防爆压滤机是在易燃易爆危险环境中,用于实现固液分离的专用间歇性加压过滤设备。它通过在标准压滤机基础上集成一系列防爆设计,确保在含有爆炸性气体、粉尘的工况下安全运行,是化工、制药、染料、矿物加工等领域关键的安全生产装备。
一、设备介绍
防爆压滤机主要由机架、滤板、压紧机构、过滤介质、液压系统(或电动机械压紧装置)以及防爆电气控制系统构成。其核心特征在于对可能引燃爆炸性环境的点火源进行了全面防护。
关键防爆设计与配置:
1. 防爆电气系统:所有电机(如液压站电机、进料泵电机)、电控柜、操作按钮、传感器(如压力传感器、位置传感器)、照明灯具及接线装置均采用符合特定爆炸性环境分区(如气体环境的Ex d IIB T4 Gb,粉尘环境的Ex tD A21 IP65 T135°C)要求的防爆型式。
2. 机械与液压防爆:对运动部件如活塞杆采用防锈防静电处理;液压系统管路连接可靠,防止液压油喷溅;在可能产生摩擦或撞击的部位采用有色金属材质以避免机械火花。
3. 安全联锁与保护:设备设有压力安全阀、电气与机械联锁装置,确保在箱板未压紧或异常超压时无法启动进料,并在卸料前确认压力已完全释放。
设备结构坚固,通常采用增强型机架以承受过滤压力,滤板材质可根据物料特性选用增强聚丙烯、橡胶、铸铁或不锈钢。
二、工作原理
其工作原理基于正压过滤,利用泵浦提供的压力能将悬浮液(料浆)输送至由多块滤板在压紧后形成的密闭滤室中。在过滤压力驱动下,液相(滤液)透过滤布等过滤介质,经滤板上的流道排出机外;固相颗粒则被截留在滤室内,逐渐堆积形成滤饼。当滤室充满滤饼或达到预设过滤时间后,停止进料。随后,可选择进行压缩空气穿流或蒸汽加热等操作,进一步降低滤饼含水率(即二次干燥过程)。最后,卸除滤室压力,松开滤板,依次拉开各滤板卸除滤饼,完成一个工作循环。
防爆功能的核心在于,整个工作过程,尤其是在含有潜在爆炸性介质的进料、压榨、卸料等环节,所有电气与非电气组件均通过上述防爆措施,有效杜绝了电火花、电弧、高温表面及机械火花等引燃源的产生。
三、工作流程
一个标准的自动化工作循环主要包括以下步骤:
1. 压紧滤板:压紧机构(液压或电动机械)动作,将所有滤板压紧在固定止推板与活动压紧板之间,形成密封的滤室。
2. 进料过滤:防爆进料泵启动,将待处理料浆从固定止推板的进料口泵入各滤室。滤液穿过滤布排出,固体形成滤饼。
3. 洗涤/压榨(可选):如需洗涤滤饼,可引入洗涤液。为进一步脱水,可向滤室内通入压缩空气或向中空滤板通入蒸汽/热水进行穿流或加热压榨。
4. 卸压与松开:过滤完成后,释放滤室内残留压力。压紧机构回程,活动压紧板退回,滤板逐块或分组被拉开。
5. 卸料与清理:滤饼因自重脱落,必要时辅以自动卸料装置(如振动器)或人工清理。清理滤布,准备下一循环。
6. 安全监控:整个循环中,防爆控制系统实时监控压力、温度、位置等参数,确保任何异常均能触发安全保护。
四、主要技术参数
设备的技术参数因型号规格和处理要求而异,主要通用参数如下:
过滤面积:通常从数平方米到数百平方米不等,决定单次处理能力。
滤室容积:与过滤面积和滤室厚度相关,单位立方米(m³),表示单次循环能容纳的干料+湿料总体积。
滤板尺寸:常见为方形,边长从800mm到2000mm以上。
滤板数量与厚度:决定滤室数量和滤饼厚度。
工作压力:一般指过滤压力,范围通常在0.6MPa至2.0MPa之间,压榨压力可能更高。
压紧力:压紧机构提供的最大锁紧力,单位千牛(kN),确保滤室在最高工作压力下密封。
适用温度:与滤板、密封件材质相关,一般聚丙烯滤板适用于≤80°C的物料。
电源与功率:根据压紧方式、泵浦配置而定,需符合防爆标准。
防爆等级:明确标示的设备防爆型式与级别,如Ex d IIB T4 Gb,是选型的核心安全依据。
五、应用领域
防爆压滤机适用于从悬浮液中分离固体,且现场环境存在爆炸性气体或粉尘的工况。典型处理物料包括但不限于:
1. 化学品与中间体:各类染料、颜料、农药中间体、合成树脂、无机盐类等生产过程中的固液分离。
2. 制药原料:抗生素、维生素、植物提取物等经过反应或结晶后的浆料。
3. 精细化工产品:催化剂、添加剂、填料、白炭黑等。
4. 矿物与冶金产品:金属氢氧化物(如氢氧化铝、氢氧化镍钴锰)、金属硫化物、选矿尾矿、超细粉体等。
5. 食品及生物制品:在涉及酒精、有机溶剂萃取或产生可燃粉尘的工序中,如淀粉、蛋白、酵母等。
6. 环保与废弃物:石化行业油泥、含溶剂废渣、污水处理产生的易燃易爆性污泥等。
选型注意事项:针对具体物料,需重点考虑其腐蚀性、粘度、颗粒特性、温度及溶剂性质,以确定合适的滤板材質、密封材料、过滤介质类型以及是否需要特殊的洗涤、压榨或加热干燥功能。同时,必须依据现场环境的爆炸危险区域划分,准确匹配设备的防爆等级和防护要求。