钛白石膏悬浮液固液分离与热压干燥设备及其生产工艺的制作方法
钛白石膏悬浮液固液分离与热压干燥设备及其生产工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于钛白石膏悬浮液固液分离技术领域和钛白石膏深度脱水领域，尤其是涉及到一种钛白石膏悬浮液固液分离与热压脱水一体化设备及其生产工艺。
【背景技术】
[0002]钛白石膏是硫酸法生产钛白粉的一种工业副产石膏，每生产I吨钛白粉大概副产8?10吨的钛白石膏，吸附水在50?60%之间。当前，国内钛石膏利用率极低，钛白粉企业副产钛石膏都是采用堆放和填埋的方式处理。我国年产钛石膏总量达1300万t。按压实堆积密度为
1.3t/m3、堆积高度为20m计算，每年需要扩建渣场土地750余亩。如此大的钛白石膏量，既占用大量土地，又造成周边环境污染，给钛白粉行业带来了较大压力，随着国家对固体废弃物监管的重视，要求钛白行业规范管理钛白石膏，实现钛白石膏的减量化、无害化、综合利用，达到节能减排和发展循环经济的处置目标。而钛石膏难以利用的一个重要因素就是水分尚，脱水成本尚。
[0003]钛白石膏脱水是钛石膏综合利用的关键，只有把钛石膏的吸附水分降到30%以下，综合利用才有可能实现，和其他工业副产石膏制品才有竞争力，而目前钛白行业钛石膏的吸附水分通常都大于50%。钛石膏的特性又决定了钛石膏脱水的难度。原因如下:
钛石膏粒度细、比表面积大，表面自由能大，颗粒表面吸附水多，同时钛石膏中含有大量的氢氧化铁和硅酸盐类胶体，这些都增加了脱水的难度。钛石膏之所以含有大量的水分，除了间隙水外，很大原因是颗粒表面特性决定的，颗粒表面吸附有各种荷电荷离子和氢氧化铁胶体。而钛石膏脱水的难易，与钛石膏颗粒大小，胶体总含量有关;颗粒越小，氢氧化铁、硅酸盐胶体含量多，导致钛石膏黏度大，含水率高，固液分离效果差。
[0004]目前钛白行业采用隔膜压榨脱水，钛石膏经压榨后，物料形成许许多多的毛细管道，由于钛石膏表面的亲水性，水分吸附在毛细管道壁上，难以通过压榨去除。其吸附水在50%以上，隔膜压榨过滤后滤饼一触就变，水分高，给现场环境、车辆运输带来巨大不便。还有个别企业采用HVPF立式全自动压滤机，该设备贵，维护费用也比较高，钛石膏的游离水在40%左右，单套生产线处理量小。
[0005]高水分的副产钛石膏直接煅烧生产建筑石膏，存在诸多问题，首先煅烧成本高，其次，钛石膏建筑粉质量不稳定，第三对干燥设备损坏严重。为了解决上述问题一般都要再次干燥，然后煅烧，再次干燥常采用热力脱水，热力脱水一般采用蒸汽、烟气或其他热源。常用的设备有浆叶式干燥机、套筒机、硫化床、转窑、闪蒸等干燥形式，这种以热换热的干燥方法大大增加了干燥成本。
[0006]本发明采用过滤-热压一体化系统与工艺，在固液分离压榨的过程中，同时加热，前半程主要依靠机械脱水，后半程机械与加热相结合，在热压过程中靠水变气体积膨胀产生的恶驱动力把钛石膏的游离水挤出来，在工业化试验中取得了良好的效果，能耗远低于以热换热的干燥方式，同时突破了机械脱水的极限限制。钛石膏游离水一次可降低20%以下，并且水分可调，其能耗约热力干燥能耗的八分之一。
【发明内容】
[0007]本发明的目的提供一种设备数量少，占地面积小、结构稳定、能耗低，运行成本低，能满足悬浮液固液分离和干燥脱水一体化的生产设备及其生产工艺。
