機械化連續操作脫水

    第三節　機械化連續操作脫水

　　前述兩種（zhǒng）脫水方法都是間歇操作的，很難做到生產過（guò）程的全盤機械化、自動化、而且工藝中存在的幾個根本（běn）性問題（tí）很難解決。為此，早在20世紀60年代，當時（shí）的建工部東北工業建築（zhù）設計院、北京市建築材料科學研究所（suǒ）和（hé）北京市水泥磚瓦廠共同組成的“北京（jīng）市工業（yè）廢料利用試驗研究組”就著手研究機械化連續操作的濕排粉煤灰脫（tuō）水技術，其研究成果（guǒ）最初應用於（yú）20世紀60年代末期投產的（de）武漢（hàn）市矽酸鹽製品廠的生產中，至今仍在（zài）使用效果良好。

　　一（yī）、生產工藝的選擇

　　進行機械化連續操作脫水一般都要經過兩道工序：濃縮和脫水。濃縮就是將電廠排出的濃度很低的灰水增濃，使之成為濃度相當大但（dàn）仍能在管道中流（liú）動的（de）濃懸浮液。脫水就就是（shì）將濃懸浮液中的水較大限度地排掉，滿足粉煤灰房建材生產對（duì）粉煤（méi）灰含水率的要（yào）求。

　　1.濃縮工藝的選擇

　　有兩（liǎng）種可（kě）供選擇的濃縮工藝，一是耙式濃縮機，一是水力旋流器（qì）。對這兩種濃縮工藝都用模擬設備進行了試驗，試驗結果如下（xià）：

　　（1）耙式（shì）濃縮（suō）機濃縮

　　試驗設備是當時（shí）北京學院（yuàn）的直（zhí）徑（jìng）700mm的模擬式濃縮機。

　　粉煤灰懸浮液的沉（chén）降特性見表（biǎo）1—2,其沉降曲線見圖2—2粉煤灰懸浮液相對於其他許多礦物而言，其沉（chén）降（jiàng）速度是很快的，在固（gù）液比為1:18時，沉降速（sù）度達到0.608mm/s。這是采用耙式濃縮（suō）機的一個極為有利的條件，濃縮後的 稠漿濃度為56.7%~63.3%，可以（yǐ）達到（dào）在管道中自由流動的極限值。
　　模擬試驗所得出的耙式濃（nóng）縮機（jī）的理論產量如圖2—8所示

　　基本結論是：

　　①當進料懸浮液的固液比為1：18時，出料濃（nóng）懸浮液的含水率一般為60%左右，即固（gù）液比1:1.5

　　②溢（yì）流（liú）清水的含固體量在0.1%以（yǐ）下。

　　③每平米每小時產量（折合幹灰).當出料固液為1.15時（shí），約為0.085t/（m2•h)。

　　④耙式（shì）濃縮（suō）機完全適於粉煤灰稀懸浮液的濃縮。

　　（2）水力旋流器濃縮

　　水力懸浮器濃縮的工作原理如圖2—9所示。懸浮液在高壓（0.5~3表壓）下從旋流器上部的進料管5以切線方向射入，由於進料的壓力很高，所以速度很大，一般可以達到5~12m/s。進入旋流器後，即（jí）環繞中（zhōng）心溢流（liú）管3作旋轉流動（dòng）從而產（chǎn）生離心力C：

　　　　　

式中　ｖt—在半徑r處的（de）切（qiē）線速度；

　　m—懸浮（fú）液的質量。

　　在離心力作用下，懸浮液有遠離中心軸的慣性，因此，在旋流器中（zhōng）心形成具有一定真空度的空氣圓柱。在離心力的作用下，懸浮液在介質中產生相對運動，粗粒集中（zhōng）在外沿，並沿錐壁從下部的底流孔排出，這就是濃懸浮液。而大部分水及一部分尚未沉降的細粒則由上部中心溢流管3排（pái）出。

　　可見，水（shuǐ）力旋流器有兩張功能：一是分級，二是濃縮。底流排出的是顆粒粗（cū）的濃懸（xuán）浮（fú）液，溢流排出（chū）的是顆粒細的（de）稀（xī）懸浮液。

　　www91利用當時建築材料科學研究院的直徑100mm水力旋流器進行了模擬試（shì）驗。

　　
　　試驗表明，進料壓（yā）力對底流濃度影響很大，詳見圖2—10。進料壓力越高，底（dǐ）流含（hán）水率越低。當（dāng）進料壓力達到182~203kpa（1.8~2個標誌大氣壓）時，含（hán）水率降到52%~60%既達到能在管道（dào）中流動的極限值。進料壓力對產（chǎn）量（liàng）也有直接影響，隨著壓力的提高，產量也增加，當壓力超過162kpa（1.6個標準大氣壓）後，產量曲線漸趨平緩。進料壓力與溢流（liú）中的固體含量關係不大，不論（lùn）壓力（lì）多大，溢流中的固體含量均為2.2%~3.1%。

　　溢（yì）流和低流的粉煤灰顆（kē）粒分析見表2—3.溢流中粉煤灰<0.01mm的顆粒達到46%，而底流中粉煤灰<0.01mm的顆粒隻有1%。溢流中所含（hán）粉煤灰顆粒細sio2和al2o3含量高，比表麵積大，活性大，是更（gèng）優質的粉煤灰。

　　對水力旋流器進行模（mó）擬試驗得出的基本結論是：

　　①當進料壓力位182~203kpa（1.8~2.0標誌大氣壓）時，底流（liú）濃懸浮液的含水率一（yī）般為52%~60%.可以達到（dào）濃縮的要求（qiú）。

　　②溢流懸浮液含固體量2.2%~3.1%。


　　　　　　　　　　　　　　　（旋流器：直徑100mm，圓柱高150mm）

　　③溢流懸浮液中的粉煤灰為顆粒細、活（huó）性高的優質粉煤灰。

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（3）濃縮（suō）工藝的選擇

耙式濃縮（suō）機（jī）和水力旋（xuán）流器都（dōu）可以達到對電廠排出的灰水進（jìn）行濃縮的目的。但如果將水力旋流（liú）器（qì）單純作（zuò）為濃縮設備來使用（yòng），則存在兩個問題：一是溢流（liú）中所含粉煤灰量過高，不符合排汙要求（qiú），必須進一步澄清後才能排入城市排水係統，且溢流中所含粉煤灰均為（wéi）細粒優質成分，任其排走是對資源的（de）浪費，二（èr）是電廠排（pái）來的灰水在進入水力旋流器前要用砂（shā）泵（bèng）加壓，使之進入壓力達到182~203kPa（1.8~2.0標準大氣（qì）壓）才能達到濃（nóng）縮的目的，為此（cǐ），折合每噸幹灰耗電高達3.03kW·h/t，而耙式濃縮機電（diàn）能消耗僅為（wéi）0.22kW·h/t，水力旋（xuán）流器（qì）能耗為耙式（shì）濃縮機的14倍。因此，水力旋流器不是一種普遍適用的濃縮設備，隻有在需要將粉煤灰中2%~3%的極細顆（kē）粒分離出來時才宜（yí）於使用。普遍（biàn）適（shì）用（yòng）的濃縮設（shè）備是耙式濃縮機。

2.過濾工藝的選擇

物料中的水分是以（yǐ）三種狀態存在的：第一種狀態是遊離態。這部分水通（tōng）過重（chóng）力作用即可排除，沉澱池和耙式濃（nóng）縮機都是通過重力排除遊離水的（de）措施。第二種狀態是（shì）毛細管水（shuǐ）分。這（zhè）部分水是由於（yú）毛（máo）細管（guǎn）吸力的作用而保持在顆粒之（zhī）間的空隙中。要（yào）清除毛細管水分（fèn）必須施加一定的推（tuī）動力來克服（fú）毛細（xì）管吸力，單靠重（chóng）力是不行的。第三種狀態是吸取水分和吸（xī）收水分。由於固體（tǐ）分子表麵的自由能的作用，吸取相鄰界麵的水分子，在固體表麵形成一（yī）層（céng）肉眼看不見的（de）薄膜水分，其厚度為一個分子和幾個（gè）分子，這就是（shì）吸取水（shuǐ）。當水分子鑽入（擴（kuò）散（sàn））固體內部時，則稱為吸收水。吸取水和吸收水與固（gù）體緊密結（jié）合，用（yòng）機（jī）械方法無法清除，隻能通過加（jiā）熱使其蒸發。

對粉煤灰濃懸浮液進行過濾就是通過過濾的方法（fǎ）對其遊離水分和毛細管水分加以清除的工藝措施。

過濾設備通常有三種：壓濾機、真空過濾機和離（lí）心過（guò）濾（lǜ）機（簡稱離心機），由於壓濾（lǜ）機產量（liàng）過小，與粉煤灰房建材料廠的要求不相適應，www91隻考慮真空過濾機和離心機。

（1）離心機

離心機是利用離心力使懸浮液中的固體（tǐ）顆粒與液體分離的設備。依操作原理，有過濾式離心機和沉降式離心機之分（fèn），由於沉降式離心機主要適於分離不易過濾的懸浮液，脫水效果差，濾（lǜ）液中含固體量太大，不適於粉煤灰懸浮液的脫水，因（yīn）此，www91（men）所（suǒ）說的離心（xīn）機僅指過濾式離（lí）心機，或稱離心（xīn）過（guò）濾機。

過濾式離心機分為間歇式和連（lián）續式兩（liǎng）種，由（yóu）於粉（fěn）煤灰房建材料廠粉煤灰用量很大，不適宜（yí）於采用間歇式，隻允許采用連續式（shì）。連（lián）續操作過濾式離心機按其卸料方式又（yòu）分為刮刀卸料和往（wǎng）複活塞卸料（liào）等兩種。由（yóu）於往複活塞卸料離心機的過濾篩網很粗，不適於細粒粉煤灰的過濾，且過濾時間短，分離因素低，脫水效果不好，不宜采用。因此，www91（men）所指的離心（xīn）機是（shì）刮刀卸料的（de）過濾式離（lí）心機。

www91（men）的試驗分（fèn）兩步進行，第一步在試驗室進（jìn）行試驗，第二步在生產設備上進行模擬試驗。通（tōng）過第一試驗（yàn），探索離心機操作的工藝參數，通過第二步試驗，得出離心機可用性結論及離心機用於粉煤灰懸浮液（yè）脫水的效果。

①離心力脫水效果的影（yǐng）響

離心力（lì）的大小通常以分離因數（shù）來說明。分離因數是在已知的分離機中（zhōng）所產生（shēng）的離心場（chǎng）加速度與重力（lì）加速度的比值。分（fèn）離因數乃評價離（lí）心機效率的（de）基本準數之一。

分離因數為一無因次量，可由下述方程式求得：

式中（zhōng）　Fr——分離因素；

　　　w——轉鼓的角速度，；

　　　n——轉鼓的轉數（shù），r/min；

　　　R——轉鼓的內半徑，m；

　　　g——重力加速度，m/S2。

分離因數愈大，離心（xīn）分離（lí）過程進行得（dé）愈加強烈。試（shì）驗證明，隨著分離因數的（de）提高，粉煤灰含水率逐漸降低，但（dàn）濾餅密度並未提高，也就是說，物料並不因分（fèn）離因數的提高而被壓縮，可見，提高分離因數是（shì）降低粉煤灰含水率的有效措（cuò）施。試（shì）驗結果見表2-4和圖2-11。

