固液分離設(shè)備的分類應(yīng)用及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
行業(yè)動(dòng)態(tài)
固-液分離技術(shù)廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，如選礦、造紙、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)和食品等。傳統(tǒng)的固液分離技術(shù)主要集中在過濾、壓濾、重力沉降和浮選等方面。隨著礦物資源的不斷開采和利用，礦石日趨“貧、細(xì)、雜”，有用礦物經(jīng)選別作業(yè)的后期處理日漸困難。許多選礦廠通過助磨劑的添加等措施，解決了微細(xì)礦粒的單體解離問題，前端選別作業(yè)也能夠很好地回收有用礦物，而后段則大大地?fù)p失了有用礦物。
1 固液分離設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域
1.1 化工生產(chǎn)
在無機(jī)鹽工業(yè)中常涉及酸解、堿溶、浸出物的過濾和濾餅的洗滌，如制堿行業(yè)中重堿的過濾和氨Ⅱ泥的分離，在化肥生產(chǎn)中，磷石膏的過濾，酸不溶物的分離都離不開固液分離操作，其分離的優(yōu)劣直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量及收率。近年來精細(xì)無機(jī)化工產(chǎn)品的迅速發(fā)展也對(duì)過濾和分離設(shè)備提出了新的要求。染料生產(chǎn)中大部分產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝都有過濾、濾餅洗滌過程，如色酚AS的分離。此外在石油化工產(chǎn)品、顏料、涂料、水泥、精細(xì)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中都要涉及固液分離操作，因此固液分離在化工生產(chǎn)中具有舉足輕重的地位。
1.2 采礦和濕法冶金工業(yè)
幾乎所有的選礦工藝都與水和礦石分離有關(guān)，在濕法冶金如氧化鋁和氧化鋅的生產(chǎn)及黃金生產(chǎn)中的浸出（酸浸、鹽浸、氰化浸出）和提純，原子能工業(yè)中鈾的分離，選煤水的回收及煤粉的合理利用都要借助于固液分離操作。這不僅可解決環(huán)保問題，還達(dá)到綜合利用能源的目的，應(yīng)用前景非常廣闊。
1.3 制藥工業(yè)、生物發(fā)酵和生物制品工業(yè)
生物發(fā)酵工藝中都有發(fā)酵液和菌絲體分離的問題，較常用的是過濾和離心分離。在酵制劑工業(yè)中，堿性蛋白酶，脂肪酶和多糖微生物的濃縮分離常用微濾和超濾技術(shù)，其操作費(fèi)用僅為傳統(tǒng)方法的50%。在制藥工業(yè)中如抗菌素的生產(chǎn)和無菌水的制備等也少不了固液分離工序。應(yīng)該指出在發(fā)酵工藝中，發(fā)酵殘液的綜合利用不但可解決環(huán)境污染問題，同時(shí)可生產(chǎn)出高質(zhì)量的飼料，具有非常顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，而在工業(yè)上要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，又與高效的固液分離設(shè)備密切相關(guān)。
1.4 環(huán)境保護(hù)工程
在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中都會(huì)產(chǎn)生大量的污水，如不經(jīng)處理直接排放，將造成環(huán)境的嚴(yán)重污染，影響人民身體健康，因此污水的綜合治理能力已經(jīng)成為一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和技術(shù)水平的重要標(biāo)志。目前生物法治理污水是一種重要的方法，它涉及污泥的濃縮、凝聚、脫水的焚燒過程，其中脫水效果將影響整個(gè)處理過程的能耗指標(biāo)。再如食品工業(yè)中產(chǎn)生大量含蛋白質(zhì)廢水，如直接排放不僅會(huì)造成環(huán)境污染，又流失了大量的蛋白質(zhì)，若經(jīng)過沉降、脫水和膜過濾可節(jié)約大量的生產(chǎn)用水，并可回收有價(jià)值的蛋白質(zhì)，可謂一舉數(shù)得，是目前工業(yè)發(fā)達(dá)國家正在開發(fā)的領(lǐng)域。
