乐山碟片式油水分离机

碟式分离机
开放分类：机械
碟式分离机用离心沉降法分离乳浊液和低浓度悬浮液组分的离心分离机，用于从牛奶中提取奶油和果汁、啤酒、动植物油、变压器油等的净化，以及酵母浓缩和从动物血浆中提取血清等。
碟式分离机/碟式分离机
正文/碟式分离机
　　转鼓内装有一叠锥形碟片，用离心沉降法分离乳浊液和低浓度悬浮液组分的离心分离机。碟式分离机可在密闭、高温、低温、加压和真空等条件下操作，用于从牛奶中提取奶油和果汁、啤酒、动植物油、变压器油等的净化，以及酵母浓缩和从动物血浆中提取血清等。
　　碟式分离机分离悬浮液时（图1a），悬浮液由中心进料管进入转鼓，从碟片束外缘经碟片间隙向碟片内缘流动。因受离心力作用，固体颗粒在随液体流动的同时沉降到各碟片的内表面，再向碟片外缘滑动，后沉积到鼓壁上。已澄清的液体向转鼓中心方向聚集,经溢流口或向心泵排出。分离乳浊液时(图1b),乳浊液经碟片束上的进料孔进入各碟片间隙，按密度不同分为重液和轻液，重液沿碟片内表面向转鼓壁流动，轻液向中心流动，经溢流口和向心泵分别排出。进料孔位置应在重液层与轻液层的交界处。此处称为中性层,其半径碟式分离机，式中k为重液与轻液的密度比，R1和R2 分别为重液和轻液的排出口半径。进料孔与中性层不重合时，排出的重液或轻液就不纯净，此时可改变重液或轻液排出口半径来调整中性层位置。由于转鼓内的液体被碟片束分为许多薄层，分离在薄层内进行，离心沉降的距离很短，显著提高了分离速度。碟式分离机的分离因数较高,达4000～10000，并因转鼓内的碟片数量多，显著扩大了沉降面积，分离效率较高。
　　向心泵（图1c）具有固定在机壳上静止不动的叶轮，叶轮外缘浸没在与转鼓同步旋转的分离液层内，分离液由叶轮外缘进入弧形流道，流至叶轮中心排液管排出。叶轮将旋转液体的动能转变为静压，将转鼓中排出的分离液直接输送至10～20米的高度。
　分类/碟式分离机
人工排渣
人工排渣碟式分离机 　系间歇操作。它由机座、传动装置、转鼓和机壳等组成（图2）。整机为立式，转鼓为下支撑式。靠近转鼓的主轴承外有 6个辐射状布置的弹簧(或橡胶垫)组成的减震装置。转鼓的传动装置通常采取螺旋齿轮增速传动，有的采取皮带传动。转鼓盖与转鼓体由螺纹锁紧圈固紧，并有密封圈防漏。碟片为圆锥形，其半锥角大于固体颗粒与碟片表面的摩擦角,一般为30°～45°,碟片数为50～180；碟片间隙为 0.5～2毫米。分离机工作一段时间后，转鼓内壁上沉渣增多，分离液澄清度下降，当分离液澄清度不合要求时，停机拆开转鼓，人工清除转鼓内沉渣。这种分离机的处理量可达45米3／小时，适于处理颗粒直径为0.001～0.1毫米、固相浓度小于 1％的悬浮液和乳浊液。 碟式分离机
碟式分离机图册
碟式分离机
　　喷嘴排渣碟式分离机 　连续操作。整体结构与人工排渣碟式分离机相似,但转鼓(图3)内腔呈双锥形，可对沉渣起压缩作用，提高沉渣浓度。转鼓内直径大 900毫米。转鼓周缘有喷出浆状沉渣的喷嘴2～24个,喷嘴孔径为0.5～3.2毫米。喷嘴的数目和孔径根据悬浮液性质、浓缩程度和处理量确定。通过喷嘴的沉渣流速很大，喷嘴用耐磨材料如硬质合金、刚玉和碳化硼等制成。为提高排渣浓度，这种分离机还有将排出的沉渣部分送回转鼓内再循环的结构。沉渣的固相浓度可比进料的固相浓度提高 5～20倍。这种分离机的处理量大达300米3／小时,适于处理固相颗粒直径为0.1～100微米、固相浓度通常小于 10％（大可至25％）的悬浮液。
　
　活门排渣碟式分离机
　利用环状活门启、闭排渣口进行间歇排渣，又称自动排渣碟式分离机。整体结构与人工排渣碟式分离机相似,特点是转鼓（图4）内有活门排渣装置，可不停机卸除转鼓内的沉渣。操作时，由转鼓中心加料管加入悬浮液进行分离，活门下面的密封水总压力大于悬浮液作用在活门上面的总压力，活门位置在上，关闭排渣口（图左边的分离状态）。排渣时，停止加料并由转鼓底部加入操作水，开启转鼓周边的密封水泄压阀,排出密封水,活门受转鼓内悬浮液压力的作用迅速下降,开启排渣口(图右边的状态) 。排尽转鼓内的沉渣和液体后，停止供给操作水，泄压阀闭合,密封水压升高,活门上升关闭排渣口，完成一次工作循环。自动控制活门排渣的方法有：①用时间继电器按预定操作周期控制排渣;②用光电管监控分离液澄清度控制排渣;③根据转鼓内沉渣聚积程度，由压力信号或渣面信号控制排渣。排渣时间一般为1～2秒。部分排渣的转鼓可控制更短的排渣时间，仅排出转鼓内沉渣的一部分，不排出液体，排渣时可不停止进料,连续分离,提高了处理能力。这种分离机大处理量可达60米3／小时,适用于处理固体颗粒直径为0.001～0.5毫米,固液相密度差大于0.01千克/分米3固相浓度小于10％的悬浮液和乳浊液。

