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碟式分离机

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摘要:碟式分离机
碟式分离机是沉降式离心机中的一种,用于分离难分离的物料(例如粘性液体与细小固体颗粒组成的悬浮液或密度相近的液体组成的乳浊液等)。分离机中的碟式分离机是应用最广的沉降离心机。

主要应用领域

1.矿物油行业:船舶主机、陆用柴油机、电站等燃油和润滑油的净化;

2.乳制品行业:鲜牛乳的澄清和净化、脱脂;

3.植物油行业:棕榈油的净化和澄清,植物油精炼的脱胶、脱皂、脱水和脱蜡等;

4.饮料制品行业:啤酒、果汁、饮料等澄清,植物蛋白的提取、废水处理等;生物工程发酵液的澄清;

5.淀粉行业:淀粉浆的浓缩和分级;

6.制药行业:抗生素类、生化制药类药剂萃取过程中的净化或澄清,中药药剂的澄清等;

7.化工行业:化工原料的净化或澄清;

8.羊毛脂行业:从洗毛污水中提取和净化羊毛脂;

9.胶乳行业:净化和浓缩天然橡胶乳浆;

10.其他行业:如实验室、石油、焦化、高岭土、纸浆回收、电解液处理、废水处理、环保等,以及动植物蛋白的提取、动物脂肪的提取及精炼、混合脂肪酸的分离。

船用碟式分离机主要用于清除船舶柴油机等设备燃油和润滑油中的水分和杂质,以减少机械设备的磨损,延长机械设备的寿命。船用碟式分离机的设计、制造和验收符合GB/T5745-2002船用碟式分离机的标准。

原理与结构

碟式分离机是立式离心机,转鼓装在立轴上端,通过传动装置由电动机驱动而高速旋转。转鼓内有一组互相套叠在一起的碟形零件--碟片。碟片与碟片之间留有很小的间隙。悬浮液(或乳浊液)由位于转鼓中心的进料管加入转鼓。当悬浮液(或乳浊液)流过碟片之间的间隙时,固体颗粒(或液滴)在离心机作用下沉降到碟片上形成沉渣(或液层)。沉渣沿碟片表面滑动而脱离碟片并积聚在转鼓内直径最大的部位,分离后的液体从出液口排出转鼓。碟片的作用是缩短固体颗粒(或液滴)的沉降距离、扩大转鼓的沉降面积,转鼓中由于安装了碟片而大大提高了分离机的生产能力。积聚在转鼓内的固体在分离机停机后拆开转鼓由人工清除,或通过排渣机构在不停机的情况下从转鼓中排出。

碟式分离机可以完成两种操作:液-固分离(即底浓度悬浮液的分离),称澄清操作;液-液分离(或液-液-固)分离(即乳浊液的分离),称分离操作。

操作

转鼓内装有一叠锥形碟片,用离心沉降法分离乳浊液和低浓度悬浮液组分的离心分离机。碟式分离机可在密闭、高温、低温、加压和真空等条件下操作,用于从牛奶中提取奶油和果汁、啤酒、动植物油、变压器油等的净化,以及酵母浓缩和从动物血浆中提取血清等。

分离悬浮液时,悬浮液由中心进料管进入转鼓,从碟片束外缘经碟片间隙向碟片内缘流动。因受离心力作用,固体颗粒在随液体流动的同时沉降到各碟片的内表面,再向碟片外缘滑动,最后沉积到鼓壁上。已澄清的液体向转鼓中心方向聚集,经溢流口或向心泵排出。分离乳浊液时,乳浊液经碟片束上的进料孔进入各碟片间隙,按密度不同分为重液和轻液,重液沿碟片内表面向转鼓壁流动,轻液向中心流动,经溢流口和向心泵分别排出。进料孔位置应在重液层与轻液层的交界处。此处称为中性层,其半径,式中k为重液与轻液的密度比,R1和R2分别为重液和轻液的排出口半径。进料孔与中性层不重合时,排出的重液或轻液就不纯净,此时可改变重液或轻液排出口半径来调整中性层位置。由于转鼓内的液体被碟片束分为许多薄层,分离在薄层内进行,离心沉降的距离很短,显着提高了分离速度。碟式分离机的分离因数较高,达4000~10000,并因转鼓内的碟片数量多,显着扩大了沉降面积,分离效率较高。

