文 献 综 述

一、石化企业用过滤机简介

石化用过滤机中有代表性的是DZG型水平带式真空过滤机和GFDL系列袋式过滤机。DZG型水平带式真空过滤机是原北京有色冶金设计研究总院开发的一种新型、高效、低耗、节能的过滤设备。[1]该机采用全自动连续操作，具有过滤效率高、生产能力大、操作灵活、洗涤效率高、滤饼含湿量低、耐腐蚀性能好等特点，可以广泛应用于浮选精矿、尾矿脱水作业等。[2]DZG型水平带式真空过滤机体积大，长223m、宽465m，高359m，重量达231t，结构复杂，制造精度高，许多部件选用1Cr18Ni9Ti材料焊接而成。设备各部件的制作质量直接决定了设备的使用性能和操作状态。[3]该机过滤原理采用真空负压脱水法。整体装配精度要求较高，尤其为真空箱的真空效果，对加工工艺要求严格，各部件制做时必须制订合理的工艺路线，严格控制各工序的形位精度，方能保证零部件的精度要求，进而控制整机装配的技术要求。[4]制造中最主要、加工困难、且精度要求高的部件为真空箱和主、从动辊。需要注意的是，使用该类型过滤机时空分装置在设计施工过程中，用户要及时派遣相关的工艺、机械、仪电人员参与其中，以便发现不完善之处，及时整改。试车中，施工单位与用户的各工种人员应密切配合，统一协调，避免发生配合失误，造成事故。生产期间，精心操作，认真巡检，按照各设备使用维护说明书和实际现状，加强设备维护、检修，确保各设备高效安全运行。[5]GFDL系列袋式过滤机是一种结构新颖、体积小、操作简便灵活、节能、高效、密闭工作、适应性强的多用途过滤设备。GFDL系列袋式过滤机主要有过滤缸筒体、过滤缸盖和快开机构、不锈钢袋加强网等主要部件组成。该系列过滤机是一种压力式过滤装备。原液由进料口流入装置在加强网内的滤袋，受压，合格品渗透滤袋，由出料口排出，进入下道工序，杂质颗粒被缓慢排出。整个过程高效、简便，且更换滤袋十分方便，基本不产生物料消耗。[6]

二、石化用过滤机所采用的原理

石化用过滤机制造所依据的原理也是过滤的基本原理。液固二相的悬浮液通过一层多孔介质，此时固体颗粒被介质拦截而液体通过多孔介质，这样的过程我们称为过滤过程。这里多孔介质我们称为过滤介质，促使液体通过过滤介质的推动力称为过滤推动力，它可以分为重力，离心力和压力差（真空和加压）。固体颗粒被过滤介质拦截有几种可能，一种为粒子到达过滤介质表面由于粒子大小和相互”架桥”作用而在表面堆积起来，这样的过滤称为滤饼过滤，这一层颗粒堆积层称作为滤饼。[7]另一种情况是固体颗粒大小比过滤介质表面孔径小很多，它没有在过滤介质表面拦截而进入过滤介质的多被搜集，这样的过程称作为深层过滤，常见的澄清过滤大多是这样的过程。[8]实际上不少过滤过程上述两种机理同时存在，要看哪一种机理起主导作用。[9]

三、石化用过滤机应用的发展历程

过滤与分离技术实际应用中存在的许多问题都涉及到过滤与分离基本理论的研究。深入了解影响过滤与分离的基本因素，对于分离机械行业提高设计水平，拓宽产品的应用领域，以及科学合理地使用分离设备十分有益。[10]而其中滤饼的研究则是研究过滤理论的重要方向。[11]滤饼结构的研究属于几何学范畴，颗粒形态以及滤饼内部的多孔网络结构无法用传统的几何学加以描述。[12]而颗粒形态及滤饼内部结构的定量描述对深化过滤机理研究具有重要意义。[13]近年来，扫描电镜和自动图象处理技术的发展，使滤饼内部结构的测试成为可能，而本世纪70年代发展起来的分形几何理论为描述滤饼结构以及滤饼形成的动力过程提供了一种新方法。[14]1985年，Ensor和Mullins首先将分形理论用于深层过滤的研究[15]。他们用细粒窄级别物料进行深层过滤实验，得到颗粒在过滤介质上截留形成的树枝状分形结构，并用计算机对俘获树生长过程进行了模拟。[16]1989年，Kaye及其合作者对滤饼过滤进行了研究。Kaye证明滤饼结构可以用Sierpinski分形进行描述[17]。由于滤饼形成过程为一颗粒随机堆积过程，因此，随机构造的模型与真实滤饼更加接近。用Sierpinski模型描述滤饼分形结构，为定量描述滤饼内部结构以及结构与操作因素的关系打下了基础。[18]

