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工艺过滤机新进展作者：Ken Sutherland起源：RingerKen Sutherland介绍了固体回收领域所用工艺过滤机发展情况。 有些过滤设备能够去除液体中少许悬浮固体，还有部分能够去除高浓度悬浮固体。这一过程被称作固体回收，这种过滤设备被称作“工艺过滤机”。 固体回收通常是指从上一个处理过程载体溶液中分离出有用固体。不过，不要忘记很多生产过程产生废物多为污泥或泥浆，首先必需将固体从中去除，才能进行回收或处理。 回收通常是指从悬浮液中尽可能多回收有用材料，并尽可能降低滤出液中微细颗粒损失因为这相当于产量损失。 本文所用名词“工艺过滤机（process filter）相对于“通用过滤机（utility filter）”而言，是一个比较狭义定义。在后面案例中，它指工艺生产过程所使用全部关键过滤机”，也就是说，很多净化用过滤机将被包含进这一广泛定义内。 固体回收过程所采取过滤机类型比其它领域多得多，关键原因是从过滤机内部去除回收固体很困难固体处理总是比液体更难。尽管过滤机类型多样，不过用于固体回收设备总量只占过滤和分离市场一小部分，稍稍超出30%，而用作净化过滤机几乎占70%。 在饮料行业，压滤机一直用于液体产品最终净化几乎全部回收过程全部是在液相进行，它是工艺过程一部分。 这包含到大多数过滤行业最关键一个特征：应用技术关键性。步骤工业所采取设备全部要有性能确保，所以设备供给商必需含有一定技术能力，以确保其设备含有良好性能。过滤行业能够分为拥有优异技术供给商和提供标准产品供给商。从极端角度讲，首先是为特殊应用制造大型压滤机制造商，其次是在线过滤器（其运行性能当然关键，但成功是否多取决于买方而非卖方）供给商。 设备类型 过滤设备类型包含： 过滤网，用于脱水和分类； 重力和真空驱动平床过滤机； 间歇式和连续式真空过滤机； 压力容器过滤机（即包含一系列过滤组件或密封在压力容器内过滤设备）； 压滤机，指多种简单板框式压滤机，包含塔式压滤机； 变量过滤机，比如管式压滤机。 这些过滤机中有很多已经应用了很长时间，工程师可能不难分辨出它们之间差异。生产这些设备企业和其它设备制造商全部经历了一样经济周期，肯定也面临过吞并和收购压力。很多企业发展到了今天，即使全部者有所改变，但仍然完整延用了原来名称。 最近几年所发生部分改变有： Mahle集团收购Amafilter； FLSmidth收购Dorr Oliver和Eimco； Clarcor收购Niagara Screen Products； 威立雅向西门子出售USFilter； Larox收购Outokumpu过滤业务； Andritz收购Baker HughesBird/KHD过滤机和离心机业务； Dover Resources收购Groupe Aoustin； de Dietrich收购Rosenmund。 滤饼过滤 早已经有些人指出，工艺过滤复杂性很大程度上是因为要去除累积固体。流体中固体通常会在过滤材料上游表面聚集形成滤饼。实际上，滤饼是大多数过滤循环中有效过滤材料。大多数净化用过滤机滤饼很薄，所以它们性能通常能够由过滤材料特征来决定。而回收用过滤机则需要处理滤饼问题。 过滤过程中，滤饼形成、聚集和去除方法决定了过滤器结构及其运行效率。运行过程可能包含滤饼冲洗和滤液排出，然后是滤饼根本脱水。 很多生产过程产生废物多为污泥或污水，必需从中去除固体，才能进行回收或处理。滤饼充足清洗并脱水以后，必需从过滤器上去除，同时尽可能不要破坏积聚材料和过滤器内部（包含过滤材料）。