离心分离机有一个绕本身轴线高速旋转的圆筒，称为转鼓，通常由电动机驱动。悬浮液(或乳浊液)加入转鼓后，被迅速带动与转鼓同速旋转，在离心力作用下各组分分离，并分别排出。通常，转鼓转速越高，分离效果也越好。

离心分离机的作用原理有离心过滤和离心沉降两种。①离心过滤：悬浮液在离心力场下产生的离心压力，作用在过滤介质(滤网或滤布)上，使液体通过过滤介质成为滤液；而固体颗粒被截留在过滤介质表面，形成滤渣，从而实现液-固分离。过滤型转鼓圆周壁上有孔，在内壁衬以过滤介质。②离心沉降：利用悬浮液(或乳浊液)密度不同的各组分在离心力场中迅速沉降分层的原理，实现液-固(或液-液)分离。沉降型转鼓圆周壁无孔。图3为4种典型的沉降型转鼓。悬浮液（或乳浊液）加入转鼓后，固体颗粒(或密度较大的液体)向转鼓壁沉降，形成沉渣（或重分离液）。密度较小的液体向转鼓中心方向聚集，流至溢流口排出,成为分离液（或轻分离液）。转鼓均为间歇排渣，适用于含固体颗粒粒度较小、浓度较低的悬浮液或乳浊液分离；图3b的转鼓用螺旋连续排渣，可分离固体颗
离心分离机
粒浓度较高的悬浮液。在具有多层圆锥形碟片的转鼓中，液体被碟片分成若干薄层，缩短了沉降分离的距离，使分离加快，改善了分离效果。
当要进行分离的固、液混合物从进料口进入高速旋转的转筒内，在离心力的作用下，混合物通过滤网实现过滤，液体分离物经过排液管排出，固体分离物留在转筒内，待转筒内的固体分离物达到设备所规定的要求时，停止进料，对固体分离物进行清洗，同时将洗涤液排出。清洗达到要求后，离心分离机进行低速运转，固体分离物排出装置(刮刀)在交流伺服电动机的驱动下动作，将固体分离物排出，完成一次工作过程。[1]