[0008]实现本发明的技术方案是:它包括由支撑脚和横梁构成的机架、安装在横梁上的进料装置和液压装置、放置在横梁上的过滤干燥装置以及设置在横梁下方的可移动的整体接液盘以及收料槽，机架一端设置止推板，板心设有进料口，另一端设置由液压板、油缸顶杆、液压工作站以及油缸缸体构成的液压装置。所述过滤干燥装置是由过滤板框和干燥板组成，过滤板框中间为设置泥孔的压滤板，两侧设置滤框，两者之间周边均布弹性介质，通过定位螺栓连接和固定，并在压滤板两边框壁上部设置支撑臂，其下部设有滚轮。干燥板为内空结构，中心设置进料口，顶部设置热源进口，内设折流挡板形成之字形热流通道，底部设置热源出口，通过余热回收管道回收到加热器中加热再次向干燥板供热，两边板壁上部设置了支撑臂，其底面设有滚轮;过滤板框与干燥板依次间隔放置在机架上止推板和液压板之间的横梁上。
[0009]所述压滤板两侧表面设置了耐温高强度透水通道，底部设置了出水孔，所述透水通道与泥孔连通，并以泥孔为中心向四周辐射。
[0010]所述每组过滤板框上弹性介质之间的间距在10?20cm范围内，定位螺栓之间间距在30?60cm之间。
[0011]所述加热系统由热源、保温管道、压力表、干燥板、以及余热回收系统组成。
[0012]—种钛白石膏悬浮液固液分离与热压干燥生产工艺，它包括搅拌、改性、压滤、干燥、粉碎等工序，具体工艺步骤如下:
a.搅拌:将钛白石膏悬浮液或含水高的钛石膏滤饼经搅拌系统配成适合浓度的悬浮液；
b.改性:将上述悬浮液在改性调理剂作用下，降低悬浮液的表面张力并破坏其胶体结构；
c.压滤:将调配好的钛石膏悬浮液输送到固液分离与热压干燥设备进行压滤，得到含水率25?38%的钛石膏滤饼；
d.干燥:打开热源阀门给干燥板均匀加热，靠近干燥板一侧的滤饼中毛细管水开始传导受热而蒸发，所变成的蒸汽急剧膨胀，驱使其外侧毛细管水涌出滤饼表面；
e.粉碎:拉板卸料，经皮带机输出进入破碎设备进行粉碎。
[0013]本发明的有益效果是:由于热压脱水技术是集成机械过滤与热力干燥技术于一体的交叉技术，由形成饱和滤饼的热压过滤阶段和滤饼热压干燥阶段组成。将其应用于高弹性压滤机上，在高弹性压滤机透水板之间加入干燥板，可在单一设备上连续实现悬浮液的过滤、结饼、机械压榨和热压干燥脱水的全过程。将传统的压滤机过滤室一分为二，在滤室内完成悬浮液热压过滤阶段即进入热压干燥阶段，热压干燥阶段包括三种作业:(I)首先机械高弹性压榨，脱除钛白石膏中的大部分游离水，尽可能地降低游离水，并压实钛石膏滤饼，强化原压滤机的机械脱水功能。(2)干燥板内通入热介质(如饱和蒸汽或导热油)，将干燥板加热，靠近干燥板的滤饼毛细管水开始传导受热而蒸发，所变成的蒸汽急剧膨胀，驱使其外侧毛细管水涌出滤饼表面。(3)在加热脱水过程中配合高弹性压榨，强化原压滤机的机械脱水与热干燥脱水相结合的功能。(4)滤室抽真空，降低其滤饼物料所含液体的汽化温度和抽出其内产生的蒸汽。
[0014]该工艺具有如下特点:(I)工艺简捷。可在干燥压滤机上实现悬浮液过滤和干燥功能，突破机械脱水的极限，一次性达到热力干燥的脱水效果。(2)节能降耗。热压过滤干燥脱水机理前期是机械热压过滤于滤室内形成饱和滤饼，后期是热压使靠近干燥板的毛细管水因传导受热汽化，产生干燥脱水传热传质效应的同时，亦产生蒸汽压力过滤推动力，推动外侧毛细管水以液态形式自滤饼另一端涌出，所需热能部分用于传热传质，其余部分是为热压干燥脱水提供推动力；而常规热力干燥脱水所需热能全部用于传质传热的需求，需将全部水分汽化予以排除，与之相比，热压干燥节能降耗显著。(3)作业效率高。将滤布与滤板泄水沟槽之间的密闭空间抽成负压，控制滤饼内毛细管水在负压条件下汽化，使水的饱和蒸汽温度低于大气压条件下水的汽化温度，水分的汽化速度得以加快，提高热压干燥脱水效率。(4)与其它热力干燥方式相比，无除尘回收系统，固体回收率100%。
