浅析水平带式真空过滤机滤布再生性能、工艺方法及其应用

摘要：滤布是水平带式真空过滤机的核心部件。滤布作为水平带式真空过滤机的过滤介质，其再生性能的优劣、再生工艺方法的合理选择和应用，对于保证水平带式真空过滤机的过滤性能、延长滤布的使用寿命、降低运行成本等起着至关重要的作用。现介绍了水平带式真空过滤机的工作原理以及滤布的运行原理、分类、特性等，重点分析了水平带式真空过滤机滤布再生性能的影响因素、再生工艺方法及其应用情况，以延长滤布的使用寿命，降低更换滤布的运行成本。

关键词：水平带式真空过滤机;滤布;再生性能;工艺方法

0 引言

在固液分离机械中，采用滤布作为过滤介质的设备有很多类型，如板框厢式压滤机、水平带式真空过滤机、圆盘真空过滤机、带式压榨机等。无论哪种类型的固液分离设备，滤布的规格型号及其清洗再生性能、再生工艺方法的合理应用都是至关重要的，不同的设备类型，对滤布的选择及使用既有共性又有特殊性。本文主要分析水平带式真空过滤机中滤布的再生性能、再生工艺方法及其应用情况。

1 水平带式真空过滤机的工作原理

水平带式真空过滤机以滤布为过滤介质。料浆经进料装置均匀分布在移动的滤布上，经过真空室的真空抽吸，料浆中的水分依次通过滤布、真空室或滤盘滤板上的排液孔等进入排液总管，并最终经过汽水分离器等排出;同时，料漿抽滤后形成的滤饼向前行进接受洗涤，并再经真空抽吸，直至在卸料辊处由刮刀或钢丝卸除，从而实现料浆的固液过滤、分离。

水平带式真空过滤机按其结构和特征可分为：固定室型水平带式真空过滤机（橡胶带）（DU型）、移动室型水平带式真空过滤机（DI型）、过滤带间歇运动型水平带式真空过滤机（DJ型）。

图1和图2分别是固定室型水平带式真空过滤机（橡胶带）（DU型）和移动室型水平带式真空过滤机（DI型）的工作原理图[1]。

2 水平带式真空过滤机中滤布的运行原理、分类、性能简介

2.1    运行原理

水平带式真空过滤机中滤布的运行，主要依靠真空源所提供的真空吸力以及所过滤的物料及其自身重力附着在橡胶带或滤盘滤板上，由电动减速机驱动主动辊或头轮所产生的摩擦力拖动而连续运行。在运行过程中，滤布因过滤机运行原理和结构，受到各辊筒表面摩擦力、刮板或钢丝阻力及张紧力的作用，容易引起滤布拉伸或收缩、磨损、跑偏、褶皱、再生效率降低等，进而影响过滤机的过滤性能。

2.2    分类

滤布作为一种柔性过滤介质，是目前过滤设备中使用量最大的一种，在石油、化工、烟气脱硫等行业尤为如此。

滤布按材质不同可分为：涤纶（聚酯）滤布、丙纶（聚丙烯）滤布、尼龙（聚酰胺、锦纶）滤布、棉滤布等;按织法不同可分为：平纹滤布、斜纹滤布、缎纹滤布、非织造类滤布（无纺布）等;按滤布纱线构成不同可分为：单丝滤布、复丝滤布、短纤维纱滤布等;按丝线层数不同可分为：单层滤布、双层滤布、多层滤布等[2]。

2.3    性能简介

滤布性能主要有过滤性能、使用性能和机械性能。其中，过滤性能决定滤布完成特定过滤工作的能力，使用性能控制滤布对环境的相容性，机械性能决定滤布适用的过滤机种类。

3 水平带式真空过滤机滤布再生的工艺方法及其应用

3.1    滤布再生

对于全新投入设备运行的滤布，其过滤性能自然是最佳的。而随着滤布使用时间的延长，滤布上部分孔隙被物料中固相颗粒堵塞，使过滤阻力上升，过滤速率下降，因此需要再生。

3.2    影响滤布再生性能的因素

（1）滤布的纱线构成、纤维长短、织法。一般来说，单丝滤布的再生性能最好，长丝滤布次之，短纤维滤布最差。平纹滤布的再生性能差，斜纹、缎纹类滤布的再生性能好。缎纹滤布容易卸除滤饼，降低固相粒子在滤布内部被捕捉的可能性。而非织造类滤布即无纺布的再生性能最差。