但是，分離因素是（shì）有限度的，受機械強度條（tiáo）件和動力穩定條件的製約。一般來說，轉鼓（gǔ）直徑越大的離心（xīn）機，由於其轉（zhuǎn）數不可能很高，分離因數也（yě）較低；而轉鼓直徑較小的（de）離心機，分（fèn）離因數較高。例如國產直徑680mm的自動刮刀離（lí）心機，較大（dà）分離因素為800；國產直徑1800mm的自（zì）動刮刀離（lí）心機，較大分離因數隻有520。但（dàn）是，小離（lí）心機產量太小，不適於粉（fěn）煤灰房建材料廠采（cǎi）用，必須選擇一個（gè）分離因數適中值。分析圖2-11可知，曲線1、2、3在分離因數（shù）為500時都發生（shēng）轉折，分離因數高於（yú）500時，曲線漸趨於平緩（huǎn），而（ér）Fr=300~500時曲線斜率很大，可見，分離因（yīn）數選用500較為經濟（jì）。

分離（lí）因素對（duì）脫水效果的影響（xiǎng）　　　　　　　表（biǎo）2-4

分離時間（min）	分離因數（Fr）
	300		400		500		600		700
	濾餅密度（kg/m3）	濾餅含水率（%）	濾餅密度（kg/m3）	濾餅（bǐng）含（hán）水（shuǐ）率（%）	濾餅密度（kg/m3）	濾（lǜ）餅含水率（%）	濾餅密度（kg/m3）	濾餅含水率（%）	濾（lǜ）餅密度（kg/m3）	濾餅含水率（%）
0.5	1180	31	1170	30	1050	29	1140	27	1120	26
1.0	1140	29	1130	27	1200	25	1090	24	1120	23
1.5	1110	28	1200	26	1050	24	1070	23	1010	22
2.0	1050	27	1060	25	1050	23	1070	22	1060	21

注：1.懸浮液固液比為1：1.25。

　　2.粉煤灰濾餅百度為4cm。

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  ②粉煤灰懸浮液濃度（dù）對脫水效果的影響

  粉煤灰懸浮液濃度的脫水是（shì）依靠在離心力場中水份經濾布排除兒實現的。單位麵積的濾（lǜ）布在（zài）單（dān）位時間內通過（guò）的（de）水量有其（qí）極限值，這個極限值隨分離因數的增大而增大。因此，進料懸浮（fú）液的含水量要（yào）不超過這個（gè）極限值，則對脫水效果影響不大，如果超過這個極限值，則濾餅含（hán）水率將急劇上升。試驗結果見圖2-12。當進料懸浮液的固液比在1:2.25以下時，濾餅含水率雖然也隨（suí）固液比比值的減少而加大，但曲線非常平緩，到固液變為（wéi）1:3時（shí），粉煤灰濾餅含水率（lǜ）驟然上升到（dào）24%。所以，在分離因（yīn）數為500~600時，進料粉煤灰懸浮（fú）液的固液比（bǐ）應控製在1:2.25以下。在上一段關於耙式濃縮機的（de）敘述中已提（tí）到，耙式濃縮機的底流濃度為（wéi）1:1.5，完全符合要（yào）求。

  ③濾渣層厚度對脫水效果的影（yǐng）響

  離心過濾是懸（xuán）浮液中的水分在離心力的（de）推動下經過顆粒之間的孔道（dào）和過濾介質而被（bèi）排除，不僅離心力的大小影響脫水效果，水分（fèn）排（pái）降時所遇到（dào）阻（zǔ）力的大小也影響脫水效果。一般來

 

圖2-12  懸浮液固液比和脫水效果的（de）關（guān）係

（分離因數600，離心時間3min）

說，阻力越大，水分越容易排出。濾渣層厚的增大，阻力（lì）必然增大，濾餅含水率會提高。試驗表明（圖2-13），濾餅厚度在（zài）4cm以下時，對其含水（shuǐ）率影響很小；超過4cm時，影響大一些，但總的來看，濾（lǜ）餅厚（hòu）度對（duì）其含水率的（de）影響不起決定性作用。為了（le）提高離心機的生產效（xiào）率，在設計粉煤灰（huī）懸浮液專用離心機時，要考慮適當增加濾（lǜ）餅厚度。

圖2-13  濾餅厚度和脫水效果的關係

（分（fèn）離因數600,離心時間2min）

  ④離心時（shí）間對脫水效果的影響

  懸浮液中水分的過濾可以分作兩個階段：第（dì）一階段是遊離態水分的排除和形成（chéng）濾（lǜ）渣層，這一階段阻力很小，所需時間很短；第二（èr）階段是毛細管水分的排除（chú）。毛細管水分是較難排除的，所需時間較長。隨著時（shí）間的增加，水分逐漸被排除，直到將全部毛管水（shuǐ）分（fèn）排除為止。因（yīn）此，離心時間對脫水效果是（shì）有很大影響的。當離心時間延長時，雖然可以在一（yī）定程度上降低粉煤灰（huī）含（hán）水率，但同時卻降低了離心（xīn）機的生產能力。如（rú）何選擇（zé）一個合理而又經濟的離心時間是影響離心機生產效果的重要問題。

  www91進行了離心時間對脫水效果的影響的試（shì）驗。其結果見表2-5.實驗結果表明，隨著離心時間的增加，粉煤灰濾渣的含水率逐漸降（jiàng）低。但（dàn）各個時間（jiān）段的脫水速度（dù）是（shì）不一致（zhì）的。在頭三分鍾內，每分鍾可使粉煤灰濾渣的水分（fèn）降低2%，可是第三分鍾以後，則脫水速度逐漸將（jiāng）到每分鍾0.7%和0.5%，時間越往後，脫水（shuǐ）速率越低。離心時間（jiān）的延（yán）長，意味著（zhe）離心機生產能力的（de）降低和（hé）脫水成（chéng）本的提高。例如，φ680的自動刮刀離心機，當離心周期增（zēng）加到2min時，每小時產量為1t，每噸粉煤灰（幹灰）的耗電量約28kW*h；如（rú）果將（jiāng）離心周期增加到3min，每（měi）小時產量隻有0.67t幹灰，每噸粉煤灰脫水的耗電量急增至42kW*h，而含水率僅降低1%~2%，顯然這是不合算的。綜合分析比（bǐ）較，建議離心時間控（kòng）製在3min以（yǐ）內。

離（lí）心時（shí）間對脫水效果的影響                  表2-5

離心時間 （min）	粉煤灰濾渣的狀況		脫水速率（lǜ）
	密度（kg/m3）	含水率（lǜ）（%）	時間段	速率（降低率%數/min）
1	1030	23	第1～第2分鍾	2
2	1030	21	第2～第3分鍾	2
3	1000	19	第3～第6分鍾（zhōng）	0.7
6	980	17	第6～第8分鍾	0.5
8	1000	16

　　⑤離心機（jī）脫（tuō）水的基本結（jié）論

　　利用當時的北京化工實驗廠碳酸氫銨（ǎn）車間680mm的自動刮刀離（lí）心機（過濾麵積0.8m2，分離（lí）因素（sù）800）進（jìn）行（háng）模（mó）擬實驗，對采用（yòng）離心機進（jìn）行粉煤灰

懸浮液的脫水（shuǐ），可得出以（yǐ）下基本結論：

　　a．脫水效果良好。當（dāng）懸浮液固液比為1:1.25.離心時間為（wéi）1.5min時，脫水後的粉煤灰含水率（lǜ）為21%~25%，濾液中的固體量為1%，生產能力是1.27t/(m2•h)(幹灰）

　　b.離心周期：　　進料　　　～10s

　　　　　　　　　　進料　　　～10s

　　　　　　　　離心　　　～90s

 　　　　　 　　其它      ～10s

    　　　　　　合計　　　～2min

　　⑥對采用（yòng）離心機作為粉煤（méi）灰房建材料廠生產設備的建議：

　　a.工藝參數為：分離因（yīn）數500,離心時間不大於3min，濾渣層厚度4cm或稍大，進料懸（xuán）浮（fú）液的（de）固液比不得超過1:2.25。

　　b.根據粉煤灰懸浮液的特（tè）點設計專用的離心機，其直徑建議（yì）為1800mm；其刮刀應選用耐磨材料，克服粉煤灰對刮刀的劇烈摩耗；在設計中要充分考慮轉鼓濾網的清洗，因粉煤（méi）灰與化工（gōng）產品不同，粉煤灰濾渣（zhā）層在濾網上粘的十分（fèn）堅實，用高壓水或高壓（yā）蒸汽都難於清洗。

　　(2)真（zhēn）空過濾機

　　真空過濾機和離心（xīn）機的脫水原理是相同的，即駿為過濾。上一節已經提到過濾操作的基本原理係列利用一種具有很多毛細孔的物體作為介質（稱為過濾介（jiè）質），使粉煤灰中水分由此介質中的小孔（kǒng）通過，而將粉煤灰截留（liú）。二者不同之處在於推動力不（bú）同，離心過濾是（shì）借離心（xīn）力推動水分由於過（guò）濾介質排出，而真空（kōng）過濾則（zé）是借在介質（zhì）下抽真空而造成的兩側壓強差推動水分（fèn）由過濾介質排出。

　　真空過濾（lǜ）機的型式很多，一般工業部（bù）門所使用的有三種：

　　①轉筒真空過濾機。其操作是連續式（shì）的，吸附、吸（xī）幹、幹（gàn）燥、吹卸等（děng）操作環節分別在一個回轉筒中完成，回轉筒轉一周等於一個循環操作周期。這（zhè）種型式（shì）的過（guò）濾機適用於過濾各種懸浮液。

　　轉筒真空過濾機又可（kě）分（fèn）為內濾式和外濾式兩種：內濾式是從鼓筒內表麵（miàn）進（jìn）行過濾，懸浮液處於濾布的上方，懸浮液中（zhōng）的粗顆粒憑借（jiè）重力先沉降到（dào）濾（lǜ）布上，是濾渣層越靠近濾布處（chù）顆粒越粗，這對過濾（lǜ）是有利的。因此，內濾式過濾機適於過（guò）濾顆粒大小不一定的懸浮液。外濾式（shì）過濾機是從鼓（gǔ）筒的外表麵進行過濾，懸浮液（yè）處於濾布的下方，通過真空吸力將懸（xuán）浮液中的固體顆（kē）粒吸到（dào）濾布上。因此，外濾式過濾機適於顆粒較（jiào）為均勻而（ér）粒（lì）徑較小的懸浮液。

　　②圓盤真空過濾機，其操作也是（shì）連續式的（de），操作原理（lǐ）與轉筒真（zhēn）空過濾機一樣（yàng）。所不同的是這種過濾機的（de）各個操作環節不是在一個回轉筒中完（wán）成，而是在一個或幾（jǐ）個回轉盤的扇形麵上（shàng）完成，其濾餅（bǐng）含水率一般比轉筒真空過濾（lǜ）機高（gāo），脫水效果比真（zhēn）空（kōng）過濾機（jī）差。