[0015]下面结构附图对本发明作进一步说明。
【附图说明】
[0016]图1为本发明俯视结构示意图；
图2为本发明主视结构示意图；
图3为本发明主视局部放大结构示意图；
图4为本发明过滤板框俯视图；
图5为本发明过滤板框主视剖面示意图；
图6为本发明干燥板主视结构示意图；
图中:I为进料口，2为止推板，3为过滤板框，4为干燥板，5为横梁，6为液压板，7为油缸顶杆，8为液压工作站，9为油缸缸体，10为支撑脚，11为收料槽，12为接液盘，13为压滤板，14为弹性介质，15为热源进口，16为定位螺栓，17为透水通道，18为泥孔，19为热源出口，20为进料口，21为折流挡板，22为热流通道，23为滤框，24、26为支撑臂，25、27为滚轮，28为热源管道。
【具体实施方式】
[0017]如图1至图6所示，钛白石膏悬浮液固液分离与热压干燥设备包括由支撑脚10和横梁5构成的机架、安装在横梁5上的进料装置和液压装置、放置在横梁5上的过滤干燥装置以及设置在横梁下方的可移动的整体接液盘12以及收料槽11等部件，机架一端设置止推板2，板心设有进料口 I，另一端设置由液压板6、油缸顶杆7、液压工作站8以及油缸缸体9构成的液压装置。所述过滤干燥装置是由过滤板框3和干燥板4组成，过滤板框3中间为设置泥孔18的压滤板13，两侧设置滤框23，两者之间周边均布弹性介质14，通过定位螺栓16连接和固定，并在压滤板13两边框壁上部设置支撑臂24，其下部设有滚轮25。压滤板13两侧表面设置了耐温高强度透水通道17，底部设置了出水孔，所述透水通道17与泥孔18连通，并以泥孔为中心向四周辐射。所述每组过滤板框3上弹性介质14之间的间距在10?20cm范围内，定位螺栓16之间间距在30?60cm之间。干燥板4为内空结构，中心设置进料口 20，顶部设置热源进口 15，内设折流挡板21形成之字形热流通道22，底部设 置热源出口 19，通过余热回收管道回收到加热器中加热再次向干燥板4供热，两边板壁上部设置了支撑臂26，其底面设有滚轮27。加热系统由热源、保温管道、压力表、干燥板、以及余热回收系统组成。过滤板框3与干燥板4依次间隔放置在机架上止推板2和液压板6之间的横梁5上。
[0018]钛白石膏悬浮液固液分离与热压干燥设备及其生产工艺，包括钛石膏悬浮液搅拌系统或配料系统，固液分离与热压脱水系统、钛石膏悬浮液输送装置、废水收集排放装置，物料收集与粉碎系统。
[0019]本发明的钛白石膏悬浮液固液分离与热压脱水系统与工艺，其步骤如下:
a.调节钛石膏悬浮液的浓度:钛白企业中和得到的钛白石膏悬浮液可以直接用栗输送到热压脱水一体化设备进行固液分离和热压脱水。为了提高设备的处理能力，一般可先将钛石膏悬浮液调节到适合的浓度，再用栗输送到过滤-热压脱水一体化设备中以提高设备的效率。如果是其他设备预处理的含水高的钛石膏，需将钛石膏打浆配成适合的浓度的钛石膏悬浮液，保证其具有一定的流动度。
[0020]b.改性:钛石膏悬浮液中由于含有氢氧化铁胶体和硅酸盐类胶体，有时需要加入定量的固化调理试剂改变物料的性能，达到破坏胶体的作用，调理试剂一般采用高分子和高价金属盐的混合物。
[0021]c.固液分离-热压脱水:首先用栗把钛石膏悬浮液输送热压脱水一体化设备进行过滤和压榨，实现固液分离和首次脱水并压实钛石膏滤饼;其次，形成密实滤饼后，开始给干燥加热并机械保压滤饼，热压使靠近干燥板的毛细管水因传导受热汽化，产生干燥脱水传热传质效应的同时，亦产生蒸汽压力过滤推动力，推动外侧毛细管水以液态形式自滤饼另一端涌出，从而实现深度脱水。
[0022]d.输送并粉碎物料。
