[发明专利]旋流沉降过滤分离器

说明书

技术领域

本发明涉及一种固液分离器，特别涉及一种旋流沉降分离与过滤分离相结合的固液分离器。

背景技术

固液分离设备是一个重要的操作单元设备，在化工、轻工、制药、冶金、能源、环保等行业有着广泛应用。固液分离设备按原理可分为二大类，一是沉降分离设备，二是过滤分离设备。

沉降分离设备是依靠外力的作用，利用固相与液相的密度差异，使之发生相对运动而实现固液分离的过程，分为重力沉降设备和离心沉降设备。重力沉降设备操作的外力是重力，适用于分离较大的固体颗粒，如沉降槽就是利用重力沉降实现固体颗粒沉降分离的设备。离心沉降设备操作的外力是惯性离心力，适用于分离两相密度差较小的固体颗粒，如旋流分离器就是利用悬浮混合物中固液密度的不同，在离心力场中发生相对运动，因而使悬浮物中液固得到分离。沉降分离设备主要适应于有一定的固液密度差的悬浮物，密度差越大，分离效果越好；密度差越小颗粒越细，分离效果越差，而且细小颗粒越难以分离。

过滤分离设备就是把悬浮物用过滤介质进行过滤，滤浆中固体颗粒被阻挡在过滤介质上，形成滤渣层称为滤饼，流过滤饼及过滤介质的清液称为滤液。过滤分离设备适用于分离两相密度差较小且颗粒粒度较细的非均相物系，其分离效率低于沉降分离设备。

实际生产中，非均相物系组成往往比较复杂，不仅有密度差较大的固液物系，还有密度差极小的固液物系，以及含微细的颗粒，对这样的固液物系因为存在密度差极小的固液物系，就不适合采用单一沉降分离设备，如果采用单一过滤分离设备，分离效率低。因此，开发一种既能分离密度差较大的固液物系，又能分离密度差极小的固液物系的固液分离器是一个重要课题。

发明内容

为了解决复杂固液物系的固液分离，克服传统旋流分离器对密度差相差较小的悬浮物分离效果差的缺点，本发明提供一种旋流沉降过滤分离器，它是一种利用旋流沉降分离与过滤分离相结合的分离器。本发明旋流沉降过滤分离器其技术特征如下。

本发明旋流沉降过滤分离器是先将悬浮物在旋流沉降过滤分离器内作旋转运动而产生离心力，使液固密度差较大固相颗粒发生相对运动得到初步分离沉降，然后将分离出来的液体中含密度较小的固相颗粒，再经过滤分离，实现液固分离，分离出清液。

本发明旋流沉降过滤分离器壳体由锥筒体、圆筒体与顶封头组成；锥筒体底部设置放料管，圆筒体中部设置进液管，圆筒体上部设置清液出口管；圆筒体内设置内锥筒与中央管，中央管与内锥筒连接，内锥筒固定于圆筒体内壁；圆筒体内的内锥筒上部设置滤管组件、固定板，滤管组件通过螺栓和螺母安装于固定板上。

本发明旋流沉降过滤分离器固定板上安装有若干滤管组件，滤管组件在固定板上按一定规则排列；滤管组件最外层为滤布，内层由底板、滤管、法兰组成，底板与滤管上设置滤孔，滤孔可按正方形或三角形排列，法兰上设置4个以上螺栓孔，滤管组件用螺栓与螺母固定在固定板上，螺栓固定在固定板上。

本发明旋流沉降过滤分离器进料管切向连接于圆筒体，以保证料液切向进入圆筒体与中央管之间，并沿圆周作离心运动；锥筒体最低端设置放料管，用于排出分离的固液混合物。固定板上端设置清液出口管，用于排出滤管组件过滤出来的清液。

本发明旋流沉降过滤分离器滤管组件中滤布为聚四氟乙烯滤布，最优选择为聚四氟乙烯针刺毡滤布，聚四氟乙烯滤布是一种化学性能极其稳定的纤维，具有高度的化学稳定性和卓越的耐化学腐蚀能力，如耐强酸、强碱、强氧化剂等，有突出的耐热、耐寒及耐摩性，还有优异的电绝缘性，且不受温度与频率的影响。此外，聚四氟乙烯滤布具有表面不粘性、不吸水、不燃烧等特点，已知的固体材料都不能粘附在表面上，是一种表面能最小的滤布材料。

本发明旋流沉降过滤分离器工作过程是：料液由进料管以切线方向进入圆筒体内，在中央管与圆筒体之间作旋转运动而产生离心力，料液中的固体颗粒受离心力的作用被抛向器壁，并沿器壁作螺旋线下流至锥筒体下部，分离的液体或携带细颗粒的液体沿中央管内上升，经滤管组件过滤后，清液由清液出口管排出，细颗粒被滤管组件阻挡，在重力沉降作用下，最终沉降于锥筒体下部。

本发明旋流沉降过滤分离器具有以下优点。

(1) 本发明先通过旋流沉降分离分离出大部分固体颗粒，再将含小部分颗粒

的液体采用过滤分离，分离的颗粒范围较广，确保了分离效果。

(2) 本发明克服了传统过滤分离效率低下缺点，又克服了传统旋液分离器分

离效率低下缺点。

(3) 本发明采用若干滤管组件进行过滤分离，使单位容积条件下过滤面积大