　　③鏈帶過濾機，這（zhè）種過濾機的各個操作環節是在一個運（yùn）轉的鏈帶（dài）上完成的，適於過濾粘（zhān）帶的、具（jù）有揮發性的濾漿，一（yī）般過濾麵積不大（dà），不適於粉煤灰房建材料廠大量（liàng）進行粉煤灰（huī）脫（tuō）水的需要。

　　為了確定利用（yòng）真空過濾機進行粉煤灰懸浮液脫水的可行性並確定基（jī）本工藝參（cān）數，www91進行了一係列（liè）的試驗研究工作。試驗俺試驗室條件下的試驗和模擬試（shì）驗兩（liǎng）階段進行。

　　試驗室試驗室利用（yòng）當時建工部北（běi）京水泥玻璃工業設（shè）計院研究室粉磨組的真空過濾漏（lòu）鬥進行的。過（guò）濾濾鬥的直徑是100mm，過濾麵積是78.5cm2。過濾介質為雙層濾（lǜ）布，內層為粗麻布，外層為細帆布。過濾的各個操作工序都是間歇（xiē）進行的。通過試驗室試驗初步（bù）摸索到了（le）一些規律，為模擬試驗打下（xià）基礎。

　　模擬試驗是利用天津（jīn）大（dà）學當時的（de）化工原理教研（yán）室（shì）的外濾（lǜ）真空過濾機進行的。設備規格是Φ450mmX300mm，過濾（lǜ）麵積0.42m2，回轉速度可以在0.12～0.76r/min範圍內自由調整。轉鼓的浸沒度25%，吸幹角120o吹斜角60o。除過濾機外，還附設有攪拌器、真空泵、空（kōng）氣壓縮機（jī）、供料料漿攪拌桶和楊液泵等全套係統。除規格小以外，和大工業生產完全相同。

　　試驗結果如下：

　　①過濾常數的測定（dìng）與計算

　　為了確定真（zhēn）空過（guò）濾機進行（háng）粉煤灰脫水的一些基本工藝參數，首先必須測定其過濾常數。所謂過濾常數是由過濾基本方程式提出的。關於恒壓（yā）強過（guò）濾的基本方程式是：

　　

式中　　

　　　　F—過濾麵積

　　V—濾液體積

　　T—過濾（lǜ）時間

　　Qe，k，Te—過濾常數。

由上式（shì）可知，過（guò）濾基本方程式決定於過濾常數。過濾常數隨操作壓強（真空度）、濾餅特性和過濾介質而定。當過濾介質和（hé）真（zhēn）空度一定時，過濾常數代表著粉煤灰懸浮液的過濾特性。

為了測定過濾（lǜ）常數，將上述基本方程式兩端各除以k•q，得

　　

這（zhè）個（gè）方程式為斜率1/k,j截距     的直線方程式。

通過試驗得出了不同時間（jiān）T內的不同濾液量（見表2—6），由這些數據計算並繪出上述方式的圖線（圖2—14）由這條直線的斜率和截（jié）距，計算出過濾常數如下：

　　

相應的（de）過（guò）濾方程式為：

　　

此時的過濾條件是：真空度53.33kpa（400mmHg）濾布為4X4帆布，懸浮液固液比為1:2

　　

　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖（tú）2-14過濾圖線

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　　②真空度對脫水效（xiào）果（guǒ）的影響

真空（kōng）過濾機濾渣的含（hán）水率隨真空（kōng）度（dù）的提高而降低。試驗結果見表2-7和圖2-15。隨著真空度的提（tí）高，過濾推動力加大，含水率逐漸降低，過濾速度相應增加，過濾機的產量上升（shēng）。提高真空度對提高過濾機（jī）的脫（tuō）水效果有很大意義。建議真空（kōng）度（dù）應不低於53.33kPa（400mmHg）。前蘇聯利用圓（yuán）盤真空（kōng）過濾機進行粉煤灰懸浮液脫水時，其真空度高達74.66kPa（560mmHg）。

真空度對過濾效果的影響　　　表2-7

真空度		濾餅厚度（mm）	產量 [kg幹灰/（h·m2）]	濾餅含水率（%）
（kPa）	（mmHg）
26.66	200	7.5	124	32.7
40.00	300	10.0	151	31.7
53.33	400	12.0	179	28.3

注：濾布為8×8帆布；懸浮液含水率60%~61.5%；轉鼓轉速170s/r；過濾時間43s；吸幹時間57s。

③進料懸浮液的含水率對脫水效果的（de）影響

粉煤灰在真空過濾機中的脫水是依靠在壓強差造成的推動力作（zuò）用下水分經濾布排除而實現的。由於真空過濾機的推動力比離心機小得多，因而水分排除的速度要慢得多，在單位時間內在單位麵積上所能排除的水分（fèn）要少得（dé）多（duō），以致進料懸浮（fú）液的（de）含水（shuǐ）率對離心機的（de）產量幾乎毫無（wú）影響，而對真空過濾（lǜ）機卻有嚴重影響，這是因為真（zhēn）空過濾機的產（chǎn）量完全（quán）取（qǔ）決於濾液（yè）的排除速度。試驗結果表明（見（jiàn）圖2-16和（hé）表2-8），真空過濾機的產量隨（suí）進料懸浮液含（hán）水率的提高顯著降低，而（ér）且，產量降低的速率超過含水率提高的速率（lǜ）。例如，當懸浮液的（de）固液比為1：1.5（含水率60%）時，產（chǎn）量可以達到530kg/(m2·h)，當固液比增加一倍，即為1：3（含水率75%）時，產量並不止降低（dī）一倍，而（ér）是降低了1.4倍。可見，盡（jìn）量降低懸浮液含水率對提高真空過濾機的技術經濟效果有很大意義（yì）。建議在生產（chǎn）中，濃縮後的懸（xuán）浮液的含水（shuǐ）率不應大於60%（固液比（bǐ）1：1.5），並爭取盡可能進一步降低。

④吸（xī）附（fù）時間對（duì）過濾效果的影響

過濾過程包括三個階段：吸附（fù）、吸幹和吹卸。這三個過程作用不相同，但相互聯係，對過濾效果有（yǒu）很大影響，其中尤以吸附過（guò）程影響（xiǎng）較大（dà）。

吸附過程（chéng）是在懸浮液中進（jìn）行的，其作用是過濾大（dà）量的遊離水，將（jiāng）粉（fěn）煤灰（huī）吸附在濾布上形（xíng）成濾餅。吸附時（shí）間越長，所過濾（lǜ）的遊離水越多，但濾餅的厚度也越來越厚（hòu），過濾的阻（zǔ）力也就越來越大，過濾（lǜ）速度（dù）也就越來越（yuè）低。因此，應該選擇一個較佳（jiā）吸附時（shí）間。

懸浮液含水率對過濾效果（guǒ）的影響　　　表2-8

懸浮（fú）液（yè）含水率		濾餅厚度（mm）	產量 [kg幹粉煤灰（huī）/（h·m2）]	濾餅含水（shuǐ）率%
%	固液比
60	1：1.5	17	530	31.5
68	1：2.1	10.9	405	33.5
75	1：3	7.5	220	31.0
79	1：3.8	6.8	154	29.4

注（zhù）：濾布采用4×4帆布；轉鼓轉速74~80s/r；過濾時間20s，吸（xī）幹時（shí）間27s。

這裏所說的過濾速度是指在單位（wèi）時（shí）間內，每單位過濾麵積上所通過的濾液體積，即：

所以（yǐ），U正好是過濾基本方程式中的微分式（shì）的倒數（shù）。取不同τ值所計算（suàn）的值的圖線如圖2-17所示。

 

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  由此可知，在過濾過程開始時，過濾速度很快，隨之逐漸降低。這是因為隨著（zhe）過濾的進（jìn）行，濾餅不斷變厚，阻力（lì）不斷增加，而真空度並未改變（恒壓強過濾），也就是推（tuī）動力並未增加，以致濾液的產生遇困難。當濾餅厚度增（zēng）加到較大值時，正是濾餅和過（guò）濾（lǜ）介（jiè）質的總阻力與過（guò）濾的推動（dòng）力（真空度）達到平衡，濾液再（zài）不能流動的（de）時候（hòu），此時過濾過程實質上停止了。

  評價過濾效果的主要指標之（zhī）一，是過濾機單位麵積（jī）上每小時的產量。而這一（yī）指標完全取決於過濾速度。圖（tú）2-18的曲線是吸附時間和過濾機產量曲線，這條曲線和圖2-17的過濾（lǜ）時間和（hé）過濾速度圖線是（shì）一致的，也（yě）就是隨（suí）著時間的延長，過濾機產量逐漸下降。由表2-9可知，當吸附時間為19s時，產量可以達到每m2過濾機麵積產幹灰404kg；吸附（fù）時間延長約（yuē）一倍（37s）時，產（chǎn）量降低（dī）到291kg/（m2*h）；吸附時間延長（zhǎng）兩倍（58s），產量也降低了約兩倍[145kg/(m2*h)]。產量降低（dī）後，濾餅含（hán）水率並（bìng）未降低。可見，延長吸附時間，沒有（yǒu）帶來技術的（de）和經濟的效（xiào）果。因此，實驗結果認為，在設備機械強度條件、動力穩定條件以及與吸附相連係的其他條件（jiàn）允許的情況下，盡可能（néng）降低吸附時（shí）間，一般不宜超過20s。

 

圖2-17  過濾速度圖線

 

吸附（fù）時間對過濾效果影響                            表2-9

 

吸附時間附（s）	濾（lǜ）餅厚度δ（min）	設備產量G幹 [kg/(m2*h)]	濾（lǜ）餅含（hán）水（shuǐ）率（吸附後）（%)
19	10.9	404	40.4
37	12.0	291	39.3
43	13.5	255	38.1
58	18.0	145	40.4

  ⑤吸幹過程對過濾效果的影響

  吸幹（gàn）過程的作用是通過（guò）壓強（qiáng）差，將濾餅毛細管水分排出來，以降低濾餅最終含水（shuǐ）率。在（zài）毛（máo）細管水分的極（jí）限值（此值約為15%）以內，濾餅含水率必隨壓強差的增大和吸幹時間的延（yán）長而降低。試驗結果（表2-10）充分說明了這（zhè）一點。因（yīn）此，為了保證得到生產要求（qiú）的濾餅含水率，應盡量增加吸（xī）幹時間，一般不宜小於30s。但（dàn）是，吸（xī）幹（gàn）時間和吸附時間對於一定的設備（bèi）而（ér）言有一個固定的（de）比值，即 ,為了降低吸附時間增加吸幹時間，應該盡量（liàng）提高（gāo）這個比值（zhí），即應該選擇或設計吸附角度小、吸幹角度的真空過濾機。

  ⑥吹（chuī）卸對過濾效果的影響

圖 2-18吸（xī）附時間與設備生產量（liàng）的關係

吸幹時間對過濾效果的影響                    表2-10

吸幹時間幹（s）	吸（xī）幹前濾餅		濾餅吸幹後含水率（%）	吸幹值（已含水（shuǐ）率計）（%）
	含（hán）水（shuǐ）率（lǜ）（%）	厚度（min）
25	40.4	10.9	33.5	6.9
41	39.3	12.0	31.0	8.3
58	38.1	13.5	30.5	7.6
77	40.4	18.0	36.5	13.9