[0023]在本设施中，动力系统为液压系统，包括液压板、油缸顶杆、液压工作站、以及油缸缸体。整个动力系统安装在横梁上，与进料系统相邻，压紧板在油缸顶杆、液压站以及油缸缸体的推动下压紧物料系统。排液系统包括安装于横梁和板框组件下方的可移动接水盘、与接水盘下连接的管道。进料系统包括进料口、止推板、带有双面弹簧过滤板组件、多组板框组件与压紧板相邻，进料口与止推板经法兰连接，止推板经由螺栓固定于横梁上。板框组件包括压榨板、连接与压榨板的滤框，滤板两侧的滤布，滤布要求耐受温度100°C以上，压榨板与滤框采用弹性介质和定位螺栓连接。热压系统由干燥板、耐高温橡胶管、压力表、分液缸或分汽缸组成，核心组件是干燥板，干燥板在压榨完毕后，机械保压过程中为滤饼提供热源。
[0024]采用本发明进行钛石膏悬浮液热压脱水工作过程:在进钛石膏悬浮液前先通过液压工作站、油缸缸体、油缸顶杆推动压紧板压紧进料系统，在止推板的作用下的阻挡下，通过两侧支撑臂及底部设置的滚轮在横梁上滚动前进，推动压滤板框和干燥板至锁紧位置。此时停止压缩开始进悬浮液浆料，钛石膏悬浮液通过进料口和泥孔进入压滤板和干燥板组成的腔室进行固液分离，进料进满后，停止栗送，关闭进料口，推动压紧板，将弹性介质再次压缩并保压;开启连通干燥板的低压蒸汽阀门(或其他热源阀门)，对干燥板进行加热，干燥板对物料加热，紧贴干燥板的物料微孔中的水分受热气化，体积膨胀，把物料里面的游离水分推向压榨板的透水通道一侧流出，进料、压榨以及热压过程中压滤出水通过压榨板的透水通道和排水孔流出到接水盘，再通过管道排出。热压结束后，关低压蒸汽阀(或其他的热源阀门)，退回压紧板，移出接水盘，使用自动拉板器拉开压榨板和干燥板卸滤饼，滤饼通过皮带输送机输送到粉碎设备，粉碎后输送至堆放场所。
[0025]实施例1
采用本发明的钛白石膏悬浮液压滤-热压脱水系统与工艺处理钛石膏数据如下:单次处理量:配有一台过滤面积120m2的过滤-热压脱水一体化设备的系统与工艺进料时间60分钟，机械压榨10分钟，然后对干燥板进行加热，热压1分钟，自动卸料时间5分钟，可得到约8吨钛石膏。
[0026]热源:压力为I?2公斤的低压蒸气。
[0027]单次循环运行时间:90分钟。
[0028]处理规模:运行时间24小时可处理含5%钛石膏悬浮液2050立方，钛石膏约128吨。
[0029]钛石膏游离水分:21.6%。
[0030]实施例2
采用本发明的钛白石膏悬浮液压滤-热压脱水系统与工艺处理钛石膏数据如下:单次处理量:配有一台过滤面积120m2的压滤-热压脱水一体化设备的系统与工艺进料时间60分钟，机械压榨10分钟，然后对干燥板进行加热，热压15分钟，自动卸料时间5分钟，可得约到8吨钛石膏。
[0031]热源:压力I?2公斤的低压蒸气。
[0032]单次运行时间:95分钟
处理规模:运行时间24小时可处理含5%钛石膏悬浮液1800m3，可得钛石膏约120吨。
[0033]钛石膏游离水分:15.6%。
[0034]实施例3
采用本发明的钛白石膏悬浮液压滤-热压脱水系统与工艺处理钛石膏数据如下:单次处理量:配有一台过滤面积120m2的脱水与干燥一体化设备的系统与工艺进料时间60分钟，机械压榨10分钟，然后对干燥板进行加热，热压15分钟，自动卸料时间5分钟，可得到约8吨钛石膏。
[0035]热源:110-130°C的导热油。
[0036]单次运行时间:90分钟
处理规模:运行时间24小时可处理含5%钛石膏悬浮液1800m3，可得钛石膏120吨。
[0037]钛石膏游离水分:17.5%。
【主权项】
