高效節(jié)能過濾分離機(jī)械與技術(shù)的發(fā)展

朱江寧

摘 要：過濾分離機(jī)械能夠?qū)Y源進(jìn)行清潔，并且在資源的循環(huán)利用中起到了十分重要的作用。在近些年來，工業(yè)上對液體與固體分離的技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，同時固液分離的技術(shù)也得到了快速的發(fā)展，但是與此同時，對于固液分離的標(biāo)準(zhǔn)也逐漸更加苛刻。就目前而言，需要更加高效的固液分離技術(shù)在工業(yè)上進(jìn)行應(yīng)用。結(jié)合自21世紀(jì)以來過濾分離機(jī)械與技術(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用與發(fā)展，從高效、節(jié)能等方面闡述過濾分離機(jī)械與技術(shù)的發(fā)展，對高效節(jié)能過濾分離機(jī)械與技術(shù)的工作過程進(jìn)行簡要介紹。

關(guān)鍵詞：高效節(jié)能;過濾分離;機(jī)械與技術(shù)

中圖分類號：TQ051.8文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：2096-6903（2022）08-0117-03

0 引言

在經(jīng)濟(jì)全球化的趨勢之下，對資源進(jìn)行高效的利用，加強(qiáng)我國的環(huán)境保護(hù)是我國的重要目標(biāo)。伴隨著在全球掀起低碳生活的浪潮，世界上很多發(fā)達(dá)國家都逐漸意識到過濾分離機(jī)械與技術(shù)的重要性。在如今的國際市場中，過濾分離機(jī)械行業(yè)已經(jīng)成為世界上很多發(fā)達(dá)國家的重要市場競爭力。需要更加高效的固液分離技術(shù)應(yīng)用于提取高純度物質(zhì)以及生化中間體中，因此固液分離速度快且高效的過濾技術(shù)需要在我國被深入研究。

1過濾分離機(jī)械與技術(shù)的現(xiàn)狀

過濾與分離機(jī)械屬于化工過程與控制機(jī)械的范疇，在我國過濾與分離機(jī)械的種類較多，且技術(shù)得到了空前的發(fā)展，但是在國際形勢之下，國內(nèi)對過濾與分離機(jī)械的標(biāo)準(zhǔn)并沒有進(jìn)行統(tǒng)一，都是根據(jù)各個廠家的實(shí)際情況來對其進(jìn)行定位。

1.1 過濾分離機(jī)械的發(fā)展歷程

在十八世紀(jì)，我國出現(xiàn)了第一個過濾器，其主要功能是用于過濾豆?jié){，隨后再在離心力的作用下來對蜂蜜進(jìn)行分離。在此之后，過濾分離機(jī)械在世界上都沒有得到很好的發(fā)展，直至上個世紀(jì)過濾分離機(jī)械才得到了迅猛地發(fā)展，隨后過濾分離機(jī)械中逐漸出現(xiàn)超導(dǎo)分離、納濾等其他過濾分離機(jī)械。

1.2 過濾分離機(jī)械技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與未來趨勢

1.2.1 過濾分離機(jī)械技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

目前在世界上過濾分離技術(shù)在研究中，主要依據(jù)以下內(nèi)容：

第一，在世界中的資源逐漸變少，為了能夠讓資源充分發(fā)揮其利用率，需要研究出較為完善的過濾分離技術(shù)來讓資源能夠得到充分的利用。

第二，在污水的排放中，世界上各個發(fā)達(dá)國家對于工業(yè)生產(chǎn)中所產(chǎn)生的廢水排放都有著嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，對于礦山尾礦的過濾分離也制定著嚴(yán)格的要求。

第三，工業(yè)在對物體需要進(jìn)行更高純度的提取，例如在醫(yī)藥的生產(chǎn)過程中以及食品的提純或是對高純度水的提取過程中，都需要更高精度的過濾分離機(jī)械與技術(shù)。

第四，在未來的能源使用中，能源的多元化使用已經(jīng)呈現(xiàn)必然的趨勢，因此，在對多元化能源的處理過程中也需要使用到更加高效的過濾分離機(jī)械與技術(shù)。

第五，傳統(tǒng)的工業(yè)逐漸不能夠滿足現(xiàn)代化工業(yè)的需要，因此在科技的不斷發(fā)展之下，傳統(tǒng)的工業(yè)技術(shù)也需要逐步改進(jìn)，過濾分離機(jī)械與技術(shù)在不久的將來也會投入到傳統(tǒng)工業(yè)上進(jìn)行使用。