  注：濾布（bù）為4×4帆布；真空度53.33kPa（400mmHk）；懸浮液含水率66%。

  

   過濾過程（chéng）的最後一個階段是吹卸。吹卸的目的是卸除濾餅和使濾布再生（shēng）。

  其他各工業部（bù）門所使用的真空過濾機均（jun1）沒有空氣壓縮機，由內向外吹出（chū）0.03～0.05N/cm2的壓縮空氣，以保證濾餅（bǐng）能完全（quán）地從濾布（bù）上清除下來並使濾布過濾功（gōng）能（néng）能得到再生（shēng）。但是，在www91的（de）試驗中發現粉煤（méi）灰和其他工業部門的有關物料有所不同，它的濾餅本身結得緊實，去不粘在濾布上，隻要停止吸氣，即使（shǐ）不用壓縮（suō）空氣吹卸，也能較幹淨地從濾布上刮下，對過濾機產（chǎn）量沒有影響。相反（fǎn），如用壓縮空氣吹卸，轉鼓內（nèi）壁（bì）及濾布纖維間的殘（cán）留水分被壓縮空（kōng）氣吹回濾餅（bǐng）中，使濾餅含水率提高3%~4%，對過（guò）濾效果產生負作用。因此，在模擬試（shì）驗中，濾餅均未經壓縮空氣吹卸，建議在生產中也不必采用。

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　　⑦過（guò）濾介質對脫水效（xiào）果的影響

前麵已經提到，在過（guò）濾過程中，濾液的流動決定於過濾（lǜ）介質兩側的壓強差和過濾（lǜ）介質及濾餅的阻力，過濾介質的選擇對濾液的流動有重要意（yì）義。為了提高過濾速率，應該選（xuǎn）擇多（duō）孔性的、阻力小的，既（jì）能有效地截留（liú）懸浮（fú）液中的（de）固體微粒（lì），又具有良好的物理機（jī）械性能（耐磨、強度（dù）高）和化學穩定性（抗腐（fǔ）性)濾（lǜ）布。

為此，www91進行了（le）四種不同過濾介（jiè）質對脫（tuō）水效果影響的試驗，試驗結果見表2—1。在這幾種（zhǒng）介質中（zhōng），以4×4的帆布過濾效果好（hǎo），產量較大、濾餅含水效率低，這（zhè）種濾布紗線細而均勻，孔隙通暢阻力較小。6×6和8×8的濾布過於粗糙，阻力很大，產量大大降低（dī），普（pǔ）通布（bù）雖然細博多孔，過濾阻力小，但不（bú）耐磨，極易（yì）損（sǔn）壞，在試驗過（guò）程中，由（yóu）於產生了破損，無法截留（liú）較細的粒子且有漏氣現象，真空度極不穩定，操作（zuò）很不正常，根據當時試驗結果，以4×4的帆布過濾效更（gèng）好，但是，當今的織物品種非常多，完（wán）全有可能找（zhǎo）到（dào）比4×4的帆布過濾效果更好的織（zhī）物。建議在生產中進一步做選擇試驗。

⑧真空過濾機脫水的基本（běn）結論

通（tōng）過試驗室試（shì）驗和模（mó）擬試驗，對采用真空過濾機進行粉煤灰懸浮液脫水，可得出以下基本結論：

　　a.脫水效果良好，具體數據詳見表2—12。

　　b.粉煤灰懸（xuán）浮液的過濾特性可用下述過濾（lǜ）基本方程式表示53.33kpa（400mmHg真（zhēn）空度，4×4帆布，進料懸浮液固液比1：2時）：

　

　　C.為了獲得良好的過濾效（xiào）果，在研究了影響的諸（zhū）因素後（hòu），建議選（xuǎn）用下列工藝參數（shù）：

　　進料（liào）懸浮液固液比1:1.5以下；

　　真空度（dù）不低於53.33kpa（400mmHg）；

　　吸附時間不應多於20s；

　　吸幹時間不應少於30s；

　　濾餅的（de）卸除可以（yǐ）不吹壓縮空氣。

　　（3）過濾工藝的選擇

　　離心過（guò）濾機和真空（kōng）過濾機都可以用（yòng）作濃縮後的粉煤灰懸浮液的過濾設備，但二者比較有以下不同的特點：

　　①濾餅含水率：按試驗推薦的工藝參數操作，離心機的濾餅含水率為（wéi）21%~25%.真空過濾機為（wéi）30%左右，後者大（dà）於（yú）前者。

　　②能（néng）量消耗：按試驗推薦的工藝參數操作，離心機的電能消耗（hào）為每噸千灰10.01kw•h，真空過濾機的電動消耗為（wéi）每噸幹灰5.52kw•h，前者大於後者。

　　③使用壽命和運（yùn）行費用：離心機為高速運轉（zhuǎn）設備，其刮刀使（shǐ）用壽命很短，運行費用高昂。真空過濾機為低速運轉設備，易損件很少，運行費用低廉。

　　④使用經驗：離心機在（zài）國（guó）內尚無在粉煤灰懸浮液脫（tuō）水方麵的使用先例，在國外也（yě）鮮有使（shǐ）用者，隻在一處（chù）文獻中（zhōng）有使用記載；真空過濾機用於（yú）粉煤灰懸浮液（yè）脫（tuō）水在國內已有30年的使用經（jīng）驗，在國外也（yě）早已被使用。

基於上述比較，濃縮後的粉煤灰懸（xuán）浮液的（de）過濾宜選用真空過濾機，隻有（yǒu）在真空過濾機的濾餅含水率達不到使用要求，而離心機能達到使用要求（qiú）時才宜選用離心機。如果選用離心機，應根據粉煤灰懸浮液特點進行專用離心機的設計製造，解決（jué）其存在的各種技術問題。

　　二、“耙式濃縮機濃縮—真空過濾機過濾”脫水工藝與（yǔ）設備

　　根據試驗結論，我國粉煤灰（huī）房建材料生產企業進（jìn）行粉煤灰懸浮液機械脫水所采用的工藝基本上都是“耙式濃（nóng）縮機（jī）濃（nóng）縮—真空過濾機過（guò）濾”典（diǎn）型企業是武漢（hàn）市矽酸鹽製品廠（chǎng），該（gāi）廠於1969年正式建成投產，至今（jīn）已（yǐ）有30多年的生產經驗。[10 ]

　　1.工藝流程

　　“耙式濃縮機濃（nóng）縮—真空過濾機過濾（lǜ）”脫水工藝流（liú）程如下（見圖2—19）：

　　2．爐渣篩分設備（bèi）的選型

　　大中（zhōng）型電廠一般都（dōu）實行灰渣分排（pái），中、小型電廠則多采用灰渣混排。當灰渣混排時（shí），如果進濃縮（suō）機前，不將大顆粒爐渣（zhā）分離出去，極易造成濃縮機（jī）的卡耙停車事故，而（ér）且砂泵磨損加快（kuài），過濾時的含渣濾餅經常產生裂紋破（pò）壞真空度。因此，混排灰渣懸浮液脫水的第（dì）一道工序是除渣。灰渣分（fèn）排時，則可免除這道工序。

　　除渣可采用固定條（tiáo）縫篩，也可采用振動篩（shāi）。

　　（1）固（gù）定條縫篩（shāi）

　　固定條縫篩的篩麵為矩形，由（yóu）楔形的黃銅絲或不鏽（xiù）鋼絲製成。每一條楔形金屬絲在篩麵長向每隔100mm距離（lí）繞一圈（quān），其中穿以順向鋼棒（即篩（shāi）條）使之（zhī）構成一整塊篩麵。

　　條縫篩所需（xū）麵積的計算（suàn）：

 　　　　　　　　　　　　　　　　　

式中　S－－條縫篩所需麵積，ｍ2

　　　Q——應該通過的灰水量。m3/h

      q——每平（píng）方篩麵能夠通（tōng）過的灰水量，m3/h，當條縫寬度為0.75～1.00mm時，可（kě）取（qǔ） 

        q= 300 m3/h

　　固定條縫篩的長度為3~5m，寬度（dù）可根據（jù）s值確定，但（dàn）不得小於1m。條縫篩的縫口（kǒu）寬度一般為2mm。篩（shāi）麵的斜（xié）角5~8。。

　　（2）振動篩

　　（3）可以選用各種（zhǒng）類（lèi）型的振動篩，但以座式慣性直線振動篩為好，一般選用ZS型慣性直線（xiàn）振（zhèn）動篩。表2—13為鞍山礦山機（jī）械廠出品的ZS1800×5600座式直線振動（dòng）篩技術性能，圖2—20為該篩的外（wài）形圖。

　　電廠的（de）灰渣在衝灰前（qián）已經破碎，故可選用單層篩（shāi），所需麵積按下式計算：
　　　　　　　　　　　　　　　　　　

式中　S、Q、q——意義與（yǔ）上式同；

            K——給料不均勻係數，一般為1.15～1.20。

 

 （3)篩的選型
　　原則上，電（diàn）廠灰水中含（hán）量不多時，選用固定條縫篩（shāi），如渣量多時，應選用振動篩（shāi）。

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3．耙式濃（nóng）縮（suō）機的（de）選型

耙式濃縮機是（shì）一種連續作業的利用重力使固液分離的沉澱濃縮設備，它是一個由鋼筋混凝土製作的圓池，池底呈向心錐底，池（chí）中有慢速旋轉的耙子。灰水從池中心上部進入，粉煤灰則（zé）沉降積（jī）於池底。耙子的作用是將積於池底的粉煤（méi）灰耙到池底（dǐ）中心，並（bìng）從錐底中心連（lián）續流出。澄清水則從（cóng）池上部周邊的溢流（liú）槽不斷排出。耙子（zǐ）的旋轉速度不能太慢，要控製在（zài）能（néng）將粉煤灰沉積物由池（chí）底不斷耙向錐底中心而不至於積得太厚而達到耙不動的程度；又不能太快，以致破壞灰粒的沉降濃縮過程。耙子的旋轉速度與物料和沉降速度有關，粒（lì）度較粗和容易沉降的，耙的線速度可控製在6m/min左右；粒度（dù）較（jiào）細和沉降慢的，耙的線速度應控製在3~4m/min以下。

（1）底流灰漿（jiāng）濃（nóng）度的確定

前述真空（kōng）過濾機的試驗結果表明，進入真空過濾（lǜ）機的粉煤灰懸浮液的（de）濃度對過濾效率有決定性影響。但是，濃度（dù）不可能過高，以在管道中可以流動為限。根據武漢市矽酸鹽製品廠的生產經驗，灰漿流動度不低於110mm時（shí）可以強製輸送。表2-14列出了不同含水率的粉煤灰懸浮液（yè）流動度的測定數據，相對於110mm以上流動度的含水率為60%左右，即固液比1：1.5。

