碟式分離機

科學知識 9547 538 2016-08-07

碟式分離機是沉降式離心機中的一種,用于分離難分離的物料(例如粘性液體與細小固體顆粒組成的懸浮液或密度相近的液體組成的乳濁液等)。分離機中的碟式分離機是應用最廣的沉降離心機。

基本信息

  • 中文名稱

    碟式分離機

  • 目    的

    分離難分離的物料

  • 主要參數

    轉鼓轉速

  • 類    別

    沉降式離心機

目錄
1主要參數
2主要應用領域
3原理與結構
4操作
5排渣方式

主要參數

碟式分離機主要操作參數為:轉鼓轉速,清液與重液分界面的位置,加料速度等。

碟式分離機主要結構參數為:轉鼓內直徑,當量沉降面積,碟片的尺寸與碟片總片數,排渣方式及排渣機構。

主要應用領域

1.礦物油行業:船舶主機、陸用柴油機、電站等燃油和潤滑油的凈化;

2.乳制品行業:鮮牛乳的澄清和凈化、脫脂;

3.植物油行業:棕櫚油的凈化和澄清,植物油精煉的脫膠、脫皂、脫水和脫蠟等;

4.飲料制品行業:啤酒、果汁、飲料等澄清,植物蛋白的提取、廢水處理等;生物工程發酵液的澄清;碟式分離機碟式分離機

5.淀粉行業:淀粉漿的濃縮和分級;

6.制藥行業:抗生素類、生化制藥類藥劑萃取過程中的凈化或澄清,中藥藥劑的澄清等;

7.化工行業:化工原料的凈化或澄清;

8.羊毛脂行業:從洗毛污水中提取和凈化羊毛脂;

9.膠乳行業:凈化和濃縮天然橡膠乳漿;

10.其他行業:如實驗室、石油、焦化、高嶺土、紙漿回收、電解液處理、廢水處理、環保等,以及動植物蛋白的提取、動物脂肪的提取及精煉、混合脂肪酸的分離。

船用碟式分離機主要用于清除船舶柴油機等設備燃油和潤滑油中的水分和雜質,以減少機械設備的磨損,延長機械設備的壽命。船用碟式分離機的設計、制造和驗收符合GB/T5745-2002船用碟式分離機的標準。

原理與結構

碟式分離機是立式離心機,轉鼓裝在立軸上端,通過傳動裝置由電動機驅動而高速旋轉。轉鼓內有一組互相套疊在一起的碟形零件--碟片。碟片與碟片之間留有很小的間隙。懸浮液(或乳濁液)由位于轉鼓中心的進料管加入轉鼓。當懸浮液(或乳濁液)流過碟片之間的間隙時,固體顆粒(或液滴)在離心機作用下沉降到碟片上形成沉渣(或液層)。沉渣沿碟片表面滑動而脫離碟片并積聚在轉鼓內直徑最大的部位,分離后的液體從出液口排出轉鼓。碟片的作用是縮短固體顆粒(或液滴)的沉降距離、擴大轉鼓的沉降面積,轉鼓中由于安裝了碟片而大大提高了分離機的生產能力。積聚在轉鼓內的固體在分離機停機后拆開轉鼓由人工清除,或通過排渣機構在不停機的情況下從轉鼓中排出。

碟式分離機可以完成兩種操作:液-固分離(即底濃度懸浮液的分離),稱澄清操作;液-液分離(或液-液-固)分離(即乳濁液的分離),稱分離操作。

操作

轉鼓內裝有一疊錐形碟片,用離心沉降法分離乳濁液和低濃度懸浮液組分的離心分離機。碟式分離機可在密閉、高溫、低溫、加壓和真空等條件下操作,用于從牛奶中提取奶油和果汁、啤酒、動植物油、變壓器油等的凈化,以及酵母濃縮和從動物血漿中提取血清等。

分離懸浮液時(圖1a),懸浮液由中心進料管進入轉鼓,從碟片束外緣經碟片間隙向碟片內緣流動。因受離心力作用,固體顆粒在隨液體流動的同時沉降到各碟片的內表面,再向碟片外緣滑動,最后沉積到鼓壁上。已澄清的液體向轉鼓中心方向聚集,經溢流口或向心泵排出。分離乳濁液時(圖1b),乳濁液經碟片束上的進料孔進入各碟片間隙,按密度不同分為重液和輕液,重液沿碟片內表面向轉鼓壁流動,輕液向中心流動,經溢流口和向心泵分別排出。進料孔位置應在重液層與輕液層的交界處。此處稱為中性層,其半徑