1.2.2 過濾分離機(jī)械與技術(shù)發(fā)展趨勢

今后過濾分離技術(shù)與設(shè)備要求能夠做到以下幾點(diǎn)：

第一，以資源環(huán)保以及對水資源的處理情況來看，需要能夠形成規(guī)?；夷軌蛐纬勺詣踊倪^濾分離流程。

第二，在制藥的制取以及生物化工的研究中需要精度高且對過濾分離物污染較小的過濾分離機(jī)械與技術(shù)。

第三，化學(xué)中經(jīng)常會出現(xiàn)十分難以進(jìn)行分離的材料，因此需要對化學(xué)中這些十分難以進(jìn)行分離的材料進(jìn)行特殊設(shè)備的研究，還需要能夠突破往常使用濾餅進(jìn)行過濾的方式，利用動態(tài)的濾餅層來進(jìn)行過濾。

第四，要能夠從濾液中提取出有價值的物質(zhì)，并且要能夠考慮到在對固體進(jìn)行干燥過程中的能源損害，要開發(fā)出高效率的過濾分離機(jī)械與技術(shù)，要求節(jié)約能源，例如如今各個種類的壓濾機(jī)設(shè)備的應(yīng)用。

1.3 我國過濾分離機(jī)械技術(shù)的發(fā)展

自我國改革開放之后，不斷地引進(jìn)國外的過濾分離技術(shù)，特別是對材料提純、吸收技術(shù)等，讓我國的分離機(jī)械與技術(shù)得到了充分的發(fā)展。目前我國的廂式壓榨過濾機(jī)已經(jīng)被出售國外多個國家，但是我國設(shè)備相較于國外的一些發(fā)達(dá)國家相比價格偏低，并且在設(shè)備上還存在著一些問題，其主要問題包括材料、分離機(jī)械的控制水準(zhǔn)與機(jī)械的可靠性。

1.4 過濾分離機(jī)械技術(shù)所存在的問題

液體與液體之間、液體與固體之間等以液體形式作為介質(zhì)的物理狀態(tài)我們稱之為液相非均相物系。而液相非均相物系的過濾分離技術(shù)作為工業(yè)生產(chǎn)中的一項(xiàng)重要步驟在我國也得到了十分廣泛的應(yīng)用，例如在化工、機(jī)械等行業(yè)中，都需要進(jìn)行過濾分離技術(shù)。

而過濾分離技術(shù)在實(shí)際使用中，相較于傳統(tǒng)的蒸發(fā)、干燥等分離步驟相比，能夠?qū)⒐桃夯旌蠣顟B(tài)的固體進(jìn)行高效的提取，并且能夠極大地減少能源的損耗。因此，過濾分離技術(shù)在世界上都得到了深入的研究。

1.5 過濾分離機(jī)械選型與使用中所面臨的問題

過濾分離機(jī)械的技術(shù)水平以及是否能夠根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的過濾分離機(jī)械對于分離后物體的質(zhì)量有著重要的作用，同時也能夠決定著成本的投入以及最終所取得的經(jīng)濟(jì)效益和資源是否能夠得到充分的使用。目前我國在過濾分離機(jī)械的選擇和使用過程中所面臨的主要問題是對分離物體的具體性質(zhì)的了解不夠深入，對于上一道工藝與下一道工藝的了解甚少，不夠合理的集成工藝，對新型的過濾分離機(jī)械的了解不夠深入，不能夠選擇最為合適的過濾分離機(jī)械，在進(jìn)行分離過濾時，沒有選擇合適的過濾截止，在操作過程中，對于操作的環(huán)境不能夠進(jìn)行確定等因素。

2高效節(jié)能過濾分離機(jī)技術(shù)的使用

2.1 廂式壓榨過濾機(jī)

廂式壓榨過濾機(jī)其特點(diǎn)是在對物體進(jìn)行加工過程中，對物體的適應(yīng)能力加強(qiáng)，并且在過濾時，其面積能夠廣闊地選擇空間，過濾時的壓力較高，在操作過程中結(jié)構(gòu)也較為簡單，在過濾后的產(chǎn)品中固體的回收率高，同時能夠節(jié)約能源，因此，廂式壓榨過濾機(jī)在我國得到了廣泛的應(yīng)用與發(fā)展。