不同含水率的粉煤灰懸浮液流（liú）動度（dù）　　表2-14

粉煤灰懸浮液（yè）含水（shuǐ）率（%）	流動度（mm）
78.6	146
60.7	115.6
58	113.6

（2）耙式（shì）濃縮機的產量 

耙式濃縮機單位有效沉降麵積產量（以幹粉煤灰計）：

式中　q1——耙式濃縮機（jī）單位有效沉降麵積產量，t/(h·m2)；

　　　V0——沉降區灰粒水力沉速，mm/s，用量筒測定（dìng）法測定；

　　　R1——入料灰水的液固比；

　　　R2——底流灰漿的液固比，取1.5。

當取V0=0.6mm/s，R1=18，R2=1.5時，不同規格的耙式濃縮機產量如表2-15。

不同直徑耙式濃（nóng）縮機（jī）的生產能力　　表2-15

粉煤灰懸浮（fú）液（yè）含水率（%）	流動度（mm）
78.6	146
60.7	115.6
58	113.6

由於V0和R1是一個變量，表2-15中所列的生產能力應根據（jù）實際的V0和（hé）R1值加以修正，修（xiū）正係（xì）數K1和K2如表2-16和表2-17所示，耙式濃縮機的實際生產能力應按表2-15的數據乘以修正係數K1和K2。 

力水沉速V₀的變化係數K1值　　表2-16

V0	K1	V0	K1	V0	K1
0.40	0.67	0.65	1.04	0.90	1.50
0.45	0.75	0.70	1.16	0.95	1.54
0.50	0.83	0.75	1.25	1.00	1.66
0.55	0.92	0.80	1.33	1.05	1.75
0.60	1.00	0.85	1.42	1.10	1.84

R1	K2	R1	K2	R1	K2
15	1.22	24	0.733	33	0.524
16	1.14	25	0.702	34	0.508
17	1.06	26	0.674	35	0.493
18	1.00	27	0.648	36	0.478
19	0.942	28	0.622	37	0.465
20	0.892	29	0.600	38	0.452
21	0.847	30	0.579	39	0.440
22	0.805	31	0.560	40	0.429
23	0.769	32	0.541	41	0.418

耙式濃縮機分（fèn）為（wéi）中心傳動和（hé）周邊傳動兩種（zhǒng）形式，直徑9m和12m的（de）為中心傳動，大於12m均為周邊傳動。耙式濃縮機的（de）選型主要是確定其直徑。

生（shēng）產所需的濃縮機有效（xiào）沉降麵積：

式中　F——生產需（xū）要的濃縮機有效沉降麵積（jī），m2；

　　　Q——生產需要的幹粉煤灰小時（shí）用量（liàng），t/h。

耙式濃縮機直徑：

式中　D——耙式濃縮機直徑，m。

根據計算要求的直徑，按機（jī）械製造（zào）廠出口的耙式濃縮機規格的直徑係列選型，選取的實際直徑應大於計算要求的（de）直徑（jìng）。選型（xíng）後應按下式（shì）校驗（yàn）：

式中　V——溢流水在濃縮機中的上升（shēng）速度，mm/s；

　　　Q0——耙式濃（nóng）縮機台時幹粉煤灰產量，t/h；

　　　F——每台耙式濃縮機（jī）沉降麵積，m2；

　　　K——濃縮機（jī）有效麵積係（xì）數，一般取0.85~0.95，直徑12m以上的濃縮機取上限（xiàn）；

　　　V0——沉降區灰粒水力沉速（用量筒測定法測定）。

（4）耙式濃（nóng）縮機的技術性能

表2-18是沈陽礦山機器廠出品的直徑12m、15m、和18m耙（pá）式濃縮（suō）機的技術性能（néng）；圖2-20是12m濃縮機的外形圖和平麵圖；圖2-21是15m濃縮機的外形圖；圖2-22是18m濃縮機的外形圖。

耙式濃（nóng）縮機（jī）技術性能　　表2-18

序（xù）號	名稱		單位	BGN-12	BGN-15	BGN-18
1	傳動方式			中心傳動	周邊傳動	周邊傳動
2	軌道中心圓直徑		mm		15360	18360
3	濃縮池內徑		mm	12000	15000	18000
4	濃縮池深度		mm	3500	3600	3708
5	耙架每轉時間		min	5.26	8.5，12.7，17.4	9，10，15，20.5
6	耙架圓周（zhōu）速度		m/min	7.2	2.77~5.68	2.75~6.28
7	沉澱麵積		m2	113.1	176.7	254.5
8	速比		i	50.661	40.165	40.165
9	電動機功率		kW	3.0	5.5	5.5
10	外形尺寸	長	mm	14000	16545	19742
		寬	mm		15670	18864
		高	mm		7017	7047
11	設備重量		kg	8510	9299	10064
12	最大件重		kg		2300	2600

 

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  4.真（zhēn）空過濾機的造型

  前已述及，根據粉煤灰懸浮液的特（tè）點（diǎn），適於（yú）使（shǐ）用外（wài）率式轉筒真空過濾機（jī），我國生（shēng）產這種過濾機較有經驗的企業是沈陽礦（kuàng）山機器廠。該廠出品的該種過（guò）濾機按（àn）其轉筒材（cái）質和構造分為兩類型：一種是木板轉筒，一種是鑄鐵轉筒。

圖2-22  BGN-15型周邊轉動式濃縮機外形圖

  木板轉筒過濾機的構造特點是（shì）沿筒板周圍分成24個區域，各區裝有4個吸孔，筒板之上（shàng）為木花（huā）格板構（gòu）成的真空濾液道。花格板表麵鋪濾布，各區（qū）濾布與筒（tǒng）板相應的空間用槽板和壓條徑向分成（chéng）單獨的過濾室。濾（lǜ）液是從（cóng）連接在吸孔上的48根1吋的管匯集後經一個分配頭排出。這（zhè）種類型的過濾機轉速較低，濾（lǜ）液流（liú）動的阻力較大，單位時間濾液流（liú）量值也較低，因而單位過濾麵積的產量也較低，其設備（bèi）重量相對較（jiào）低（dī），價格相（xiàng）對較低。

  鑄鐵轉筒過濾的構（gòu）造特點是在轉筒的圓周上（shàng）裝（zhuāng）有24塊（kuài）濾篦（bì），濾（lǜ）篦下（xià）對應轉筒（tǒng）的一個空腔，由徑向筋板構（gòu）成24個單獨過濾室，每（měi）個室的兩端均有經配氣軸的單獨孔道與（yǔ）兩（liǎng）端分（fèn）配頭分別連接。分配頭的作（zuò）用是同時連接（jiē）地向過濾機24個（gè）過濾室提（tí）供低真空、高真空和壓（yā）縮（suō）空氣。轉筒每旋轉一周，每個過（guò）濾室都（dōu）相繼與分配頭的低真空、高真空和壓縮空（kōng）氣連通，完成連續過濾的各工序。這種類型的過濾機轉速較高（gāo），濾液流動的阻力較（jiào）小，單位時間內通過的濾液量較多，因而單位過濾麵積的（de）產（chǎn）量較高。

  （1）過（guò）濾機單位過濾麵積產量

  過濾機單位過濾麵積產量與過濾機的構造、轉速、進漿濃度、濾布性（xìng）質及其使用時間（jiān）及濾餅要求的含水率有關，是個可變值，隻能根據生產實踐經驗，確定一個平均值。

武漢市矽酸鹽製品廠使用真空過濾機（jī）的（de）經驗較為豐富。該廠配（pèi）置兩台20m2的（de）木板轉筒

 

圖 2-23  BGN-18型周邊轉動式濃縮機外形圖

  的真空過濾機和一台13.4m2的鑄鐵轉筒的真空過濾機。有時一台13.4m2的過濾機單獨運（yùn）行，有時兩（liǎng）台20m2的過濾機運行。在來兩種運行情況下（xià）都隻（zhī）啟動SZ4型真（zhēn）空泵，反吹係統隻（zhī）啟動一台SZ2XI型壓縮機。

  操作時過（guò）濾機的轉速控製（zhì）：1號20m2過濾機的每個轉動時間為（wéi）3’40”，2號20m2過濾機的（de）每轉時間為（wéi）3’42”，3號（hào）13.4m2過濾機的每轉時間為40”~50”。

過濾機工（gōng）藝控製記錄如表（biǎo）2-19所示（shì）。

過濾機單（dān）位過濾麵積產量計算式：

q=60*n*h平均yf（1-Pf）

  式中   q——過濾（lǜ）機單位（wèi）麵積產量（以幹粉煤灰計），t/h；

     n——過濾機的（de）轉速，r/min；

     h平均------濾餅的平均厚度，m；

     yt-------濾餅的密度（含水率Pf時），t/m3；含水率在35%左右（yòu）時，濾餅密度為1.1~1.3t/m3；

     Pf-----濾餅（bǐng）含水率。

過濾機工藝控製記錄                      表2-19

序號	1號20m2過濾機				2號（hào）20m2過濾機				3號13.4m2過濾機
	真空度		濾餅厚度	濾餅水分	真空度		濾餅厚度	濾餅水分	真（zhēn）空度		濾餅厚度	濾（lǜ）餅水分
	(kpa)	(mmHk)	(mm)	(%)	(kpa)	(mmHg)	(mm)	(%)	(kpa)	(mmH)	(mm)	(%)
1									55	410	25	31.5
2									63	470	20	29
3									73	550	16	27.5
4									80	600	20	28.5
5									67	500	13	30
6	73	550	14	25
7	67	500	30	33.5	67	500	10	33.5
8	77	580	25	26.5	77	580	10	33.5
9	79	590	20	29	79	590	20	28
10	75	560	20	25	75	560	20	28
11	60	450	25	30	73	550	20	35
12	40	300	29	36	41	310	180	33
13	49	370	20	30	49	370	10	29
14					61	460	14	27	67	500	13	33
15					60	450	18	27.5	67	500	10	32
16					53	400	15	25	59	440	15	29.5
17					77	580	25	25
18					75	560	29	30
19					72	540	29	27.5

  根（gēn）據武漢是矽酸（suān）醃製品廠的（de）操作經驗，在濾布使用為中期、灰漿濃度為40%（固（gù）液比1：1.5）時，20m2過濾機的單位過濾麵積幹粉煤灰產量為0.25~0.3t/（m2*h）；13.4m2過濾機（jī）的單位過濾麵積產量（liàng）為1.04~1.2t/（m2*h）。

（2）生（shēng）產需（xū）要的過濾麵積與過濾機台數

式中  F——生產需要的過濾麵積，m2；

  Q——每小時需要（yào）的幹粉煤灰量，t/h；

  q——過濾機的單位過（guò）濾麵積幹粉煤灰（huī）產量，t/（m2*h）；

  n——過（guò）濾（lǜ）機（jī）台數，台；

  a——每台過濾機的過濾麵積，m2。

（3）真空過濾機技術性能

  沈陽礦山器廠出品的外濾（lǜ）式（shì）真空過濾（lǜ）機技術性能為表2-20所示。

  (4)真空過濾（lǜ）機的外形如圖2-24和2-25所示。

 

 

 

