板框压滤机结构参数对过滤效果的影响

2022-04-14王鑫

煤炭与化工 2022年2期

王鑫

（晋神能源有限公司沙坪洗煤厂，山西沂州 036500）

选煤厂是对原煤进行处理的场所，其分选、过滤效果将影响原煤的利用率。板框压滤机属于固液分离设备，被广泛应用于选煤厂。随着选煤厂对分选和过滤效果要求的提升，板框压滤机的结构需不断改进。本文以沙坪洗煤厂新型动态板框压滤机为研究对象，分析板框压滤机各结构参数对过滤效果的影响。

1 板框压滤机概述

板框压滤机主要应用于煤炭、化工、食品以及制药等行业，主要功能是实现固液分离。与其他过滤设备相比，板框压滤机具有结构简单、操作方便、可靠性高、稳定性高以及回收率高等优势。沙坪洗煤厂板框压滤机结构如图1所示。

图1 板框压滤机Fig.1 Plate-frame filter press

选煤厂中板框压滤机主要是对污水进行处理，对应工艺如图2所示。

图2 板框压滤机过滤工艺流程Fig.2 Filtration process of plate-frame filter press

2 数值模拟模型的搭建

基于数值仿真模拟手段对压滤机结构参数对过滤效果的影响进行研究。、

2.1 新型板框压滤机三维模型的搭建

沙坪洗煤厂板框压滤机滤室直径250 mm，滤室厚度30 mm，进料口直径14 mm，过滤介质厚度1 mm。为简化数值模拟的计算量，节省数值模拟计算时间，将新型动态板框压滤机过滤过程简化为固相和液相两相的分离过程；忽略新型动态板框压滤机滤板表面凸台结构对固液分离效果的影响，认为分离后的液相仅通过滤布表面流出；在整个过滤过程假定温度不变；板框压滤机的过滤介质为多孔介质。

3.1.2 申领驾照者是否应签署器官捐献协议表2显示，仅31.53%的护士认为“申领驾照者签署器官捐献协议”可以接受，这与孔德峰[6]的研究结果类似。要求申请驾驶执照者签署“愿意在死亡后捐献器官的协议”，以备申领驾照者在遭遇车祸等意外情况、生命无法救治时，能够及时捐献器官，提高器官捐献率。这一举措的目的是增加捐献器官人数，救治更多的器官衰竭患者，但是其中包含强制成分，若申请驾驶执照者拒绝签署捐献器官的协议，或许在一定程度上会被认为是自私的行为，有悖于社会道德。因此，是否应该要求申请驾驶执照者签署捐献器官的协议，还有待进一步研究。

新型动态板框压滤机内不同时间、不同位置的浓度变化情况如图6所示。

2.2 边界条件的设定

根据框压滤机的实际工况，设计滤室的入口压力为0.13 MPa，滤室入口的湍流强度值为4%，滤室出口压力为标准大气压值。设定污水的进料浓度为15%，物料的密度设定为0.86 g/cm3，物料粘度设定为8 mPas，模型中物料的颗粒直径为0.03 mm。板框压滤机的核心过滤装置为多孔介质，过滤装置的粘性阻力系数为5.7×1010，惯性阻力系数为1×106。

2.3 数值模拟模型的可行性验证

为验证上述所搭建模型的可行性，基于FLuent软件进行板框压滤机过滤速度数值模拟仿真分析，将仿真所得数据与实验数据对比。仿真结果如图3所示。

板框压滤机的进料方式为对角切向进入，以旋涡的方式进入板框压滤机的中心位置。新型动态板框压滤机滤室内速度分布仿真结果如图4所示。

图3 板框压压滤机过滤速度理论与实际对比Fig.3 Theoretical and practical comparison of filtration speed of plate-frame filter press

对板框压滤机进口截面位置的压力分布进行数值模拟仿真分析，如图5所示。

2.3 数值模拟结果分析

设定数值模拟时间步长为0.005 s，每个步长迭代次数为20次。

2.3.1 速度分布

根据对知识和技术推动经济增长的作用视角的不同，经济增长模型主要有三大类：哈罗德中性型、希克斯中性型和索洛中性型（包玉香，2012）。由于本文研究的是老龄化对产业结构的影响，选用哈罗德中性的新古典经济增长模型，即Y=Kα(AL)β，其中α+β=1。该模型中主要包括四个变量：产量Y、资本K、知识或技术A和劳动L，考虑到时间因素t，经济产出的生产函数可表示为：

目前酚类物质致癌强度系数还未确定，本研究仅讨论酚类物质非致癌风险，计算公式和参数取值参考美国健康影响评估概要表格、丹麦安全与毒理研究所以及相关研究结果（EPA，1997；Nielsen et al.，1999；Tyl et al.，1999）。

信息系统是一个人机交互系统，它感知来自用户键盘、语音、触摸、视觉等多种方式的输入信息，经过“思考”“理解”“学习”，以显示终端、声音、打印、三维等方式输出。目前，人工智能在语音和视觉领域的重大突破，将进一步革新人机交互模式。

本次研究结果显示，以呼吸科住院患者多重耐药菌检出率最高，这可能与此类患者多年龄较大，有慢性呼吸系统疾病及其它并发症，反复发生呼吸道感染而导致抗菌药物使用的次数较频繁、药物种类较多等因素有着密切的关系[3] 。肾病科多重耐药菌株检出率居次，这主要是因尿路感染、血液透析患者较多有关，尿路感染易反复发病，而血液透析患者的机体免疫功能较差，也易于发生多种感染性疾病，需要给予抗生素治疗有关。

图4 新型动态板框压滤机滤室速度分布仿真结果Fig.4 Simulation results of velocity distribution in filter chamber of new dynamic plate-frame filter press

孔隙率越小固液分离的速度越慢，所需时间越长，即过滤效率较低，但孔隙率过大会导致跑料现象的发生，影响滤液质量。对孔隙率分别为0.1、0.2、0.3对应的过滤效果进行分析，如图7所示。

I2～I4亚族包含W，Mo，Sn，Bi元素组合，与F4，F7因子一致，是区内主要成矿因子；反映区内中高温热液成矿作用，该单元是寻找与构造岩浆作用相关矿产的重要区段。

2.3.2 压力分布

模型的板框压滤机的过滤速度与实践生产中的速度走向趋势相似，均为随着时间的推移板框压滤机过滤速逐渐下降，并在后期保持不变。经计算可知，板框压滤机的理论过滤速度与实际过滤速度的误差为14%，导致误差的主要原因为模型在搭建时忽略了板框压滤机滤布和滤饼。但是，总体上讲所搭建的模型可用于结构参数对过滤效果的仿真研究。

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