1.一种钛白石膏悬浮液固液分离与热压干燥设备，它包括由支撑脚(10)和横梁(5)构成的机架、安装在横梁(5)上的进料装置和液压装置、放置在横梁(5)上的过滤干燥装置以及设置在横梁下方的可移动的整体接液盘(12)以及收料槽(11)，其特征在于:机架一端设置止推板(2)，板心设有进料口(I)，另一端设置由液压板(6)、油缸顶杆(7)、液压工作站(8)以及油缸缸体(9)构成的液压装置，所述过滤干燥装置是由过滤板框(3)和干燥板(4)组成，过滤板框(3)中间为设置泥孔(18)的压滤板(13)，两侧设置滤框(23)，两者之间周边均布弹性介质(14)，通过定位螺栓(16)连接和固定，并在压滤板(13)两边框壁上部设置支撑臂(24)，其下部设有滚轮(25);干燥板(4)为内空结构，中心设置进料口(20)，顶部设置热源进口(15)，内设折流挡板(21)形成之字形热流通道(22)，底部设置热源出口(19)，通过余热回收管道回收到加热器中加热再次向干燥板(4)供热，两边板壁上部设置了支撑臂(26)，其底面设有滚轮(27);过滤板框(3)与干燥板(4)依次间隔放置在机架上止推板(2)和液压板(6)之间的横梁(5)上。2.根据权利要求1所述的钛白石膏悬浮液固液分离与热压干燥设备，其特征在于:压滤板(13)两侧表面设置了耐温高强度透水通道(17)，底部设置了出水孔，所述透水通道(17)与泥孔(18)连通，并以泥孔为中心向四周辐射。3.根据权利要求1或2所述的钛白石膏悬浮液固液分离与热压干燥设备，其特征在于:所述每组过滤板框(3 )上弹性介质(14 )之间的间距在1?20cm范围内，定位螺栓(16 )之间间距在30?60cm之间。4.根据权利要求3所述的钛白石膏悬浮液固液分离与热压干燥设备，其特征在于:加热系统由热源、保温管道、压力表、干燥板、以及余热回收系统组成。5.—种钛白石膏悬浮液固液分离与热压干燥生产工艺，其特征在于:它包括搅拌、改性、压滤、干燥、粉碎工序，具体工艺步骤如下: a.搅拌:将钛白石膏悬浮液或含水高的钛石膏滤饼经搅拌系统配成适合浓度的悬浮液； b.改性:将上述悬浮液在改性调理剂作用下，降低悬浮液的表面张力并破坏其胶体结构； c.压滤:将调配好的钛石膏悬浮液输送到固液分离与热压干燥设备进行压滤，得到含水率25?38%的钛石膏滤饼； d.干燥:打开热源阀门给干燥板均匀加热，靠近干燥板一侧的滤饼中毛细管水开始传导受热而蒸发，所变成的蒸汽急剧膨胀，驱使其外侧毛细管水涌出滤饼表面； e.粉碎:拉板卸料，经皮带机输出进入破碎设备进行粉碎。
【专利摘要】本发明公开了一种钛白石膏悬浮液固液分离与热压干燥设备及其生产工艺，它解决了现有技术功能单一、压滤板长期使用变形的等问题，其特征在于：将机械压虑和加热结合起来，首先利用液压系统和双面弹性透水板对悬浮液进行压滤，实现悬浮液固液分离，固体物料在滤室中形成滤饼，停止进料后利用热源对紧贴物料的干燥板加热，紧贴干燥板的压实物料水分受热汽化，体积增大，产生驱动力把未汽化的物料水分从透水板一侧挤压出来，同时弹性透水板在液压系统的作用下及时把因水分减少而空出的体积压缩，实现滤饼短时间内深度脱水干燥。本发明采用机械压滤和加热干燥相结合，提高了热效率。本发明的优点：少占地、能耗低、现有的板框式过滤设备可改造为高弹性热压干燥设备。
【IPC分类】B01D37/02, B01D25/28, B01D25/12, B09B3/00
【公开号】CN105498320
【申请号】CN201510840599
【发明人】欧阳兆辉, 周建锋, 张恒明, 金友谊, 简理, 陈扬