圖2-24   13.4m2真空過濾機外形（xíng）圖

圖2-25   20m2真空過濾機外形圖

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　　5.過濾配套設備選型

　　（1）過濾（lǜ）工程流程

　　圖2—26是過濾工作流程（chéng）圖，由圖示可（kě）知，過濾的主要（yào）配套設備是（shì）排液裝置，真空泵和壓縮機，此外還有料漿進過濾（lǜ）機前的緩衝儲罐（攪拌槽）。

　　
　　（2）攪（jiǎo）拌槽的選型

　　為了使用粉煤料漿均衡地進入真空（kōng）過濾機，需在過濾機上方設（shè）緩衝貯罐（guàn）內設（shè）攪拌器，以防料漿沉澱，姑該貯罐又稱攪拌（bàn）槽。各種過濾機一般都（dōu）選用同樣規格的攪拌槽，沈陽礦山（shān）機械廠出品的攪拌槽內徑和內高均（jun1）為1500mm。其技術性能見表2—21，外（wài）形圖見（jiàn）圖2—27

　　
　　（3）自動排液裝置選型
　　為了使過（guò）濾（lǜ）後的濾液與空（kōng）氣分離並排除，需在（zài）真空過濾機和真空泵之間的管路上安置（zhì）排水裝置和氣水分離器，一般（bān）將兩者合在一起成為一個設備，稱（chēng）為自動（dòng）排（pái）液裝置，簡稱濾液罐。

　　自（zì）動排液裝置從結構上可分為立式和臥式兩種，其外形見圖2—28和圖2—29。對其形式的選擇在車間（jiān）工藝布置時視可利用的（de）平（píng）麵尺寸（cùn）和空（kōng）間高度而定。

　　自動排液裝置生產能力取決於真空過濾機的總排（pái）水量。真空過濾機（jī）總排水量（liàng）按下式計算：式中  Qw—真空過濾機的總計較（jiào）大排水量，t/h；

      n—過濾機（jī）的台數，台；

      Q—過濾機的較大幹灰產量，t/h；

      Pa—進（jìn）過濾機（jī）的灰漿量較大含水（shuǐ）率，%；

      Pf—濾餅的較小含水率，%。

沈陽礦（kuàng）山機器廠出品的自動濾液裝置的較大排液能力約為25~50t/h。

考慮到自動排液裝置的運行事故和維修，應設置一台備用設備。

　　
　　（4）真空泵的選型

　　配合真空過濾機使用的真空泵有幹式和濕式兩種。幹式真空泵一般為往複式真空泵，泵的真空（kōng）度高，動力小；濕式真空泵為水環式真空（kōng）泵，體積小，較輕（qīng）便。粉煤灰懸（xuán）浮液脫水真空過濾機配套用的真空泵目（mù）前多采用水環（huán）式真空泵。
　　根據武漢市矽（guī）酸鹽製（zhì）品廠的實踐經驗，每平方米過濾麵積（jī）的真空抽氣量為0.06~0.09m3/mim[真（zhēn）空度為80%，即81kpa（608mmHg）

　　
　　選型時真空泵（bèng）應（yīng）考慮備用。

　　河南（nán）新（xīn）鄉水泵廠是生產真空泵的專業廠家，其產品（pǐn）性（xìng）能參數見（jiàn）表（biǎo）2—23。

　　
　　注sz代表軸向單作用（yòng）水環式真空（kōng）泵，sk代表徑向雙（shuāng）作用水環式真空泵。1~4數字表示泵的設計（jì）序號，5~30表示（shì）泵的較大氣量，j表示部節能攻關（guān）更新換代產品，f為耐腐蝕，m表示軸封為機械（xiè）密封。
　　表2—23所列性（xìng）能參（cān）數（shù）是下列標準條件（jiàn）下的性能：

　　大氣壓：101.33kpa。

　　①吸入氣體為（wéi）空氣，溫度為20℃，相對（duì）濕度70%。

　　②工作水溫15℃。

　　③在選型時，應根據工藝實際情況，進行工作水溫（wēn）和工（gōng）作（zuò）氣體溫度修正。

　　（5）壓縮機選型

　　從上（shàng）述關（guān）於過濾機的試驗結果已知，真空過濾機用於粉（fěn）煤灰懸浮液（yè）的脫水，可以（yǐ）不必用（yòng）壓（yā）縮（suō）空氣吹卸濾餅。但是（shì），一般還是配備壓縮機，以便在（zài）必須（xū）要時使用。
　　根據武漢（hàn）市矽酸鹽製品廠的經驗，每平方米過濾麵積必（bì）要時（shí）所需吹氣量為0.035~0.05m3/min(壓力（lì）為2.9~4.9N/cm2時)。

與真空泵一樣，一般多選用水環式壓縮機，河南新鄉水泵廠除生產真空泵外，也生產壓縮機。其產品性能參數見表2—24。

　　
　　注：SZ表（biǎo）示水環式壓（yā）縮機，軸向單作用，1.2表示泵的設計序號，F為耐腐蝕,J表示部節（jiē）能攻關更新換代產品，M表示軸封為機械（xiè）密封。

 

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6．灰漿壓力輸送管道的計算和泵的（de）選型

耙式濃縮機底流灰漿靠濃縮機內液麵高（gāo）差的壓力，沿（yán）管道靜壓自流至泵池，再用泵將灰漿沿壓力管道強製輸送至（zhì）設於真空（kōng）過濾機上方的攪拌槽。由於灰漿中含有大量的具有磨琢性的固體粉煤灰（huī）顆粒，一般清水（shuǐ）泵磨損很快，不宜選用，通常選用砂泵或泥（ní）漿泵。

（1）灰漿輸送流量的計算（suàn）

灰漿的濃度（dù）：

式中　C——灰漿的濃度（dù）；

　　　R2——灰漿的液固比。

當R2=1.5時，C=0.40（40%）。

需（xū）要輸送的水量：

式中　W——需（xū）要輸送的水量，m3/h；

　　　Qa——需要輸送（sòng）的幹粉煤灰量，t/h。

灰漿的密（mì）度：

式中　δa——灰漿的密度，t/m3；

　　　δa——粉煤灰的密度（dù），t/m3；

　　　C——灰漿的濃（nóng）度。

當（dāng）C=0.40時，與粉煤灰密度相應的灰漿密度（dù）如表2-25所示。

灰漿密度δa值（t/m3）　　表（biǎo）2-25

δa	δs（當K=0.40時）
1.9	1.235
2.0	1.250
2.1	1.264
2.2	1.279
2.3	1.290

 

需要輸送灰漿的流量：

或 

或 

式中　Q——需要輸送灰漿的流量，m3/h，m3/s，1/s；

　　　KS——輸（shū）送（sòng）灰泵波動（dòng）係數，一般（bān）為1.1～1.2。

（2）灰漿（jiāng）壓力輸送管管徑

式中　d——壓力輸送管管徑，m；

　　　Vs——灰漿流（liú）速，m/s，可由表2-26選取；

　　　Q——需要輸送灰漿的流量，m3/s。

壓力管內灰漿流速Vs值（m/s）　　表2-26

灰漿濃度（%）	密（mì）度（dù）≤2.7（t/m3）的灰粒平均粒徑d平均（mm）
	≤0.074	0.074～0.15	0.15～0.4	0.4～1.5	1.5～3
1～20	1.0	1.0～1.2	1.2～1.4	1.4～1.6	1.6～2.2
20～40	1.0～1.2	1.2～1.4	1.4～1.6	1.6～2.1	2.1～2.3
40～60	1.2～1.4	1.4～1.6	1.6～1.8	1.8～2.2	2.2～2.5
60～70	1.6	1.6～1.8	1.8～2.0	2.0～2.5	—

 

（3）灰漿壓力輸（shū）送的總揚程

圖2-30為（wéi）灰漿壓（yā）力輸（shū）送係（xì）統示意（yì）圖，壓力輸送（sòng）灰漿需要的總揚程可按下式計算：

式中　Hs——壓（yā）力輸送灰漿需要的總揚程，m；

　　　Hgd——攪拌槽較高液麵至泵中心線的幾何高度，m；

　　　hld——排出側管道係統的阻力，m；

　　　Hls——進口側管（guǎn）道係統（tǒng）的阻力，m；

　　　h——管（guǎn）道出口剩餘揚（yáng）程，m，以製造廠給出的汽蝕餘（yú）量NPSH為準，在初步估算時（shí），可取2m左右；

　　　Vd，Vs——排出側、進口側管內灰漿流速，m/s；

　　　g——重力加速度（dù），g＝9.81m/s2。

（4）管道係統阻力（lì）計算

hld和hls的計算式為：

式中　La——直管長度和彎（wān）頭（tóu）、閘門等局部阻力損失折合成直管當量長度的總和，m，各種管件折（shé）合（hé）當（dāng）量長度，由表2-27選（xuǎn）取；

　　　i——單位管長清水陰力損失（shī），i＝AQ2；

　　　A——比阻（zǔ）係數，查表2-28；

　　　Q——灰漿流量，m3/s。

各（gè）種管件折合當量長（zhǎng）度（dù）（m）　　表2-27

管件名稱	管徑（mm）
	50	63	76	100	125	150	200	250
彎頭	3.3	4.0	5.0	6.5	8.5	11.0	15.0	19.0
普通接頭	1.5	2.0	2.5	3.5	4.5	5.5	7.5	9.5
全開（kāi）閘門	0.5	0.7	0.8	1.1	1.4	1.8	2.5	3.2
三通	4.5	5.5	6.5	8.0	10.0	12.0	15.0	18.0
逆止閥	4.0	5.5	6.5	8.0	10.0	12.5	16.0	20.0

 

（5）需要的灰漿總揚（yáng）程（chéng）（Hs）折合為（wéi）清水的總（zǒng）揚程（H）。生產廠提供的泵的技術參數為清水參數，為了進行泵的選型，必須（xū）將需要的灰（huī）漿揚程折合成清水總揚程。

式中　ds——灰漿密度，t/m3；

　　　Ka——灰漿阻力損（sǔn）失比清（qīng）水（shuǐ）阻力損失增（zēng）大（dà）係數。當灰漿濃度為40%時，Ka＝1.8；當灰漿濃度為50%時，Ka＝2.1。

　　　H——輸送灰（huī）漿折合清水時的總揚程，m；

其他意義同前（qián）。

鋼管比阻A值（zhí）　　表2-28

水煤氣鋼管		中等管徑鋼管
公稱直徑Dg(mm)	A值	公稱直徑Dg(mm)	A值
25	436700	125	106.2
32	93860	150	44.95
40	44530	175	18.96
50	11080	200	9.273
70	2893	225	4.822
80	1168	250	2.583
100	267.4	275	1.535
125	86.23	300	0.9392
150	33.95	325	0.6088
		350	0.4078

 

（6）泵的選擇

輸送粉煤灰漿可（kě）用的泵為：砂泵和渣漿泵。

①砂泵

常用PS型砂泵，這是一（yī）種臥式側麵（miàn）進水離心式泵，可輸送灰漿的較大濃度是（shì）60%～70%，砂泵安裝需低於灰漿麵1～3m（由泵的軸中心算起），壓（yā）入式給灰漿才能工作。泵與電動機可以（yǐ）直聯傳動，也可（kě）以用三角膠帶間接傳動。