四、石化用过滤机特点及一些基本处理措施

在最近几年的研究发展过程中，人们也研究出了各种机理的过滤机，改革了过滤机的效率，提高了企业效率。[19]水平带式真空过滤机是使过滤悬浮液在真空箱的真空吸力作用下，通过真空箱上面同步运行的水平胶带和滤布截留固相物料，排出液相流体的一种固液分离设备。[20]它广泛应用于化工、医药、食品、电力、矿山及环保等行业。水平带式真空过滤机与圆盘过滤机、滚筒过滤机相比，具有一些不可替代的特点。[21]水平带式真空过滤机按有无过滤胶带分为水平胶带式和水平布带式;按其真空箱固定型式分为固定真空箱式和真空箱往复移动式。[22]由于固定真空箱式优于往复移动式，因此，国内外都大力发展固定真空箱式平带过滤机。[23]为适应现代化生产的需要和物料性质不同，需要在设计水平带式真空过滤机时依据过滤理论选用合理参数，以期最大限度地发挥真空过滤机的优势。[24]而从过滤理论的分析可知，影响过滤速度的因素有压差、悬浮液的性质、介质阻力（滤布和滤饼）等。[25]当过滤压力（即真空度）和介质阻力一定时，则过滤速度主要取决于入料性质。[26]入料性质是指悬浮液的粘度、浓度、粒度组成、滤饼的阻力等。这些性质又都互为关联，如微细颗粒含量越多，则粘度与阻力增大;粘度还与细粒本身的性质有关，如粘土类矿物质增多，则粘度增大;滤饼越厚，阻力越大。[27]所以在整个过滤过程中，过滤速度会逐渐降低。滤布的种类、规格不同，阻力也不同。[28]滤带运行速度是决定滤饼厚度的主要因素，同时给料浓度也影响滤饼厚度。[29]因此，在处理某一物料时，除了提高入料浓度以外，还可以通过试验选择滤布的种类和滤带速度。[30]