廂式壓榨過濾機(jī)相較于傳統(tǒng)的板框壓榨過濾機(jī)能夠提高更大的壓力，廂式壓榨過濾機(jī)器壓力值可達(dá)到1.7 MPa，但是這也容易導(dǎo)致在高壓的狀況下濾板容易被壓壞，廂式隔膜壓濾機(jī)不需要高壓來對物體進(jìn)行過濾，因此其內(nèi)部的濾板受到破壞的幾率較小，在裝載濾餅時使用的時間也較少，過濾之后的產(chǎn)物質(zhì)量更高。

2.2 帶式壓榨過濾機(jī)

帶式壓榨過濾機(jī)通過其環(huán)繞的濾帶來實(shí)現(xiàn)過濾，帶式壓榨過濾機(jī)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較為簡單，在操作過程中較容易上手，并且能源的損耗也少，在工作過程中不會產(chǎn)生過大的噪音，在進(jìn)行工作時能夠具有較大的物體處理量，可以進(jìn)行長時間的工作等特點(diǎn)。

帶式壓榨過濾機(jī)的結(jié)構(gòu)有很多種，但是帶式壓榨過濾機(jī)的工作原理與工作過程基本是相同的，壓榨輥的工作方式一共有兩種，一種是相對輥式，另一種則為水平輥式。相對輥式在工作中物體的接觸面積較小，但是其壓力大，壓榨的時間較其他的壓榨機(jī)較短，水平輥式則是利用濾帶中的張力來對輥?zhàn)拥那孢M(jìn)行壓榨，水平輥式的特點(diǎn)是接觸面比相對輥式的接觸面要寬，并且能夠進(jìn)行充分壓榨。目前而言，帶式壓榨機(jī)中利用水平輥式的使用范圍較廣。

2.3 陶瓷過濾機(jī)

2.3.1陶瓷過濾機(jī)的特點(diǎn)

陶瓷過濾機(jī)在煤炭、化學(xué)等領(lǐng)域都得到了廣泛的發(fā)展與應(yīng)用。陶瓷過濾機(jī)的特點(diǎn)如下：

第一，陶瓷過濾機(jī)選擇使用氧化鋁來作為濾片，不使用濾布進(jìn)行過濾，這一特點(diǎn)取代了傳統(tǒng)的加壓壓濾機(jī)。

第二，濾片具有60%～80%的開孔率。

第三，利用自然力來進(jìn)行脫水，因此只需要真空泵就可以完成很多工作，在處理物料時具有較大的處理能力，并且其內(nèi)部的濾餅中的含水量也極少。

第四，能源消耗小，僅僅需要真空泵即可進(jìn)行工作。

2.3.2過濾介質(zhì)的效果

第一，效果比較明顯，并且介質(zhì)中的含水量極低，有些甚至于可以直接進(jìn)行冶煉。

第二，相較于傳統(tǒng)的過濾機(jī)，要節(jié)能至80%～90%。

第三，具有較強(qiáng)的處理能力。

第四，在處理物料方面，具有較高的精度。

第五，幾乎沒有濾布的損耗，并且在安裝與維修過程中不需要高昂的花費(fèi)。

第六，當(dāng)遇到堵塞的情況時，便于進(jìn)行清洗。

2.4 動態(tài)過濾設(shè)備

動態(tài)過濾設(shè)備具有濾餅?zāi)軌驅(qū)⒆枇p小，并且當(dāng)其處于喂料過程中能夠減小物料自身的粘度，能夠不間斷地對動態(tài)過濾設(shè)備進(jìn)行增加物料，還能夠連續(xù)對物料的殘渣進(jìn)行處理，在過濾面積相同的情況下，動態(tài)過濾設(shè)備具有更高的速度。

傳統(tǒng)的過濾方法是將物料垂直倒入過濾介質(zhì)中，固體會因體積堆積而被留在介質(zhì)的表面，形成一層濾餅。隨著過濾的不斷進(jìn)行，濾餅也會隨之增厚，過濾中的阻力也會不斷地增加，使得過濾的速度變慢，最后使得無法再進(jìn)行過濾。而動態(tài)過濾設(shè)備更加適用于非牛頓流體的物料來進(jìn)行過濾。因此，可將動態(tài)過濾設(shè)備的特性歸納如下：

第一，在分批過濾操作改成動態(tài)過濾之后，能夠?qū)⑽锪线M(jìn)行長時間的操作，并且能夠大大增加物料的濃度。

第二，之前不容易進(jìn)行過濾的物料，例如有些物料具有較高的可壓縮性，在形成濾餅之后會形成阻力較大的濾漿，但是在運(yùn)動過程中進(jìn)行過濾，就可以將阻力大大減少，加倍地讓過濾速度增加。