表2-29為石家莊水泵廠出品的（de）PS型砂泵工作（zuò）性能參數。

 

PS型砂泵主要工作性能參數　　表2-29

型號（hào）	流量Q（m3/h）	揚（yáng）程H（m）	轉速n（r/min）	效（xiào）率（lǜ）η（%）	功率（lǜ）P(kW)		葉輪直徑（mm）	重量（kg）
					軸功率	電動機功率
2PS	50	34.5	1800	42	11.2	22	280	310
	60	34	1800	47	11.8	23
2PS	50	23	1460	44.5	7.04	15	280	310
	60	22	1460	48	7.5	15
4PS	120	36.5	1470	50	23.8	55	365	610
	140	36	1470	54	25.4	55
4PS	120	24	1200	52	15.1	30	365	610
	140	23	1200	53	16.55	30
5PS	240	35	1080	55	41.8	75	470	980
	280	33	1080	60	42	75
5PS	240	28	980	55	33.4	55	470	980
	280	26.5	980	60	33.8	55

注：型號數字為泵（bèng）出口（kǒu）直徑（英吋）；PS代表（biǎo）單吸單級臥（wò）式離心砂泵。

 

②渣漿泵（bèng）

石家莊水泵廠是全國較大的渣（zhā）漿泵專業製造廠，該廠引進澳大利亞WARMAN公司技術生產M，AH，HH型渣漿泵，該係列產品為懸臂、臥式（shì）離心（xīn）泵。M，AH型泵的泵體（tǐ）具有（yǒu）可更換的耐磨內襯或橡膠內襯，葉輪采用耐磨金屬或橡膠材料。HH型泵的（de）泵體（tǐ）內襯和葉輪僅采（cǎi）用耐磨（mó）金屬（shǔ）。

型號的意義：如10/8ST-AH（或M，HH），10為吸入口直徑（英吋），8為吐（tǔ）出口直徑（英吋），ST為托架型式，AH，M為渣漿泵，HH為高揚程渣漿泵。

表2-30是該係列產品的主要工作性能參數（shù）。

 

渣漿泵主要工（gōng）作性能參數　　表2-30

型號	允許配帶較大功率（kW）	材質		清水性能						葉輪
		護套	葉（yè）輪	流量Q		揚程H（m）	轉速n（r/min）	高效率（lǜ）η（%）	汽蝕餘量（m）	葉（yè）片數	葉輪直徑(mm)
				(m3/h)	(1/s)
2/B-AH	15	M	M	12.6～28.8	3.5～8	6～68	1200～3800	40	2～4	5	152
		RU	RU	10.8～25.2	3～7	7～52	1400～3400	35	2～4	3	152
11C-HH	30	M	M	16.2～34.2	4.5～9.5	25～92	1400～2200	20	2～5.5	5	330
2/1B-AH	15	M	M	32.4～72	9～20	6～58	1200～3200	45	3.5～8	5	184
		RU	RU	25.2～54	7～15	5.5～41	1000～2600	50	2.5～5		178
3/2C-AH	30	M	M	39.6～86.4	11～24	12～64	1300～2700	55	4～6	5	214
		RU	RU	36～75.6	10～21	13～39	1300～2100		2～4		213
3/2D-HH	60	M	M	68.4～136.8	19～38	25～87	850～1400	47	3～7.5	5	457
4/3C-AH	30	M	M	86.4～198	24～55	9～52	1000～2200	71	4～6	5	245
4/3D-AH	60
4/3C-AH	30	RU	RU	79.2～180	22～50	5～34.5	800～1800	59	3～5	5	245
4/3D-AH	60
4/3C-AH	30	M	M	97.2～194.4	27～54	9～53	1000～2200	55		3	240
4/3D-AH	60
4/3E-HH	120	M	M	126～252	35～70	12～97	600～1400	50	2～5	5	508
6/4D-AH	60	M	M	162～360	45～100	12～56	800～1550	65	5～8	5	365
6/4E-AH	120
6/4D-AH	60	M	M	180～396	50～110	7～61	600～1600	55	3～8	4	372

注：1．RU代表橡膠材料，M代表（biǎo）合金耐磨材料。

　　2．推薦流量範（fàn）圍為50%Q＇≤Q≤110%Q＇（Q＇≈相應（yīng）於較高效率點流量）

 

（7）計（jì）算泵的軸功率和配套（tào）電動機的功率

①軸功率

式中　N0——泵的軸功（gōng）率，kW；

　　　Q——需要輸送灰漿的（de）流量，1/s；

　　　H——需（xū）要的灰漿總揚程折合為清水的總揚程，m；

　　　η1——泵的總（zǒng）效率，查泵的清水性能曲線（xiàn）。

　　②配套電動機功率

式中　N——電動機功率，kW；

　　　N0——泵（bèng）的軸功率，kW；

　　　K——安（ān）全係數，按泵的軸功率確定，N0≤40kW時，K＝1.2；N0＞40kW時，K=1.1；

　η2——傳動效率，采用三角（jiǎo）膠帶（dài）傳送時，η2＝0.95；直聯傳動時，η2＝1。

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  7.自（zì）流輸送管道係統的（de）計算

  “耙式濃縮機濃縮—真空過濾機過（guò）濾”脫水工藝中，灰水和灰漿管道，除上述將泵至攪（jiǎo）拌槽為壓力輸送外，其餘都屬自流管道或自流槽。

  (1)自（zì）流輸（shū）送管（guǎn）道係統管徑的（de）選定

  ①自（zì）流管道直（zhí）徑的計算公（gōng）式（shì）

8

式中  d——自然管直徑（jìng），m，參見（jiàn）表2-34；

  Q——灰漿流量，m3/s

  I——自流坡度（水力坡度），%，見表2-31.

  Kd————灰漿充（chōng）滿度係數，由表2-32和表2-33選取。

 

自流管和自流（liú）槽（cáo）自流（liú）坡度i值（%）        表2-31

灰（huī）粒平均（jun1）粒徑d平均（mm）	灰漿濃（nóng）度K（%）
	1～10	10～20	20～30	30～50	50～80
～0.074	1～2	2～3	3～5	5～12.5	5～12.5
～0.3	2～3	3～5	5～8	8～24	24～8
～0.8	3～4	4～8	8～12.5	12.5～32	32～40
～2	4～6	6～10	10～18	18～40	40～50
～4	5～7	7～12	12～20	20～50	50～70
～6	6～8	8～12	12～25	25～60	60～90
～8	7～8	8～14	14～30	30～70	70～100
～10	8～9	9～15	15～35	35～80	80～100
～12	9～10	10～17	17～38	38～88	88～100

注：此表是當粉煤灰（huī）比重γ≤2.7時的i值。

灰漿（jiāng）濃度與自流管充滿度關係                    表2-32

濃度K（%）	10	20	30	40	50
充滿度（h/d）	0.6	0.55	0.5	0.45	0.4

灰漿充滿係數Kd值（zhí）                       表2-33

管子類別	粗糙係數	灰漿充滿（mǎn）度（h/d）
		0.4	0.45	0.5	0.55	0.6
木管	0.012	0.1135	0.0919	0.0767	0.0657	0.0573
鋼管	0.0125	0.1192	0.0961	0.0804	0.0686	0.0598
鑄鐵管	0.013	0.1258	0.1000	0.0838	0.0717	0.0625
混凝土管	0.015	0.1462	0.1180	0.0985	0.0843	0.0734

  

  ②自流槽斷麵尺寸的計（jì）算公式

  式中   h——灰漿深（shēn）度，m；

     Q——灰漿流量，m3/s；

     i——自流（liú）坡度，%，可由表2-31選取；

     Kb————深（shēn）度係數，可由表2-35選取。         

  灰漿深（shēn）度h值得出後，據此可確定自流（liú）槽的斷麵（miàn）尺寸：寬度B≥2h，高度H=h+S(S為擋水高度），一般S=h。當B＞2h時，S＜h，但不得小於100mm。

  理想的（de）流槽斷麵尺寸比例見圖2-31。

  流槽一（yī）般設計為矩形斷麵，為方便與流（liú）動，也（yě）可設計為（wéi）U型斷麵。 

 

圖2-31  流槽斷麵尺寸比例圖

 

不（bú）同管徑及坡度時的流量與速度                     表2-34

管徑d=150mm
灰漿充滿(h/d)	坡（pō）度i（%）
	1		2		5		6		8					10
	Q	V	Q	V	Q	V	Q	V	Q			V		Q	V
0.4	5.20	0.76	8.91	1.35	11.48	1.74	12.67	1.92	14.79			2.24		16.34	2.49
0.45	6.17	0.80	10.98	1.42	14.19	1.84	15.66	2.03	18.12			2.35		20.21	2.62
0.5	7.74	0.84	13.08	1.48	16.96	1.92	18.64	2.11	21.65			2.45		24.30	2.75
0.55	8.74	0.88	15.34	1.54	19.92	2.00	21.91	2.20	25.29			2.54		28.48	2.86
0.5	10.07	0.91	17.60	1.59	22.81	2.06	25.13	2.27	29.01			2.62		32.55	2.94
管徑d=200mm
灰漿充滿(h/d)	坡度i（%）
	1		3		4		6		8				10
	Q	V	Q	V	Q	V	Q	V	Q	V			Q		V
0.4	10.91	0.98	19.01	1.62	22.06	1.88	27.11	2.31	31.57	2.69			35.2		3.0S
0.45	13.44	0.98	23.58	1.71	27.42	2.00	33.59	2.45	38.94	2.84			43.74		3.19
0.5	16.18	1.03	28.27	1.80	32.83	2.09	40.21	2.56	46.65	2.97			52.31		3.33
0.55	18.94	10.7	33.28	1.88	38.42	2.17	47.10	2.66	54.53	3.08			61.08		2.45
0.6	21.65	1.10	38.18	1.94	44.08	2.24	53.93	2.74	62.93	3.20			70.26		3.57
0.4	19.80	1.08	27.87	1.52	39.97	2.18	48.96	2.67	56.84	3.10			63.81		3.48
0.45	24.42	1.14	34.71	1.62	49.49	2.31	60.84	2.84	70.7	3.30			79.26		3.69
0.5	29.21	1.19	41.72	1.70	59.15	2.41	72.90	2.97	84.92	3.46			94.49		3.85
0.55	34.3	1.24	48.69	1.76	69.15	2.50	85.20	3.08	99.31	3.59			110.65		4.00
0.6	39.35	1.28	56.28	1.83	79.65	2.59	98.10	3.19	113.78	3.70			127.3		4.14
管徑d=300mm
灰漿（jiāng）充滿(h/d)	坡度（dù）i（%）
	1		2		5		6		8				10
	Q	V	Q	V	Q	V	Q	V	Q		V		Q		V
0.4	32.21	1.22	45.68	1.73	64.95	2.46	80.00	3.03	93.20	3.53			103.76		3.93
0.45	39.80	1.29	56.76	1.84	80.21	2.60	98.72	3.20	115.07	3.73			128.34		4.16
0.5	47.71	1.35	67.86	1.92	96.49	2.73	118.75	3.36	135.48	3.89			153.74		4.35
0.55	55.77	1.40	79.67	2.00	113.13	2.84	139.42	3.50	161.33	4.05			179.26		4.50
0.6	64.21	1.45	91.67	2.07	129.75	2.93	159.42	3.60	185.10	4.18			206.8		4.67

