如何提高離心機(jī)的分離效果
技術(shù)支持
離心機(jī)對(duì)我們來(lái)說(shuō)并不陌生。離心機(jī)就是通過(guò)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生離心力，利用離心力來(lái)達(dá)到所需的效果。在醫(yī)藥制造、紡織、食品工業(yè)、化工等很多行業(yè)離心機(jī)發(fā)揮著巨大作用。
隨著我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，節(jié)能環(huán)保已經(jīng)成為工業(yè)的主流。我國(guó)一直致力于改變傳統(tǒng)粗放型生產(chǎn)模式，實(shí)現(xiàn)又好又快的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式。分離效果好，振動(dòng)小，噪音低成為我國(guó)離心機(jī)行業(yè)未來(lái)需要解決的課題。
1 離心機(jī)的分類及工作原理
工業(yè)用離心機(jī)按結(jié)構(gòu)和分離要求，可分為過(guò)濾離心機(jī)、沉降離心機(jī)和分離機(jī)三類。離心機(jī)有一個(gè)繞本身軸線高速旋轉(zhuǎn)的圓筒，稱為轉(zhuǎn)鼓，通常由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。懸浮液（或乳濁液）加入轉(zhuǎn)鼓后，被帶動(dòng)與轉(zhuǎn)鼓同速旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下各組分分離，并分別排出。通常，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速越高，分離效果越好。
離心分離機(jī)的作用原理有離心過(guò)濾和離心沉降兩種。離心過(guò)濾是使懸浮液在離心力場(chǎng)下產(chǎn)生的離心壓力，作用在過(guò)濾介質(zhì)上，使液體通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)成為濾液，而固體顆粒被截留在過(guò)濾介質(zhì)表面，從而實(shí)現(xiàn)固-液分離；離心沉降是利用懸浮液（或乳濁液）密度不同的各組分在離心力場(chǎng)中迅速沉降分層的原理，實(shí)現(xiàn)固-液（或液-液）分離。衡量離心機(jī)分離性能的重要指標(biāo)是分離因數(shù)。它表示被分離物料在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)所受的離心力與其重力的比值。分離因數(shù)越大，通常分離越迅速，分離效果越好。決定離心機(jī)處理能力的另一因素是轉(zhuǎn)鼓的工作面積，工作面積大處理能力也大。
過(guò)濾離心機(jī)和沉降離心機(jī)，主要依靠加大轉(zhuǎn)鼓直徑來(lái)擴(kuò)大轉(zhuǎn)鼓圓周上的工作面；分離機(jī)除了轉(zhuǎn)鼓圓周壁外，還有附加工作面，如碟式分離機(jī)的碟片和室式分離機(jī)的內(nèi)筒，都顯著增大了沉降工作面。
2 離心設(shè)備的選擇對(duì)分離效果的影響
合理的離心設(shè)備的選擇是關(guān)系到分離效果的重要環(huán)節(jié)。懸浮液中固體顆粒越細(xì)分離越困難，濾液或分離液中帶走的細(xì)顆粒會(huì)增加，在這種情況下，離心分離機(jī)需要較高的分離因數(shù)才能有效地分離；懸浮液中液體粘度大時(shí)，分離速度減慢；懸浮液或乳濁液和各組分的密度差大，對(duì)離心沉降有利，而懸浮液離心過(guò)濾則不要求各組分有密度差。所以，選擇離心機(jī)須根據(jù)懸浮液（或乳濁液）中固體顆粒的大小和濃度、固體與液體（或兩種液體）的密度差、液體粘度、濾渣（或沉渣）的特性，以及分離的要求等進(jìn)行綜合分析，滿足對(duì)濾渣（沉渣）含濕量和濾液（分離液）澄清度的要求，初步選擇采用哪一類分離機(jī)。然后按處理量和對(duì)操作的自動(dòng)化要求，確定離心機(jī)的類型和規(guī)格，經(jīng)實(shí)際試驗(yàn)驗(yàn)證。通常，對(duì)于含有粒度大于0.01mm顆粒的懸浮液，可選用過(guò)濾離心機(jī)；對(duì)于懸浮液中顆粒細(xì)小或可壓縮變形的，則宜選用沉降離心機(jī)；對(duì)于懸浮液含固體量低、顆粒微小和對(duì)液體澄清度要求高時(shí)，應(yīng)選用分離機(jī)。
3 轉(zhuǎn)速對(duì)分離效果的影響
眾所周知，轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速越高分離效果越好。轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速越高，作用于固體顆粒上的沉降力能達(dá)到其重力的數(shù)千倍，可保證固體從懸浮液中完全分離。