第三，在對濾餅層進(jìn)行清洗過程中，減少了很多麻煩，提高了清洗的效率。

第四，能夠避免在裝載物料時所出現(xiàn)的問題。

2.5 立式加壓過濾機(jī)

立式加壓過濾機(jī)具有以下特點(diǎn)：

第一，立式加壓過濾機(jī)的壓力較大，其壓力值可達(dá)到1.7 MPa，并且其濾餅中沒有較多的水分，在節(jié)約能源的方面更能夠發(fā)揮其作用。

第二，在對精礦進(jìn)行脫水的過程中，其濾餅中的水分比傳統(tǒng)過濾設(shè)備低，有的物料水分基本處于10%以下，因此這樣就能夠避免在下一步的工藝中再次進(jìn)行干燥或烘干等操作，以此來讓工藝流程變得簡約，減少成本的投入，減少能源的消耗，對過濾的環(huán)境進(jìn)行改善并且還能夠降低運(yùn)維的成本。

第三，立式加壓過濾機(jī)其所占用的面積較少。

第四，在洗滌過程中，效率較高，同時不需要過多的清洗也即可完成洗滌。

第五，立式加壓過濾機(jī)可以進(jìn)行全自動的工作。

2.6 臥式柱/錐雙擊活塞推料離心機(jī)

臥式柱/錐雙擊活塞推料離心機(jī)能夠適用于分離普通臥式所要進(jìn)行分離的物料，同時也能夠適用于較為細(xì)小的顆粒，并且臥式柱/錐雙擊活塞推料離心機(jī)在生物制藥與制鹽過程中也能夠起到脫水的作用。

3我國發(fā)展高效節(jié)能過濾分離機(jī)械與技術(shù)的策略

早在很久之前，我國就已經(jīng)采用使用真絲網(wǎng)來對草藥進(jìn)行過濾的方法，過濾分離技術(shù)的創(chuàng)始是瀝干造紙。但是由于歷史原因，使得分離過濾機(jī)械與技術(shù)在很久都沒有在技術(shù)上的突破，導(dǎo)致我國相較于國外一些發(fā)達(dá)國家在過濾分離機(jī)械與技術(shù)上都有著很大的差距。為了縮短我國與國外一些發(fā)達(dá)國家的過濾分離機(jī)械與技術(shù)的差距，需要在短期內(nèi)深入對過濾分離機(jī)械與技術(shù)的研究，以提高我國過濾分離技術(shù)的水平。

過濾與分離技術(shù)實(shí)際上是一個具有綜合性的技術(shù)，需要通過多個學(xué)科的共同融合，并且過濾與分離技術(shù)已經(jīng)成為我國現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的一項(xiàng)十分重要的因素。過濾分離技術(shù)還需要國家對其相關(guān)企業(yè)進(jìn)行宏觀調(diào)控，對過濾分離技術(shù)的發(fā)展指引方向。以我國目前的形勢來看，我國過濾與分離技術(shù)產(chǎn)業(yè)在華東地區(qū)占據(jù)著50%的比例，而中西部地區(qū)的企業(yè)占比較少，國家需要對過濾分離技術(shù)企業(yè)進(jìn)行調(diào)控，加大過濾分離技術(shù)的投入，讓各個地區(qū)的過濾分離技術(shù)研究能夠協(xié)調(diào)發(fā)展，并且能夠在短時間內(nèi)縮短與國外發(fā)達(dá)國家之間的差距。

4結(jié)語

高效節(jié)能的過濾分離技術(shù)對于我國的環(huán)境保護(hù)以及生化生產(chǎn)等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用，同時也能夠促進(jìn)我國在國際上的核心競爭力。在此背景之下，要深入對過濾分離機(jī)械與技術(shù)的研究與發(fā)展，不斷學(xué)習(xí)新的科學(xué)技術(shù)，對傳統(tǒng)的過濾分離技術(shù)不斷進(jìn)行更新，加大對過濾分離機(jī)械與技術(shù)相關(guān)人才的培養(yǎng)，不斷完善過濾分離體系，同時緊抓過濾分離技術(shù)的發(fā)展契機(jī)，讓過濾分離機(jī)械與技術(shù)能夠得到空前的發(fā)展，并且要能夠讓更加高效節(jié)能的過濾與分離技術(shù)在我國的各個相關(guān)企業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，以此來加大對資源的利用以及對環(huán)境的保護(hù)，讓我國的社會技術(shù)能夠得到進(jìn)步與發(fā)展。