注：表中（zhōng）Q以1/a計；V以m/s計。

灰漿（jiāng）深度係數（shù）Kh值       

流槽類別	粗糙係數	槽寬和（hé）灰漿深（shēn）度比（B/h）
		2	2.5	3	4
木槽	0.0125	100	135	170	245
鐵槽	0.013	97	130	160	235
混凝土槽	0.014	90	120	150	220
鑄石槽	0.015	84	110	140	205

 

  （2）灰（huī）水和灰漿管道的管徑

  濃縮機澄清水（含灰（huī）濃度較高可（kě）達0.02%）的排除，濃縮機和過濾機事故排出的灰水或灰漿以及清洗廢水的排除（chú）均（jun1）可選用自流管（guǎn）或流槽。壓力管道和自流管道的管徑一般可參照表2-36選（xuǎn）取。

灰水或灰漿（jiāng）管道係統管徑                      表2-36

序號	管道（dào）名稱	管徑D(mm)	備注
1	脫水篩至φ18濃縮機灰（huī）水（shuǐ）管	250	自流管
2	濃（nóng）縮機至漿泵（bèng）池灰（huī）漿關	125	靜壓力自流管，設雙道閘閥
3	泵池（chí）至泵的灰漿管	100	靜壓力自流管，設閘閥
4	泵至攪拌槽灰漿管	100	壓（yā）力管，設閘（zhá）閥（fá）
5	攪拌槽至13.4m2或20m2過濾機（jī）的灰漿管	100	靜壓力自流管，設閘閥
6	攪拌槽溢流管	150	自流管（guǎn）
7	真空過濾機溢流管	150,200	自流管
8	真空過濾機放漿管	150,200	自流管
			管徑依設備進、出口管徑（jìng）定

 

  （3）濾液（yè）和反吹管道係統管徑，按選用設備的進出口管徑以及（jí）濾液排出量和（hé）抽氣（qì）量等因素確定，一般可參照表2-37選取。

濾（lǜ）液和反吹管道係統管徑                      表2-37

序號	管道名稱	管徑D(mm)	備（bèi）注
1	過濾機至自動排（pái）液裝置的濾液管	200	設真空計及球閥
2	自動排液裝置（臥式）至真空泵（SZ）濾液管	200	設球（qiú）閥（fá），真空泵設真（zhēn）空計
3	真（zhēn）空過濾機至壓（yā）縮機反吹管（guǎn）    13.4m2過濾機	100	設球閥，壓縮機設壓力計
	20m2過濾（lǜ）機	70	設球閥，壓（yā）縮機設（shè）壓力計

 

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　　8.管道係統布置要點

　　（1）濃縮機（jī）底流（liú）排（pái）漿管的布置（zhì）

　　濃縮機底部排出漿口合適位有四個，最（zuì）少應有兩個。其布置形式有環形（圖2-32）和單側式（2-33）兩種，前（qián）者（zhě）排漿較均勻（yún），但閘門較多，後者排漿不夠均勻（yún），但閘門（mén）較少。

　　排（pái）漿（jiāng）管為靜壓力自流管，一（yī）般應社兩條管道，其中一條備用。自（zì）流管應有（yǒu）不小於0.01的坡向泵池的坡度。

　　（2）濃縮機（jī）的（de）溢流（liú）澄清水可用靜壓裏自流管、槽排出，輸（shū）送管（guǎn）槽敷設坡度一般不小於0.002。

　　（3）泵漿閘閥的設置：泵的吸（xī）入管上設置開閉式閘閥，其位置應盡量靠（kào）近泵池：為調節泵的揚量，一般在泵的吸入管上設置調節閘閥，其位置應盡量靠近泵。停泵後為放出壓（yā）力管道中的灰漿須設放（fàng）漿閘閥，其位置：管長小於（yú）50m時，設（shè）在泵吸入管兩閘（zhá）閥之間：管長大於50m時，則設在泵的吐出口附近（jìn）。

　　（4）為考慮停泵時放出灰漿，壓（yā）力管（guǎn）道水平（píng）管段敷設應有3%~6的坡度，坡向泵的吐出口。

　　（5）壓力管或自流管應盡量減少彎頭數，直（zhí）徑小於100mm的壓力（lì）管或自流管在改變管的（de）方向時，可采用煨彎（wān）的方（fāng）法，其曲率半徑不得小於管徑的4倍。當灰（huī）漿流量較大時，自流管槽拐彎處應盡量利用緩衝箱變更流向。

　　（6）灰漿給入自流管槽的方向，應與管槽內的灰漿流動方向一致，不得逆向或垂直給入（rù）。

　　（7）管道（dào）的衝洗; 對於管道中可（kě）能發生沉澱料的部分，如閘閥、灰漿處於不流動的管（guǎn）端等處應（yīng）設衝洗管道，衝洗水壓一（yī）般不小於19.6N/？，衝（chōng）洗水量應不小於灰漿的臨界流量（liàng）。

　　（8）管道一般應明設於地麵上，管子盡可能沿牆、柱等架設，當管道有礙通行時，應設跨越管道的走台。管壁與牆麵及地麵的淨距以不小於0.4m為宜。閘閥的設置地點應考慮操作及檢修方（fāng）麵，閘閥的手輪高（gāo）出地麵1.2m以上時，應設操作平台。

 　　 9設備工藝布置
　　（1）濃縮機布置

　　①濃縮機架（jià）空式布置。其特點是將濃縮池，排（pái）漿管和底部通廊都設在地麵上，見圖（tú）2-35.這種布置形式可以簡（jiǎn）化（huà）構築物（wù）的防水處理，降低漿泵的揚程，便於濃縮（suō）池在（zài）發生事故（gù）時的自流（liú）排漿，缺點是濃縮（suō）池造（zào）價較高，進灰管需增設架空支（zhī）架。當采用架空時布置時（shí），對於已投入使用的電廠，必須測定其排灰管的出口壓力，如果揚程不足則（zé）需增設二級泵（bèng）站。

　　②濃縮機落地式布置。其特點是（shì）將濃縮池的斜壁（bì）、排漿口、底部通廓全部設置在地麵以下，隻有濃縮池（chí）的直壁部分設置在地麵（miàn）以上，見圖2-34.這種（zhǒng）布（bù）置形式的濃縮池造價相（xiàng）對比（bǐ）較低，與電廠排灰管的銜（xián）接較為方（fāng）便（biàn），電廠排灰管的揚程相對較低，缺點（diǎn）是土方工程量大的，防水處理複雜，事故排灰難於做到自（zì）流，因此，多（duō）在地下水位較（jiào）深的地區或（huò）有高差（chà）可利用的地（dì）區采用。

　　
　　③考慮到電廠排（pái）灰管水的出口溫度一（yī）般可達30？~50？而濃縮機連續運行，故一般均設於室外，隻有在特別的寒（hán）冷地區才設於室內或采取適宜的防（fáng）凍措施。

　　④：底部通廊的布置，見圖2-34，相關（guān）尺寸（cùn）見表2-38.通廊應設排水溝（gōu）其（qí）寬度不小於0.2m，坡度不小於5%，坡向泵房。

　　
　　（2）漿泵布置

　　①漿泵與漿泵房

　　漿泵一般都是壓入式給（gěi）灰漿，故（gù）應配置在低於（yú）泵池中灰漿水平麵1~3m處（由泵的軸中心（xīn）算（suàn）起），否則泵不能工（gōng）作。設置泵池時，各泵與泵池相連，各泵的軸中心（xīn）應在同一水平線上（shàng）。

　　泵房內（nèi）應設地溝、汙（wū）水池。地溝斷麵視可能通過的流量考慮，但其寬度不（bú）得小於0.2m地溝坡度一般取3%~5%。室內地坪坡向地溝或汙水池（chí）的坡度一般取（qǔ）2%~3%。

　　衝洗泵房的（de）汙水流（liú）入（rù）汙水池，其容積根據具體請款（kuǎn）而定。一般用手搖泵排出汙水池的積水。

　　泵房的高度，考慮安設三角架進行檢修的要求（qiú），一（yī）般不應小於3m

　　②泵池

　　泵池（chí）接受來自濃縮池底流（liú）的濃粉煤灰（huī）懸（xuán）浮液，可設在室內或（huò）室（shì）外。由於粉（fěn）煤灰房建材料企業所用的粉煤灰（huī）量一般不是很大，灰漿泵一般都是小型泵，泵池容積小（xiǎo），一般都設在室內。

　　③真空過濾機（jī）及其輔助設（shè）備（bèi）的布置

　　考慮到濾液的排除和慮餅（bǐng）（即為脫水後符合使用要（yào）求的濕粉煤灰）的輸送要求，除有地形（xíng）可（kě）利（lì）用者外，一般不把（bǎ）真空過濾機布置在底層，而是布（bù）置在二層（céng）或（huò）二（èr）層以上的（de）樓（lóu）層上。

　　真空過濾機輔（fǔ）助設備的布（bù）置（zhì）

　　①灰漿攪拌（bàn）槽：灰漿攪拌槽應在過濾機附近靠牆設置，其標高應考慮到能將灰漿自（zì）流輸送至各台過濾機的灰（huī）漿槽其管道坡度不小於6%。攪拌槽頂至樓板（或（huò）屋麵）的距離不（bú）得小於（yú）攪拌槽（cáo）較大高度加0.5m，攪拌槽前麵的過道不小於0.8m其（qí）一側應有一條大於攪拌槽直徑0.5m的通（tōng）道

　　②真空泵與壓縮機（jī）：一般均應設在車間底層，其樓層（céng）高度應考慮設備檢修設置固定吊鉤或三角架的空間，不得少於3m

　　③濾液罐（自動排液裝置）：一般靠牆設置，並在附近預留檢修位置。為使濾液自流（liú）流入濾液罐，濾液罐的（de）濾液入口（kǒu）標高應低於過濾（lǜ）機的濾液流出口標高，且（qiě）自流管有不小於2%的坡度。

　　（4）脫水（shuǐ）係統主要設備的平麵布置（zhì）間距要求（表（biǎo）2~39）

　　（5）脫水係統工藝布置實（shí）例？

　　①濃縮機架空、過濾機置於頂層的布置，見圖2~35.這種布置形式工藝（yì）流暢，濾餅（bǐng）用膠帶輸送機直接入倉，濾液（yè）汙水或事（shì）故（gù）排灰均可自流進入事故排灰場。缺點（diǎn）是廠房建築投（tóu）資（zī）較大，漿泵揚（yáng）程和電（diàn）廠排灰泵（bèng）揚程均要求較高（gāo）。

 

　　
　　②濃縮機臥地（dì），過（guò）濾機（jī）置於底層的布置，見圖2—36.。這種（zhǒng）布置形式將脫水設單獨（dú）設在一幢建築內，土建材投資小設備就位、安（ān）裝、檢修都很方便。主要缺點是很難（nán）實現（xiàn）濾液（yè）、溢流和（hé）事故排灰漿等的（de）自流排放，濾餅也不能直接進入料倉。