隙间距可保证洗涤液或干燥气的流量稳定。

c. 使用范围广。 在能满足旋转压力过滤机的工况下，金属烧结网可做成任意孔隙间距的过滤座，相对滤布组合式过滤座应用范围更广，不但适用于所有旋转压力过滤机过滤单元中的过滤座结构，而且适用于其他类似旋转压力过滤机的过滤设备。

d. 刚性、强度好。 金属烧结网式过滤座由于强度和刚性比滤布组合式过滤座好，可承受正反两方面压力作用范围更大， 并且运行周期更长，更换频次更低。

e. 耐腐蚀性能好。金属烧结网式过滤座可根据物料特性和工况选择性进行烧结，可防止过滤座与溶剂或物料发生反应。

f. 过滤、洗涤、干燥效果好。 金属烧结网式过滤座在烧结过程中增加的导流板可使滤液或气体流速在一定范围内可控， 能保证滤液及时排出、干燥气体分布均匀，提高过滤、洗涤、干燥效果； 反吹时使气体均匀作用在整个烧结板上，保证卸料效率高的同时可防止长时间作用同一位置而降低使用周期。

g. 清理方便，使用周期长，成本低。当过滤座孔隙被物料堵塞时，金属烧结网式过滤座由于强度、刚性、耐腐蚀性相对于滤布组合式过滤座较好，可使用各种有机溶剂进行浸泡或清洗，亦可使用高压水枪等方式进行清洗， 有效防止变形、损坏及腐蚀等，进而使用周期相对于滤布组合式过滤座更长，同时降低使用、更换过滤座的成本。

金属烧结网式过滤座的缺点在于：

a. 单次成型成本高。金属烧结网式过滤座相对于滤布组合式过滤座单次成型成本相对要高。

b. 成型后不易更换。金属烧结网式过滤座是通过特殊的烧结方式烧结于过滤座本体上的，若使用者想更换使用物料时，不像滤布组合式过滤座拆除原滤布更换新滤布后即可使用，必须将烧结网拆除，拆除时还容易破坏滤座本身结构。

c. 对于粘性较大的物料来说不易卸料。 物料粘性大时， 由于滤布组合式过滤座中滤布较软，在反吹气作用下易鼓起利于卸料，而金属烧结网式过滤座强度较好，反而不易卸料。

4 结束语

通过对滤布组合式过滤座与金属烧结网式过滤座的对比，并结合实际应用情况，可以看出金属烧结网式过滤座更适合于压力过滤机的推广和市场需求，在今后的使用中，应研究利于拆卸更换、质地较软的烧结网，从而促使压力过滤机的使用范围更加广泛。