【申请人】武汉青江化工黄冈有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年11月27日
【技术领域】
[0001]本发明属于钛白石膏悬浮液固液分离技术领域和钛白石膏深度脱水领域，尤其是涉及到一种钛白石膏悬浮液固液分离与热压脱水一体化设备及其生产工艺。
【背景技术】
[0002]钛白石膏是硫酸法生产钛白粉的一种工业副产石膏，每生产I吨钛白粉大概副产8?10吨的钛白石膏，吸附水在50?60%之间。当前，国内钛石膏利用率极低，钛白粉企业副产钛石膏都是采用堆放和填埋的方式处理。我国年产钛石膏总量达1300万t。按压实堆积密度为
1.3t/m3、堆积高度为20m计算，每年需要扩建渣场土地750余亩。如此大的钛白石膏量，既占用大量土地，又造成周边环境污染，给钛白粉行业带来了较大压力，随着国家对固体废弃物监管的重视，要求钛白行业规范管理钛白石膏，实现钛白石膏的减量化、无害化、综合利用，达到节能减排和发展循环经济的处置目标。而钛石膏难以利用的一个重要因素就是水分尚，脱水成本尚。
[0003]钛白石膏脱水是钛石膏综合利用的关键，只有把钛石膏的吸附水分降到30%以下，综合利用才有可能实现，和其他工业副产石膏制品才有竞争力，而目前钛白行业钛石膏的吸附水分通常都大于50%。钛石膏的特性又决定了钛石膏脱水的难度。原因如下:
钛石膏粒度细、比表面积大，表面自由能大，颗粒表面吸附水多，同时钛石膏中含有大量的氢氧化铁和硅酸盐类胶体，这些都增加了脱水的难度。钛石膏之所以含有大量的水分，除了间隙水外，很大原因是颗粒表面特性决定的，颗粒表面吸附有各种荷电荷离子和氢氧化铁胶体。而钛石膏脱水的难易，与钛石膏颗粒大小，胶体总含量有关;颗粒越小，氢氧化铁、硅酸盐胶体含量多，导致钛石膏黏度大，含水率高，固液分离效果差。
[0004]目前钛白行业采用隔膜压榨脱水，钛石膏经压榨后，物料形成许许多多的毛细管道，由于钛石膏表面的亲水性，水分吸附在毛细管道壁上，难以通过压榨去除。其吸附水在50%以上，隔膜压榨过滤后滤饼一触就变，水分高，给现场环境、车辆运输带来巨大不便。还有个别企业采用HVPF立式全自动压滤机，该设备贵，维护费用也比较高，钛石膏的游离水在40%左右，单套生产线处理量小。
[0005]高水分的副产钛石膏直接煅烧生产建筑石膏，存在诸多问题，首先煅烧成本高，其次，钛石膏建筑粉质量不稳定，第三对干燥设备损坏严重。为了解决上述问题一般都要再次干燥，然后煅烧，再次干燥常采用热力脱水，热力脱水一般采用蒸汽、烟气或其他热源。常用的设备有浆叶式干燥机、套筒机、硫化床、转窑、闪蒸等干燥形式，这种以热换热的干燥方法大大增加了干燥成本。
[0006]本发明采用过滤-热压一体化系统与工艺，在固液分离压榨的过程中，同时加热，前半程主要依靠机械脱水，后半程机械与加热相结合，在热压过程中靠水变气体积膨胀产生的恶驱动力把钛石膏的游离水挤出来，在工业化试验中取得了良好的效果，能耗远低于以热换热的干燥方式，同时突破了机械脱水的极限限制。钛石膏游离水一次可降低20%以下，并且水分可调，其能耗约热力干燥能耗的八分之一。
【发明内容】
[0007]本发明的目的提供一种设备数量少，占地面积小、结构稳定、能耗低，运行成本低，能满足悬浮液固液分离和干燥脱水一体化的生产设备及其生产工艺。