五、参考文献

[1]徐晓萍，罗永生. DZG型水平带式真空过滤机的制造工艺[J]. 有色设备，2008，（5）：43-47

[2]姚公弼. 过滤基本理论和主要设备概述[J]. 过滤与分离，1994，（3）：6-12

[3]白户纹平，村翰教朗，人谷英司，等. 过滤理论的研究及其工业应用[J].1992，（12）：32-38

[4]许莉，李文革，鲁淑群等. 过滤理论与滤饼结构的研究[J]. 流体机械，2000，28（10）：10-14

[5]张梦吉. 加压过滤机过滤轴及分配阀的分析与设计[J]. 水力采煤与管道运输，1998，（1）：28-31

[6]顾颖蓓. 加压过滤机中过滤装置的设计[J]. 选煤设计，1997，（6）：14-17

[7]李伯云，李万华. 利用过滤理论优化带式真空过滤机的设计[J]. 选煤技术，2007，（8）：40-42

[8]郭志强. 选煤厂设计中加压过滤机系统的选型和设计[J]. 煤炭工程，2011，（8）：16-18

[9]孙洪刚，杨树忠. 引进Eimoco带式真空过滤机的结构与使用[J]. 天津造纸，1994，（1）：11-18

[10]王书博，吴明杭，孙玉祥. 转鼓加压过滤机的特点及在化工行业中的应用[J]. 选煤设计，2007，（2）：7-11

[11]陈长林，马红. 转盘真空过滤机在氧化铝行业的应用[J]. 轻金属，2004，（4）：18-25

[12]李克宪，等陶瓷真空过滤机在尾矿处理中的应用[J]. 甘肃科技，2003，（10）：33-38

[13]常政刚，孟宪森，王艳林，杨德峰.油浴式气体过滤器在镁粉生产装置的应用[J]. 有色金属粉末及制品，1996，（8）：12-16

[14]周海峰，陈全芳，范文辉. 覆盖式过滤器在凝结水回收中的引用[J]. 大气报，2009，（4）：22-24

[15]赵志明. 中国石油天然气设备和石油化工设备发展规划及展望[J]. 当代石油石化，2006，（7）：13-21

[16]董严，赵刚. 加压过滤机在红阳三矿选煤厂的应用[J]. 煤质技术，2009，1，（1）：22-25

[17]林勇军，任晓亮，李峰，李少雄. 大型圆盘真空过滤机的开发及应用[J]. 开发应用2006，（1）：3-9

[18]刘万率. 电镀溶液过滤机的正确选型[J]. 中国西南四省市电镀技术交流会，2009，（11）：14-17

[19]冷传英，李景波. 无囊高效过滤器在热电厂水处理中的应用[J]. 化工环保2009，（29）：33-37

[20]Wuibaut G, Bois G, Dupont P, et al. PIV measurements in the impeller and the vaneless diffuser of a radial flow pump in design and off-design operating conditions [J]. Trans. ASME, J. Fluids Eng., 2002, 124(3): 791~797.

[21]Shao C L, Gu B Q, Chen Y. Numerical simulation and PIV measurement of flow field in centrifugal pump [A]. Proceedings of the Fifth International Symposium on Fluid Power Transmission and Control [C]. Qinhuangdao: International Academic Publishers Ltd., 2007:420~424.

[22]李维兵，景建华. 鞍耐陶瓷盘式过滤机的研制及应用[J]. 金属矿山，2004, (18): 22-25

[23]刘建荣，李洪庆，葛文峰. 过滤机卸饼方式改进[J] 2001 (9): 18-23

[24]赵军，朱庆强. 国内圆盘式加压过滤机的技术发展[J] 矿山机械 2012 (1): 6-11

[25]Delgosha O C, Patella R F, Reboud J L, et al. Experimental and numerical studies in a centrifugal pump with two-dimensional curved blades in cavitating condition [J]. Trans. ASME, J. Fluids Eng., 2003, 125(6): 970~978.

[26] Gonzalez J, Fernandez J, C. Numerical simulation of the dynamic effects due to impeller-volute interaction in a centrifugal pump [J]. Trans. ASME, J. Fluids Eng., 2002, 124(2): 348~355.

[27] Sun J. Off-design performance prediction for diffuser pumps. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A[J]. Journal of Power and Energy, 2001,215 (2):191-202

[28] Numerical performance prediction and experimental validation of pump under two phase flow (liquid/gas).American Society of Mechanical Engineers, Petroleum Division (Publication)PD, [J] 2002, (2): 755-760

[29]潘泰斌，赵龙. 加压过滤机在谢桥矿选煤厂的实用实践[J]. 洗选加工 2008 (4): 15-17

[30]韩志琦. GDI系列过滤机在酒精槽液脱水过滤中的应用[J]. 酿酒 1998 (3): 16-19

1、 过滤的设计、制造、选型、安装等环节的安全研究

包括各类过滤机设计与选型方法、注意事项，过滤机管网系统设计，真空式过滤机和轮鼓式过滤机设计，过滤机的选型、安装等研究。

2、 过滤机的操作、维护、检修等环节的安全研究

过滤机在实际使用过程中的问题以及解决方案，包括石化企业、煤矿等实际案例的分析，在实际操作过程中的细节、注意事项的研究，以及安全生产的管理规范化等内容。

3、 过滤机安全生产的规范管理及安全评价

通过实际案例，明确在生产过程中，管理人员、操作人员、技术人员的职责以及行为规范，由此对企业的生产做出安全评价。

1．对”文献综述”的评语：

文献综述中简要介绍了石化企业用过滤机，对石化企业用过滤机的工作原理、发展历程、特点及一些基本处理措施进行了综述。所引用的部分文献对论文研究工作的开展具有参考价值。

2．对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：

本课题是关于石化企业用过滤机的安全生产及管理的研究，课题具有一定的深度和难度，工作量适中。学生通过相关文献的查阅，对课题进行认真研究，可以在规定时间内完成论文，得到比较满意的结果。

指导教师：

年 月 日