离心沉降设备VIP专享VIP免费

何桂春编写部分4.4离心沉降设备的结构与性能离心沉降是以固体和液体间的密度差为基础的，即在二者有密度差点固液悬浮液，在离心力场中受到离心力的作用，当颗粒密度大于液体密度时，离心力使其沿径向向外运动，当颗粒密度小于液体密度时，在离心力作用下，液体迫使固体颗粒沿径向向内运动。因此，离心沉降可视为较细颗粒重力沉降的延伸，并且能够分离通常在重力场中稳定的乳状液，这一分离过程可视为最离心力场作用下悬浮液中固体颗粒的自由沉降过程。离心沉降通常有3个过程：（1）固体的沉降；（2）沉渣的压缩；（3）从沉渣孔隙中部分清除液体。离心沉降分离过程一般是在无孔的转鼓装置中进行，用无孔转鼓所产生的离心力来分离悬浮液或矿浆。离心分离设备中工业上得到了广泛应用，其形式很多，可按工作目的、操作方法、结构型式、离心力强度及卸料方式等分类。如按器身转动与否，离心沉降设备可分为器身固定的与器身旋转的两类，前者如水流旋流器，悬浮液在固定的器身内旋转；后者如各种沉降离心机，旋转的器身带动悬浮液作回旋运动。工业离心沉降设备又可按转鼓结构和卸渣方式分为五种主要类型：（1）管式离心分离机——间歇操作、人工卸料；（2）室式离心分离机——间歇操作、人工卸料；（3）无孔转鼓离心机——半连续操作，间歇卸料（常为自动卸料）；（4）螺旋卸料离心机——连续操作，连续卸料；（5）盘式（碟式）分离机，又分为：1）固体保留形——间歇操作，人工卸料；2）固体抛出形（环阀排渣形）——断续操作、间歇卸料；3）喷嘴形——连续操作，连续卸料。沉降离心机的器身（转鼓）作回转运动，进而带动机内的待分离物料一起旋转由于机内的物料层中无显著的剪切作用，因此沉降离心机很适合于分离作业，也常用于分级过程。沉降离心机分离出的固体含湿量较高，尤其对于无孔转鼓沉降离心机和螺旋卸料沉降离心机更是如此。但一般情况下，其分离效率仍然较高。4.4.1管式离心分离机管式离心分离机是转鼓呈管状的高速沉降离心分离机，其转鼓直径较小，长度较大，转速较高，适于处理难以分离的低浓度悬浮液和乳浊液。图5-28所示为管式分离机示意图。操作时，悬浮液或乳浊液自转鼓下端进料管1加入，被转鼓3内的纵向肋板带动与转鼓同速旋转。在离心力的作用下，乳浊液分成两层，重液层靠向转鼓壁，轻液层靠向转鼓中心，分别自转鼓顶端清夜溢流出口6和重液溢流出口5排出。分离含固体颗粒的悬浮液时，颗粒沉降到鼓壁上形成沉渣，运转一段时间后，转鼓内聚集的沉渣增多，分离液澄清度下降，当达不到要点澄清度时，需停机清除沉渣。图5-28管式分离机示意图1-进料管；2、8-轴承装置；3-转鼓；4-机壳；5-重液出口；6-轻液出口；7-转鼓轴颈；9-皮带；10-电机；11-分离头该机为间歇操作、人工卸料。管式分离机的规格为：直径为40～150mm，长径比4～8，分离因数可达15000～65000，处理能力为0.1～0.4m3/h。适于处理固体颗粒浓度0.01～100m，固体密度差大于0.01g/cm3，体积浓度小于1%的难分离悬浮液或乳浊液，常用于油水、细菌、微生物、蛋白质的分离及香精油、硝酸纤维素的澄清作业。4.4.2室式离心分离机室式离心机的构造如图5-29所示。图5-29多室型离心机的构造室式离心机的转鼓内有若干个同心圆筒组成若干个同心环状分离室，各分离室的流道串联。悬浮液自中心进料管加入转鼓内的第一分离室中，由内向外依次流经各分离室。受逐渐增大的离心力作用，悬浮液中的粗颗粒沉降到靠内的分离室壁上，细颗粒则沉降到靠外的室壁上，澄清的分离液经溢流口或由向心泵排出。运转一段时间后，当分离液澄清度达不到要求时，需停机清理沉渣。这种分离机一般有3～7个分离室，分离因数为2000～8000，处理能力为2.5～10m3/h。适于处理颗粒粒度大于0.1m、固相浓度小于5%的悬浮液，常用于果汁、酒类、饮料及清漆的澄清作业。这种离心分离机由于清洗较为困难，清洗时间较长，且为人工卸料，因此这种离心机仅限于处理固体体积浓度4～5%的悬浮液。4.4.3无孔转鼓离心分离机无孔转鼓沉降离心机是间歇操作的。工业上常用的转鼓直径为300～1200mm，转鼓长径比一般为0.5～0.6。分离因数最大可达1800，最大处理量为18...