向心泵具有固定在机壳上静止不动的叶轮,叶轮外缘浸没在与转鼓同步旋转的分离液层内,分离液由叶轮外缘进入弧形流道,流至叶轮中心排液管排出。叶轮将旋转液体的动能转变为静压,将转鼓中排出的分离液直接输送至10~20米的高度。

排渣方式

人工排渣碟式分离机

系间歇操作。它由机座、传动装置、转鼓和机壳等组成。整机为立式,转鼓为下支撑式。靠近转鼓的主轴承外有 6个辐射状布置的弹簧(或橡胶垫)组成的减震装置。转鼓的传动装置通常采取螺旋齿轮增速传动,有的采取皮带传动。转鼓盖与转鼓体由螺纹锁紧圈固紧,并有密封圈防漏。碟片为圆锥形,其半锥角大于固体颗粒与碟片表面的摩擦角,一般为30°~45°,碟片数为50~180;碟片间隙为 0.5~2毫米。分离机工作一段时间后,转鼓内壁上沉渣增多,分离液澄清度下降,当分离液澄清度不合要求时,停机拆开转鼓,人工清除转鼓内沉渣。这种分离机的处理量可达45米3/小时,适于处理颗粒直径为0.001~0.1毫米、固相浓度小于 1%的悬浮液和乳浊液。

喷嘴排渣碟式分离机

连续操作。整体结构与人工排渣碟式分离机相似,但转鼓内腔呈双锥形,可对沉渣起压缩作用,提高沉渣浓度。转鼓内直径最大 900毫米。转鼓周缘有喷出浆状沉渣的喷嘴2~24个,喷嘴孔径为0.5~3.2毫米。喷嘴的数目和孔径根据悬浮液性质、浓缩程度和处理量确定。通过喷嘴的沉渣流速很大,喷嘴用耐磨材料如硬质合金、刚玉和碳化硼等制成。为提高排渣浓度,这种分离机还有将排出的沉渣部分送回转鼓内再循环的结构。沉渣的固相浓度可比进料的固相浓度提高 5~20倍。这种分离机的处理量最大达300米3/小时,适于处理固相颗粒直径为0.1~100微米、固相浓度通常小于 10%(最大可至25%)的悬浮液。

活门排渣碟式分离机

利用环状活门启、闭排渣口进行间歇排渣,又称自动排渣碟式分离机。整体结构与人工排渣碟式分离机相似,特点是转鼓内有活门排渣装置,可不停机卸除转鼓内的沉渣。操作时,由转鼓中心加料管加入悬浮液进行分离,活门下面的密封水总压力大于悬浮液作用在活门上面的总压力,活门位置在上,关闭排渣口。排渣时,停止加料并由转鼓底部加入操作水,开启转鼓周边的密封水泄压阀,排出密封水,活门受转鼓内悬浮液压力的作用迅速下降,开启排渣口。排尽转鼓内的沉渣和液体后,停止供给操作水,泄压阀闭合,密封水压升高,活门上升关闭排渣口,完成一次工作循环。

自动控制活门排渣的方法有:①用时间继电器按预定操作周期控制排渣;②用光电管监控分离液澄清度控制排渣;③根据转鼓内沉渣聚积程度,由压力信号或渣面信号控制排渣。排渣时间一般为1~2秒。部分排渣的转鼓可控制更短的排渣时间,仅排出转鼓内沉渣的一部分,不排出液体,排渣时可不停止进料,连续分离,提高了处理能力。这种分离机最大处理量可达60米3/小时,适用于处理固体颗粒直径为0.001~0.5毫米,固液相密度差大于0.01千克/分米3固相浓度小于10%的悬浮液和乳浊液。

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