2 固液分離技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)分析
2.1 在不太增加能耗的前提下發(fā)展和改進(jìn)各種壓濾機(jī)
為降低濾渣的濕含量和降低脫水總成本，促進(jìn)各式壓濾機(jī)的發(fā)展，同時(shí)基于對(duì)濾餅尤其是可壓縮濾餅性質(zhì)的深入研究，更加重視和發(fā)展濾餅的壓榨或壓縮技術(shù)。間斷式板框壓濾機(jī)仍在材料、板框結(jié)構(gòu)、進(jìn)出口布置、過濾介質(zhì)、提高和合理采用過濾壓力以及過濾機(jī)理等多方面進(jìn)行研究和改進(jìn)。例如提出了板框壓濾機(jī)是半橫流式而非端式、“零壓”過濾等觀點(diǎn)；帶式壓濾機(jī)以其連續(xù)工作的優(yōu)越性和大量處理污泥的需要在國外得到很大的發(fā)展，尤其在結(jié)構(gòu)上，包括脫水滾和擠壓滾的大小、個(gè)數(shù)和布置等。為大幅度降低濾渣含濕率，壓榨機(jī)已進(jìn)入脫水設(shè)備行列，并正在改進(jìn)和發(fā)展。
2.2 為提高濾渣固含量和濾渣澄清度，沉降離心機(jī)還有許多潛力
沉降離心機(jī)和過濾離心機(jī)是固液分離的重要設(shè)備，用途異常廣泛，發(fā)展快，品種多，國內(nèi)外的廠家都相當(dāng)多。除轉(zhuǎn)鼓和螺旋結(jié)構(gòu)外，離心機(jī)在機(jī)械傳動(dòng)、檢測(cè)、指示、自動(dòng)控制以及密封等方面，都有許多工作可做。對(duì)于沉降離心機(jī)，中心問題是降低其濾液濁度和濾渣水分。微米乃至納米級(jí)料漿的濃縮和過濾是當(dāng)前的極大難題，目前唯有管式離心機(jī)的給料粒度可小到0.5～50μm，據(jù)稱當(dāng)前國產(chǎn)的直徑約100mm的管式離心機(jī)的轉(zhuǎn)速可達(dá)20000r/min，分離因數(shù)約達(dá)40000。我國的離心機(jī)廠家非常重視對(duì)臥螺的改進(jìn)，以降低其排液濃度和沉渣水分，分別引進(jìn)法國、日本等國的技術(shù)，均有相當(dāng)?shù)母倪M(jìn)。
2.3 超導(dǎo)磁過濾技術(shù)是未來高梯度磁過濾技術(shù)的發(fā)展方向
通常，提高磁場(chǎng)強(qiáng)度即可提高流速，增加濾漿處理量，而不影響高梯度磁過濾器的性能。但是，隨著處理量的增加，過濾器成本與耗電量也顯著增加。而且，若超過一定流速，高梯度磁過濾器控制過濾的能力就要下降。超導(dǎo)磁過濾器可克服上述缺陷。其磁場(chǎng)強(qiáng)度可高達(dá)14T，由于超導(dǎo)體在臨界溫度以下無電阻，因此，運(yùn)行時(shí)耗電極低。它能在較大的空間范圍內(nèi)提供強(qiáng)磁場(chǎng)及高梯度磁場(chǎng)，因而可提高處理量。
3 結(jié)論
綜上所述，在工業(yè)生產(chǎn)過程中，固液分離是重要的組成部分，對(duì)今后的生產(chǎn)進(jìn)行具有十分重要的影響作用，因此應(yīng)當(dāng)加大對(duì)其的研究力度，切實(shí)提高我國固液分離技術(shù)的應(yīng)用范圍。另外在工業(yè)進(jìn)行固液分離操作的過程中可以引進(jìn)國外的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，以便從中汲取生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，為提高我國的固液分離水平打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