板框式压滤机、塔式压滤机、带式压滤机、转鼓压滤机等全部类型过滤设备改善就是为了处理滤饼问题。 最新进展 多种类型工艺过滤机全部有改善，但并没有完全改变设备结构，这些改善极少是机械方面。 改变最显著是过滤材料类型。从最早工艺过滤机开始，伴随金属丝网、无纺布和简单纤维毡出现，过滤效率和过滤材料寿命已经有所增加。 首先是针刺毡、然后是简单聚合物基非织物（比如纺粘织物），接下来是更复杂织物，甚至是现在微滤薄膜。很早之前出现复合材料最初是作为涂层材料，现在已发展出多层复合滤材。每种新型滤材出现全部给工艺过滤机带来新性能从某种程度来说，这却减慢了机械革新速度。 “工艺过滤机虽有改善，但并没有完全改变设备结构，这些改善极少是机械方面。 改变最显著是过滤材料类型。从最早工艺过滤机开始，伴随金属丝网、无纺布和简单纤维毡出现，过滤效率和过滤材料寿命已经有所增加。” 所以，不要认为老过滤材料就不能再用。西门子企业最近向水处理行业推出Forty-X碟片式过滤机就采取了打褶无纺织物作为过滤材料，并取得了相当大成功。 除了过滤材料带来过滤性能提升，大型过滤设备（比如带式过滤机和压滤机）能效也有了提升。 前面列出工艺过滤机类型中，有些在过去几十年几乎没有改善，但还是有些值得提及改变。比如，平床过滤机是机械工具冷却循环系统最常见净化设备，基础结构改变不大，但变得愈加紧密，也更多地采取真空驱动，而不仅仅是重力。过滤材料也正从滤纸很快地转变为合成材料，比如纺粘织物。 用于饮料行业液体产品最终净化压滤机仍然采取其基础结构形式。现在，压滤机关键改变包含：从简单板框式结构变为单模块凹板结构和隔膜板结构（常常和薄膜板混淆）。隔膜板式压滤机采取不渗透弹性隔膜将多出液体挤出滤饼。尽管发展缓慢，制造商仍然找到了改善空间。比如，Larox企业最近推出新型Hoesch系列压滤机，采取了模块化结构，含有一套标准选项，并采取了快速开启模式和高标准密封。 两台Forty-X碟片式过滤机用于新西兰一家污水厂翻新，以增加其污水处理能力。 （图片提供：西门子水务技术集团）考虑到压滤机历史，难以置信其最初设计中问题现在仍然或多或少存在着。这些问题包含：滤板表面密封不严造成泄露和滤饼难以充足清洗和脱水，和填充不足问题。滤饼移除不妥还会造成下一批产品填充不均和输送困难。另外，当需要更大压力时，通常要使用更过滤板，从而使支撑梁承重过大，而塑料材料使用缓解了这一问题。这些不足必需得到适度处理，即在相对较小结构空间内增大压滤机过滤面积。 压力容器过滤机通常为多滤芯结构，带有管式过滤组件或平板滤叶或水平滤板，而转鼓式压滤机是密封在压力容器中。这是一个很复杂设计，尤其是要将分离出固体经过外壳连续输送出去。 带式压滤机是一个连续运转设备，用于去除滤浆中水分。经过最初脱水过程以后，能够将悬浮液中固体含量从1%转变为滤饼中35%。这种过滤机相当耗能，新设计中已将提升能效作为关键目标。 间歇式真空过滤机是分离设备中最传统机型之一，基础上没有改变；但化工和医药行业所用间歇式吸滤器精密性有所提升。现在常见叶片式过滤机和板式过滤机基础结构没有改变，但过滤材料改变帮其改善了性能。 就连续式真空过滤机来说，有两大类型：转鼓式或碟片式过滤机和带式过滤机。转鼓式真空过滤机在过去几十年改变很小，即使西门子表示，其Forty-X碟片式过滤机因为采取褶式过滤材料，增加了大约40%过滤面积而使性能显著提升。Larox企业Ceramec虹吸式碟片过滤机则采取了完全不一样过滤机制。 水平带式真空过滤机最近几年在设计和性能上有显著改善。这源于制造商能够生产出更宽更长过滤带（替换也更方便）。真空带式过滤机一个关键发展是其不透气性，所以可用于溶剂基悬浮液处理，不会向大气中释放VOC。