,式中k為重液與輕液的密度比,R1和R2 分別為重液和輕液的排出口半徑。進料孔與中性層不重合時,排出的重液或輕液就不純凈,此時可改變重液或輕液排出口半徑來調整中性層位置。由于轉鼓內的液體被碟片束分為許多薄層,分離在薄層內進行,離心沉降的距離很短,顯著提高了分離速度。碟式分離機的分離因數較高,達4000~10000,并因轉鼓內的碟片數量多,顯著擴大了沉降面積,分離效率較高。

向心泵(圖1c)具有固定在機殼上靜止不動的葉輪,葉輪外緣浸沒在與轉鼓同步旋轉的分離液層內,分離液由葉輪外緣進入弧形流道,流至葉輪中心排液管排出。葉輪將旋轉液體的動能轉變為靜壓,將轉鼓中排出的分離液直接輸送至10~20米的高度。

排渣方式

人工排渣碟式分離機

系間歇操作。它由機座、傳動裝置、轉鼓和機殼等組成(圖2)。整機為立式,轉鼓為下支撐式。靠近轉鼓的主軸承外有 6個輻射狀布置的彈簧(或橡膠墊)組成的減震裝置。轉鼓的傳動裝置通常采取螺旋齒輪增速傳動,有的采取皮帶傳動。轉鼓蓋與轉鼓體由螺紋鎖緊圈固緊,并有密封圈防漏。碟片為圓錐形,其半錐角大于固體顆粒與碟片表面的摩擦角,一般為30°~45°,碟片數為50~180;碟片間隙為 0.5~2毫米。分離機工作一段時間后,轉鼓內壁上沉渣增多,分離液澄清度下降,當分離液澄清度不合要求時,停機拆開轉鼓,人工清除轉鼓內沉渣。這種分離機的處理量可達45米3/小時,適于處理顆粒直徑為0.001~0.1毫米、固相濃度小于 1%的懸浮液和乳濁液。

噴嘴排渣碟式分離機

連續操作。整體結構與人工排渣碟式分離機相似,但轉鼓(圖3)內腔呈雙錐形,可對沉渣起壓縮作用,提高沉渣濃度。轉鼓內直徑最大 900毫米。轉鼓周緣有噴出漿狀沉渣的噴嘴2~24個,噴嘴孔徑為0.5~3.2毫米。噴嘴的數目和孔徑根據懸浮液性質、濃縮程度和處理量確定。通過噴嘴的沉渣流速很碟式分離機碟式分離機大,噴嘴用耐磨材料如硬質合金、剛玉和碳化硼等制成。為提高排渣濃度,這種分離機還有將排出的沉渣部分送回轉鼓內再循環的結構。沉渣的固相濃度可比進料的固相濃度提高 5~20倍。這種分離機的處理量最大達300米3/小時,適于處理固相顆粒直徑為0.1~100微米、固相濃度通常小于 10%(最大可至25%)的懸浮液。

活門排渣碟式分離機

利用環狀活門啟、閉排渣口進行間歇排渣,又稱自動排渣碟式分離機。整體結構與人工排渣碟式分離機相似,特點是轉鼓(圖4)內有活門排渣裝置,可不停機卸除轉鼓內的沉渣。操作時,由轉鼓中心加料管加入懸浮液進行分離,活門下面的密封水總壓力大于懸浮液作用在活門上面的總壓力,活門位置在上,關閉排渣口(圖左邊的分離狀態)。排渣時,停止加料并由轉鼓底部加入操作水碟式分離機碟式分離機,開啟轉鼓周邊的密封水泄壓閥,排出密封水,活門受轉鼓內懸浮液壓力的作用迅速下降,開啟排渣口(圖右邊的狀態) 。排盡轉鼓內的沉渣和液體后,停止供給操作水,泄壓閥閉合,密封水壓升高,活門上升關閉排渣口,完成一次工作循環。自動控制活門排渣的方法有:①用時間繼電器按預定操作周期控制排渣;②用光電管監控分離液澄清度控制排渣;③根據轉鼓內沉渣聚積程度,由壓力信號或渣面信號控制排渣。排渣時間一般為1~2秒。部分排渣的轉鼓可控制更短的排渣時間,僅排出轉鼓內沉渣的一部分,不排出液體,排渣時可不停止進料,連續分離,提高了處理能力。這種分離機最大處理量可達60米3/小時,適用于處理固體顆粒直徑為0.001~0.5毫米,固液相密度差大于0.01千克/分米3固相濃度小于10%的懸浮液和乳濁液。