离心分离机性能影响
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离心分离机
衡量离心分离机分离性能的重要指标是分离因数Fr。它表示被分离物料在转鼓内所受的离心力与其重力的比值，分离因数越大，通常分离也越迅速，分离效果越好。工业用离心分离机的Fr为100～20000，超速管式分离机的Fr高达62000，分析用超速分离机的Fr达610000。决定离心分离机处理能力的另一因素是转鼓的工作面积，工作面积大处理能力也大。
过滤离心机和沉降离心机，主要依靠加大转鼓直径来扩大转鼓圆周上的工作面；分离机除转鼓圆周壁外，还有附加工作面，如碟式分离机的碟片和室式分离机的内筒，显著增大了沉降工作面。悬浮液或乳浊液选择离心分离机须根据悬浮液(或乳浊液)中固体颗粒的大小和浓度、固体与液体（或两种液体）的密度差、液体粘度、滤渣（或沉渣）的特性以及分离的要求进行综合分析，满足对滤渣（沉渣）含湿量和滤液（分离液）澄清度的要求，初步选择采用哪一类离心分离机。




离心分离机常见故障
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传动部位磨损是离心分离机普遍存在的问题，并且数量较大，损坏频繁，其中包括离心分离机轴承位、轴承座、键槽及螺纹等部位，传统的补焊机加工方法易造成材质损伤，导致部件变形或断裂，具有较大的局限性；刷镀和喷涂的方法往往需要外协，不仅修复周期长、费用高，而且因修补的材料还是金属材料，不能从根本上解决造成磨损的原因。




离心分离机振动故障处理
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(1)排除空鼓失衡。对一台新的离心机转鼓来说，平衡校正时是将转鼓安装在平衡用心轴上进行的，一般须先将其放在动平衡机上进行平衡校正。当其转鼓装在实际转轴上之后其平衡精度会明显下降，这是因为转鼓与平衡用心轴之间以及转鼓与实际转轴之间的配合条件及同心度是不同的。旋转设备的振动，有60%左右是由于转子不平衡引起的，在现场做整机动平衡是消除空鼓失衡后产生的振动是有效的办法。

(2)隔离振动。采用了空鼓失衡的排除措施后，振动已减小，但卸料时的静态作用力是无法用上述办法来消除的。而采取有效的隔振措施可以达到减小过基础传递出的振的目的。隔振器是中小型旋转分离机械在设备安装及减振时经常采用的一种技术手段，一般分为主动隔振和被动隔振两种。按隔振理论，可把机器当作理想质量体，隔振器由无质量弹簧和理想粘性阻器并连而成，基础刚性的。要产生隔振效果，只需要激励频率大于2倍的固有频率即可。由于假设与实际情况还有较大距离，激振频率越高其间差异亦越大，而且单级隔振很难得到20db以上的减振，即使再小的阻尼，隔效果也是只能停留在一定的范围内。因此，可以采用抗分析法进行隔振研究。
　　(3)减缓布料不匀及突加激励力振动。对布料不匀及卸料时突加激励力所产生的随机振动，可以采取动力减振器、自动平衡等两种措施进行解决。动力减振器能把振动能量转移到减振器上去，从而把整机和基础的振动大幅度降下来。但动力减振器不能从根本上消除振源，轴承上的周期性作用力并未减小。自动平衡是在转鼓上设置一平衡装置，征产生一与不平衡离心惯性力相等或相反的消振力之前，能迅速把获取的布料不匀或突加力产生的振动信号反馈到控制机构中去，从根本上消除振源。

其工艺流程为中压带透平膨胀机的克劳特循环。空气从大气中吸入空压机，被压缩到所需的压力，再经末级冷却器冷却后进入氟里昂预冷机组，被冷却至5℃左右进入纯化器，在其中除去水份、二氧化碳、碳氢化合物等物质，进入分馏塔。经纯化后的压缩空气进入分馏塔的主换热器（上），与主换热器（下）来的氧、氮及馏份气进行热交换后经节流阀与膨胀机出来的冷空气会合于下塔底部的蒸发器，在下塔进行传热、传质过程。液空在下塔预分后，再节流到上塔进一步分馏，在塔顶得到纯氮气，上塔中部抽出之馏份气经上换热器回收冷量后作为纯化器再生吹冷用，产品纯氮气通过管道输往用户。产品氧气在输氧管路旁接水封器后导入储气囊通往氧压机。[2]




空气分离机基本系统
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空分设备是一个大型的复杂系统，主要由以下子系统组成：动力系统、净化系统、制冷系统、热交换系统、精馏系统、产品输送系统、液体储存系统和控制系统等。