（2）滤布的精加工。经过砑光改善滤布表面特性，使滤布表面光滑，容易卸除滤饼，调节滤布渗透性，提高过滤及再生效率。滤布的渗透性可以决定稀薄滤浆中的粒子在介质内部的捕捉量，从而影响滤布冲洗再生的能力。而对滤布进行微孔聚合物涂覆，则能进一步提高滤布的过滤精度，改善滤饼的剥离条件，提高滤布的再生性能。

（3）过滤浆液的理化性能。浆液的浓度、流体黏度、固相粒子的分级、运行温度、pH值等也会对滤布的再生性能产生不同程度的影响。

（4）其他因素，包括滤布使用的生产工艺、滤布生产商的加工制作质量、卸料刮刀的材料及结构以及其他特殊要求或参数。

3.3    滤布再生工艺方法及其应用

3.3.1    扇形喷嘴冲洗

水平带式真空过滤机滤布最通常的冲洗再生方法是采用不锈钢冲洗水管上加装带相应卡箍的不锈钢扇形喷嘴，提供流量和压力符合要求的工艺水，对准滤布正、反两面进行全方位冲洗。喷嘴的喷射角度、孔径、数量的设置，可分别根据冲洗水管的安装位置、数量、水质条件、供水压力和流量等具体情况确定。冲洗压力一般为0.3～0.5 MPa。

3.3.2    高压水冲洗

应用于不锈钢二次钢渣过滤脱水的水平带式真空过滤机，经球磨后矿浆粒度较细，固态颗粒容易被截留在滤布内，通常会在扇形喷嘴冲洗的基础上增加一道高压水冲洗。高压水冲洗可以结合滤布实际运行状况，间歇性开启使用，每次使用的时间也可以根据工作需要来调整。

3.3.3    电动刷辊洗刷

应用于煤化工行业灰渣细渣抽滤干排，催化剂、分子筛、尾矿干堆处理等工艺中的水平带式真空过滤机，其滤布再生通常会先用扇形喷嘴冲洗滤布的正、反面，再设置一套辅助的电动刷辊装置对滤布的工作面进行滚刷，提高滤布表面固态残渣的去除率，提高滤布的再生效率。电动刷辊装置采用电动机与皮带轮减速机构，皮带可采用V型定长皮带或活络皮带。活络皮带方便调节皮带的松紧[3]。电动刷辊转速，可以是常规定频定速的，也可以是变频调速的，根据不同的滤布宽度来确定。刷辊电机的功率一般为0.75～1.1 kW。

3.3.4    超声波清洗

在一些电厂脱硫石膏二级脱水的DU型真空过滤机上，滤布再生工艺会采用超声波振子清洗方式。超声波发生器的功率一般在1.5～3 kW，振子频率在25～30 kHz。

3.3.5    酸浸或碱浸化学清洗

针对需要过滤的浆液中含有油污，或会在滤布表面形成碱性或酸性结垢的工艺场合，可以增设酸液或碱液浸洗槽箱，对滤布进行化学浸泡清洗再生。

3.3.6    折流喷射冲洗

对于一些工艺水质偏硬、杂质含量较高的过滤机应用场合，常规扇形喷嘴容易堵塞，造成滤布再生效率降低，影响滤布过滤性能。除考虑在冲洗水供给管路上增加过滤器外，在冲洗水量和水压足够有余量的条件下，可以采用高速水流进行滤布正、反面的喷射冲洗，即取消喷嘴，直接在冲洗水管的喷射部位采用喷管钻小孔与折流板，能起到很好的清洗再生效果。

3.3.7    其他工艺方法

滤布的再生，特别是非机织布即无纺布的再生，应做到每次停止投料运行前，需采用清水将整条滤布冲洗干净。下次投料开始时，需先用清水将整条滤布打湿后再进行投料。

4 结语

水平带式真空过滤机所应用的行业和工艺千差万别，滤布本身的规格型号、性能参数也是各式各样，所以滤布再生工艺方法也要根据实际需要来选择。实际上，滤布在实际使用过程中，过滤速率是指滤布进入“再生性能稳定期”时的过滤速率，滤布选型时在满足生产规定的过滤精度的前提下，应着重选择再生性能好的滤布，并应用合理的再生工艺方法，才能让滤布的“再生性能稳定期”更长久，从而延长滤布的使用寿命，降低更换滤布的运行成本，帮助企业获得良好的经济效益。

[参考文献]

[1] 丁启圣，王维一.新型实用过滤技术[M].4版.北京：冶金工业出版社，2017.

[2] 王维一，丁启圣.过滤介质及其选用[M].北京：中国纺织出版社，2008.

[3] 聞邦椿.机械设计手册[M].6版.北京：化学工业出版社，2017.

收稿日期：2020-06-10

作者简介：周志诚（1976—），男，浙江湖州人，高级工程师，研究方向：过程装备与控制、环保技术及管理。