[0008]实现本发明的技术方案是:它包括由支撑脚和横梁构成的机架、安装在横梁上的进料装置和液压装置、放置在横梁上的过滤干燥装置以及设置在横梁下方的可移动的整体接液盘以及收料槽，机架一端设置止推板，板心设有进料口，另一端设置由液压板、油缸顶杆、液压工作站以及油缸缸体构成的液压装置。所述过滤干燥装置是由过滤板框和干燥板组成，过滤板框中间为设置泥孔的压滤板，两侧设置滤框，两者之间周边均布弹性介质，通过定位螺栓连接和固定，并在压滤板两边框壁上部设置支撑臂，其下部设有滚轮。干燥板为内空结构，中心设置进料口，顶部设置热源进口，内设折流挡板形成之字形热流通道，底部设置热源出口，通过余热回收管道回收到加热器中加热再次向干燥板供热，两边板壁上部设置了支撑臂，其底面设有滚轮;过滤板框与干燥板依次间隔放置在机架上止推板和液压板之间的横梁上。
[0009]所述压滤板两侧表面设置了耐温高强度透水通道，底部设置了出水孔，所述透水通道与泥孔连通，并以泥孔为中心向四周辐射。
[0010]所述每组过滤板框上弹性介质之间的间距在10?20cm范围内，定位螺栓之间间距在30?60cm之间。
[0011]所述加热系统由热源、保温管道、压力表、干燥板、以及余热回收系统组成。
[0012]—种钛白石膏悬浮液固液分离与热压干燥生产工艺，它包括搅拌、改性、压滤、干燥、粉碎等工序，具体工艺步骤如下:
a.搅拌:将钛白石膏悬浮液或含水高的钛石膏滤饼经搅拌系统配成适合浓度的悬浮液；
b.改性:将上述悬浮液在改性调理剂作用下，降低悬浮液的表面张力并破坏其胶体结构；
c.压滤:将调配好的钛石膏悬浮液输送到固液分离与热压干燥设备进行压滤，得到含水率25?38%的钛石膏滤饼；
d.干燥:打开热源阀门给干燥板均匀加热，靠近干燥板一侧的滤饼中毛细管水开始传导受热而蒸发，所变成的蒸汽急剧膨胀，驱使其外侧毛细管水涌出滤饼表面；
e.粉碎:拉板卸料，经皮带机输出进入破碎设备进行粉碎。
[0013]本发明的有益效果是:由于热压脱水技术是集成机械过滤与热力干燥技术于一体的交叉技术，由形成饱和滤饼的热压过滤阶段和滤饼热压干燥阶段组成。将其应用于高弹性压滤机上，在高弹性压滤机透水板之间加入干燥板，可在单一设备上连续实现悬浮液的过滤、结饼、机械压榨和热压干燥脱水的全过程。将传统的压滤机过滤室一分为二，在滤室内完成悬浮液热压过滤阶段即进入热压干燥阶段，热压干燥阶段包括三种作业:(I)首先机械高弹性压榨，脱除钛白石膏中的大部分游离水，尽可能地降低游离水，并压实钛石膏滤饼，强化原压滤机的机械脱水功能。(2)干燥板内通入热介质(如饱和蒸汽或导热油)，将干燥板加热，靠近干燥板的滤饼毛细管水开始传导受热而蒸发，所变成的蒸汽急剧膨胀，驱使其外侧毛细管水涌出滤饼表面。(3)在加热脱水过程中配合高弹性压榨，强化原压滤机的机械脱水与热干燥脱水相结合的功能。(4)滤室抽真空，降低其滤饼物料所含液体的汽化温度和抽出其内产生的蒸汽。
[0014]该工艺具有如下特点:(I)工艺简捷。可在干燥压滤机上实现悬浮液过滤和干燥功能，突破机械脱水的极限，一次性达到热力干燥的脱水效果。(2)节能降耗。热压过滤干燥脱水机理前期是机械热压过滤于滤室内形成饱和滤饼，后期是热压使靠近干燥板的毛细管水因传导受热汽化，产生干燥脱水传热传质效应的同时，亦产生蒸汽压力过滤推动力，推动外侧毛细管水以液态形式自滤饼另一端涌出，所需热能部分用于传热传质，其余部分是为热压干燥脱水提供推动力；而常规热力干燥脱水所需热能全部用于传质传热的需求，需将全部水分汽化予以排除，与之相比，热压干燥节能降耗显著。(3)作业效率高。将滤布与滤板泄水沟槽之间的密闭空间抽成负压，控制滤饼内毛细管水在负压条件下汽化，使水的饱和蒸汽温度低于大气压条件下水的汽化温度，水分的汽化速度得以加快，提高热压干燥脱水效率。(4)与其它热力干燥方式相比，无除尘回收系统，固体回收率100%。
[0015]下面结构附图对本发明作进一步说明。