动力系统

主要是指原料空气压缩机。空分设备将空气经低温分离得到氧、氮等产品，从本质上说是通过能量转换来完成。而装置的能量主要是由原料空气压缩机输入的。相应地，空气分离所需要的总能耗中绝大部分是原料空气压缩机的能耗。

净化系统

由空气预冷系统（空冷系统）和分子筛纯化系统（纯化系统）组成。经压缩后的原料空气温度较高，空气预冷系统通过接触式换热降低空气的温度，同时可以洗涤其中的酸性物质等有害杂质。分子筛纯化系统则进一步除去空气中的水分、二氧化碳、乙炔、丙烯、丙烷和氧化亚氮等对空分设备运行有害的物质。

制冷系统：空分设备是通过膨胀制冷的，整个空分设备的制冷严格遵循经典的制冷循环。不过通常提到的空分制冷设备，主要是指：膨胀机。

热交换系统

空分设备的热平衡是通过制冷系统和热交换系统来完成的。随着技术的发展，现在的换热器主要使用铝制板翅式换热器。

精馏系统

空分设备的核心，实现低温分离的重要设备。通常采取高、低压两级精馏方式。只要由低压塔、中压塔和冷凝蒸发器组成。

产品输送系统

空分设备生产的氧气和氮气需要一定的压力才能满足后续系统的使用。只要由各种不同规格的氧气压缩机和氮气压缩机组成。

液体储存系统

空分设备能生产一定的液氧和液氮等产品，进入液体储存系统，以备需要时使用。只要是由各种不同规格的储槽、低温液体泵和汽化器组成。

控制系统

大型空分设备都采用计算机集散控制系统，可以实现自动控制。




空气分离机工艺系统
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空分设备从工艺流程来说可以分为5个基本系统：

（1）杂质的净化系统

主要是通过空气过滤器和分子筛吸收器等装置，净化空气中混有的机械杂质、水分、二氧化碳、乙炔等。

（2）空气冷却和液化系统

主要由空气压缩机、热交换器、膨胀机和空气节流阀等组成，起到使空气深度冷冻的作用。

（3）空气精馏系统

主要部件为精馏塔（上塔、下塔）、冷凝蒸发器、过冷器、液空和液氮节流阀。起到将空气中各种组分分离的作用。

（4）加温吹除系统

用加温吹除的方法使净化系统再生。

（5）仪表控制系统

通过各种仪表对整个工艺进行控制[1] 。




空气分离机净化原理
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在应用低温精馏原理制氧的设备中，为了保证空气在低温区精馏分离的正常进行，必须在常温区对空气进行过滤、预冷和净化等预处理。

空气中含有大量尘埃，空气透平压缩机（简称空压机）在长时间的高速运行中，粉尘会造成机器内部的叶轮，叶片等零部件的磨损、腐蚀和结垢，缩短机器使用寿命，因此必须设置原料空气过滤器，以清除空气中的尘埃。

经空气透平压缩机压缩后的空气温度升高至80度以上，导致后续吸附和换热不能正常进行，通过设置空气预冷系统可以有效的降低进入空分设备的空气温度。

原料空气中除了有大量的尘埃外，还有水分，二氧化碳，和乙炔等碳氢化合物，现代空分设备大多数采用分子筛纯化系统来清除这些杂质，以提高进入冷箱空气的洁净度，防止水分和二氧化碳浓缩而威胁空分设备的正常运行。因此，气体过滤、预冷和净化设备是空分设备内不可缺少的一个组成部分[1] 。

离心分离机主要用于将悬浮液中的固体颗粒与液体分开；或将乳浊液中两种密度不同，又互不相溶的液体分开(例如从牛奶中分离出奶油)；它也可用于排除湿固体中的液体，例如用洗衣机甩干湿衣服；特殊的超速管式分离机还可分离不同密度的气体混合物，例如浓缩、分离气态；利用不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降速度不同的特点，有的沉降离心机还可对固体颗粒按密度或粒度进行分级。离心分离机大量应用于化工、石油、食品、制、选矿、煤炭、水处理和船舶等部门。