分離因數(shù)是離心機(jī)分離能力的主要技術(shù)指標(biāo)，分離因數(shù)越大，物料所受的沉降力越大，分離效果越好，因此，對(duì)固體顆粒小、液體粘度大和難分離的懸浮液或乳濁液，要采用分離因數(shù)大的離心機(jī)。提高轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速或增大轉(zhuǎn)鼓的直徑，可增加分離因數(shù)。但增加轉(zhuǎn)鼓的直徑要涉及到和轉(zhuǎn)鼓有關(guān)的一系列配件的尺寸，所以，提高轉(zhuǎn)速的辦法更為合理。
4 工藝條件對(duì)分離效果的影響
離心機(jī)的分離能力與固、液兩相密度差及沉降區(qū)長(zhǎng)度有關(guān)。固、液兩相密度越接近，進(jìn)料的粘度越大，則分離沉降越難。在實(shí)際生產(chǎn)中影響離心機(jī)分離效果的主要因素有：進(jìn)料溫度、進(jìn)料速率和異常工藝條件。
進(jìn)料溫度：通常，溶液溫度越高，粘度越低，細(xì)小的粒子越容易沉降，對(duì)于固相干燥的離心機(jī)來(lái)說(shuō)分離效果就會(huì)越好。
進(jìn)料速率：過(guò)大的進(jìn)料量會(huì)使分離效果下降。主要原因是粒子在轉(zhuǎn)筒中的沉降時(shí)間不夠。所以，要想達(dá)到較好的分離效果，固相粒子沉降到轉(zhuǎn)鼓壁上時(shí)間必須小于顆粒在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)停留時(shí)間。即必須保證待分離漿液在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的有效停留時(shí)間，使得固體顆粒有足夠的時(shí)間沉降出來(lái)。
異常工藝條件：指進(jìn)料漿液中晶體含量不足或晶體不結(jié)晶而呈絮狀，這對(duì)離心機(jī)來(lái)說(shuō)，想要得到較好的分離效果是很難的。因此，離心機(jī)物料的物理特性與分離效果有著直接的聯(lián)系。對(duì)于難分離的物料，一個(gè)好的辦法就是經(jīng)常對(duì)離心機(jī)進(jìn)行清洗，用高于料液溫度的熱水或冷凝液來(lái)對(duì)離心機(jī)進(jìn)行沖洗，可以替換較粘的母液，也能將堵塞在螺旋中較硬的固相出料置換出。正常時(shí)離心機(jī)每天清洗兩次，但是當(dāng)生產(chǎn)異常尤其是料液較為異常而又無(wú)法停下離心機(jī)時(shí)，對(duì)于離心機(jī)而言，根據(jù)需要隨時(shí)進(jìn)行清洗也不失為一個(gè)好的處理方法。
5 原料的性質(zhì)對(duì)分離效果的影響
經(jīng)過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，原料的性質(zhì)和品質(zhì)也在一定程度上影響離心機(jī)的分離效果。所以，選擇優(yōu)質(zhì)的原料也很重要。
6 設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)對(duì)分離效果的影響
離心機(jī)的安全平穩(wěn)運(yùn)行是實(shí)現(xiàn)良好分離效果的前提。為了使離心機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行并保證較好的分離效果，要設(shè)置聯(lián)鎖和報(bào)警功能來(lái)保護(hù)設(shè)備。
磨損直接影響到離心機(jī)的分離效果、生產(chǎn)能力及使用壽命。固體顆粒在輸送過(guò)程中對(duì)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁、螺旋葉片等磨損很大。磨損會(huì)使輸送沉渣的能力下降，使沉渣的濕含量增加。因此可以給關(guān)鍵的部件增加保護(hù)層，以提高離心機(jī)的工作效率，同時(shí)還可以延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。另外，加強(qiáng)離心機(jī)的日常維護(hù)和保養(yǎng)也是非常必要的。在日常的檢查工作中，要定期檢查主軸承、差速器等的潤(rùn)滑情況、工作溫度和震動(dòng)情況。還要加強(qiáng)對(duì)各部件的檢查，若有開焊、裂紋或嚴(yán)重磨損時(shí)應(yīng)及時(shí)處理，確保離心機(jī)安全平穩(wěn)運(yùn)行。
總之，通過(guò)改進(jìn)結(jié)構(gòu)，提高轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速，在分離中增加新的推動(dòng)力，增大轉(zhuǎn)鼓長(zhǎng)度使離心沉降分離的時(shí)間延長(zhǎng)等方法強(qiáng)化分離性能。從而達(dá)到較佳的分離效果。加強(qiáng)分離理論研究和研究分離過(guò)程控制技術(shù)是今后發(fā)展的趨勢(shì)。
