板框压滤机工作过程及其工作原理

板框压滤机是一种广泛应用于化工、制药、冶金、食品、环保等领域的重要固液分离设备。其核心功能在于通过机械压榨方式，将悬浮液中的固体颗粒与液体有效分离，最终形成含水率较低的滤饼并获得澄清的滤液。该设备以其结构简单、操作稳定、过滤面积大、适应性强以及对物料预处理要求相对较低等特点，在工业生产中占据重要地位。

一、设备基本结构

板框压滤机主要由以下核心部件构成，其有序排列与组合构成了分离作业的基础：

1.机架：作为设备的支撑结构，通常由两根坚固的横梁及相应的支座构成，用于承载滤板、滤框以及提供液压系统的安装基础。机架需具备足够的刚性和稳定性，以承受过滤和压榨过程中的高压。

2.压紧装置：负责提供并保持将滤板、滤框及滤布压紧成密闭滤室所需的压紧力。现代设备多采用液压系统驱动，通过液压缸产生平稳、强大的推力，确保各滤室在高压过滤时不发生泄漏。

3.过滤单元：这是实现分离功能的核心部分，由多组相同的滤板、滤框及夹装于其间的滤布交替排列组成。

滤板：表面设计有规则的凹凸纹路或沟槽，其作用一是支撑滤布，二是在滤布与滤板表面之间形成可供滤液流动的通道。滤板中心或侧方设有通液孔道。

滤框：位于两滤板之间，通常为中空框架结构，其内部空间与两侧的滤布共同围成了容纳待过滤悬浮液的初始腔室——滤室。

滤布：作为过滤介质，覆盖于滤板两侧。其纤维编织形成的微孔允许液体（滤液）通过，而将固体颗粒截留在滤布表面。滤布材质（如聚丙烯、涤纶等）和孔径需根据物料的颗粒特性、化学兼容性及分离要求进行选择。

所有滤板和滤板框相应位置的角部或边缘开有贯通所有单元的孔洞，对齐后形成贯穿整个过滤机组的“进料通道”、“洗涤通道”（若具备洗涤功能）以及“滤液排出通道”。

二、工作过程与原理

板框压滤机的一个完整工作循环通常包括压紧、进料过滤、洗涤（可选）、压榨脱水（可选）、卸料及清洗等阶段。其分离原理主要基于压力差下的筛分与渗透作用。

1.滤室形成与压紧

操作开始时，压紧装置（液压缸）动作，推动活动端板，将所有滤板、滤框及夹在其间的滤布沿横梁向固定端板方向压紧。各单元紧密贴合，在滤框内腔与两侧滤布之间形成了一系列彼此独立且密封的滤室。

2.进料与过滤阶段

进料泵（通常是容积式泵，如隔膜泵、螺杆泵或柱塞泵）将待处理的悬浮液以一定压力泵入设备。悬浮液经由贯穿的“进料通道”被强制输送并同时分配到每一个滤室中。

分离原理：在泵送压力的驱动下（即形成过滤压力差），悬浮液进入滤室。滤液在压力作用下，穿透覆盖于滤板表面的滤布，进入滤板表面的沟槽或通道，随后汇集至滤板的滤液排出孔，最终经由贯穿的“滤液排出通道”排出机外。而固体颗粒则被滤布有效截留，逐渐在滤室内的滤布表面堆积起来。随着过滤的持续进行，滤饼层不断增厚，过滤阻力也随之增加。为确保过滤继续进行或达到预期滤饼含水率，进料压力通常需要逐步提高。

3.洗涤阶段（可选）

若工艺要求对滤饼进行洗涤以回收有价值的母液或去除杂质，可在过滤结束后进行洗涤。洗涤液（通常是清水或特定溶剂）通过独立的“洗涤通道”被泵入。洗涤液有两种典型路径：一是穿过滤饼一侧的滤布进入滤饼，穿透整个饼层后，从另一侧滤板排出（穿流洗涤）；二是更高效的置换洗涤，洗涤液从特定通道进入，更均匀地置换滤饼孔隙中的残留液体。洗涤后的液体作为“洗液”从专门的出口排出，可与初始滤液分开收集。

4.压榨脱水阶段（可选，常见于增强型设备）

为进一步降低滤饼的含水率，许多板框压滤机集成了二次压榨功能。主要方式有：

隔膜压榨：在过滤结束后，向滤板内嵌的弹性隔膜背面通入压缩空气或高压水。隔膜膨胀，对已形成的滤饼施加均匀的机械挤压压力，将其孔隙中的部分残留液体进一步挤出，此液体经滤布和滤板通道排出。

机械压榨：通过外部机构对滤板组施加额外的、高于初始压紧力的压力，直接压缩滤饼。

此阶段能显著提高固相收率并减少后续干燥能耗。

5.卸料与滤布清洗

完成过滤（及洗涤、压榨）后，进料泵停止，泄去管路压力。压紧装置松开，活动端板后退。操作人员或自动装置依次拉开各滤板与滤框。此时，由于滤饼自身重量以及与滤布表面分离的特性，滤饼通常能从滤布上自然脱落，坠入下方的收集槽或输送机。对于粘性较大的滤饼，可能需要辅助卸料装置（如振动器或刮刀）。卸料后，可根据需要对滤布进行清洗（在线或离线），以恢复其过滤性能，准备下一个循环。

三、技术特点与影响因素

操作压力：过滤压力是核心驱动力，直接影响过滤速率、滤饼结构及最终含水率。压力需根据物料特性（颗粒可压缩性等）进行优化，过高可能导致滤布堵塞或颗粒穿滤。

过滤介质（滤布）：滤布的材质、孔径、透气度、表面处理等直接决定截留精度、透液速率、卸饼性能及使用寿命，需根据具体物料谨慎选型。

物料特性：悬浮液中固体颗粒的粒径分布、形状、浓度、可压缩性以及液相的粘度、化学性质等，均对过滤速度、滤饼形成、洗涤效率和设备选型有决定性影响。有时需要对物料进行预处理（如絮凝、调质）以改善过滤性能。

循环时间：包括进料、过滤、洗涤、压榨、卸料、清洗等步骤的总时间。优化循环时间对于提高设备处理能力至关重要。

总结而言，板框压滤机的工作原理是通过机械压紧形成密封滤室，在外部泵压驱动下，使悬浮液流经滤布实现固液分离，并可灵活集成洗涤、机械压榨等工序，以获得满足工艺要求的滤饼和滤液。其高效、可靠的分离性能源于对压力、介质及物料特性的合理匹配与控制。作为一种经典的固液分离装备，其在现代工业生产中持续发挥着不可替代的作用。