【附图说明】
[0016]图1为本发明俯视结构示意图；
图2为本发明主视结构示意图；
图3为本发明主视局部放大结构示意图；
图4为本发明过滤板框俯视图；
图5为本发明过滤板框主视剖面示意图；
图6为本发明干燥板主视结构示意图；
图中:I为进料口，2为止推板，3为过滤板框，4为干燥板，5为横梁，6为液压板，7为油缸顶杆，8为液压工作站，9为油缸缸体，10为支撑脚，11为收料槽，12为接液盘，13为压滤板，14为弹性介质，15为热源进口，16为定位螺栓，17为透水通道，18为泥孔，19为热源出口，20为进料口，21为折流挡板，22为热流通道，23为滤框，24、26为支撑臂，25、27为滚轮，28为热源管道。
【具体实施方式】
[0017]如图1至图6所示，钛白石膏悬浮液固液分离与热压干燥设备包括由支撑脚10和横梁5构成的机架、安装在横梁5上的进料装置和液压装置、放置在横梁5上的过滤干燥装置以及设置在横梁下方的可移动的整体接液盘12以及收料槽11等部件，机架一端设置止推板2，板心设有进料口 I，另一端设置由液压板6、油缸顶杆7、液压工作站8以及油缸缸体9构成的液压装置。所述过滤干燥装置是由过滤板框3和干燥板4组成，过滤板框3中间为设置泥孔18的压滤板13，两侧设置滤框23，两者之间周边均布弹性介质14，通过定位螺栓16连接和固定，并在压滤板13两边框壁上部设置支撑臂24，其下部设有滚轮25。压滤板13两侧表面设置了耐温高强度透水通道17，底部设置了出水孔，所述透水通道17与泥孔18连通，并以泥孔为中心向四周辐射。所述每组过滤板框3上弹性介质14之间的间距在10?20cm范围内，定位螺栓16之间间距在30?60cm之间。干燥板4为内空结构，中心设置进料口 20，顶部设置热源进口 15，内设折流挡板21形成之字形热流通道22，底部设 置热源出口 19，通过余热回收管道回收到加热器中加热再次向干燥板4供热，两边板壁上部设置了支撑臂26，其底面设有滚轮27。加热系统由热源、保温管道、压力表、干燥板、以及余热回收系统组成。过滤板框3与干燥板4依次间隔放置在机架上止推板2和液压板6之间的横梁5上。
[0018]钛白石膏悬浮液固液分离与热压干燥设备及其生产工艺，包括钛石膏悬浮液搅拌系统或配料系统，固液分离与热压脱水系统、钛石膏悬浮液输送装置、废水收集排放装置，物料收集与粉碎系统。
[0019]本发明的钛白石膏悬浮液固液分离与热压脱水系统与工艺，其步骤如下:
a.调节钛石膏悬浮液的浓度:钛白企业中和得到的钛白石膏悬浮液可以直接用栗输送到热压脱水一体化设备进行固液分离和热压脱水。为了提高设备的处理能力，一般可先将钛石膏悬浮液调节到适合的浓度，再用栗输送到过滤-热压脱水一体化设备中以提高设备的效率。如果是其他设备预处理的含水高的钛石膏，需将钛石膏打浆配成适合的浓度的钛石膏悬浮液，保证其具有一定的流动度。
[0020]b.改性:钛石膏悬浮液中由于含有氢氧化铁胶体和硅酸盐类胶体，有时需要加入定量的固化调理试剂改变物料的性能，达到破坏胶体的作用，调理试剂一般采用高分子和高价金属盐的混合物。
[0021]c.固液分离-热压脱水:首先用栗把钛石膏悬浮液输送热压脱水一体化设备进行过滤和压榨，实现固液分离和首次脱水并压实钛石膏滤饼;其次，形成密实滤饼后，开始给干燥加热并机械保压滤饼，热压使靠近干燥板的毛细管水因传导受热汽化，产生干燥脱水传热传质效应的同时，亦产生蒸汽压力过滤推动力，推动外侧毛细管水以液态形式自滤饼另一端涌出，从而实现深度脱水。
[0022]d.输送并粉碎物料。
[0023]在本设施中，动力系统为液压系统，包括液压板、油缸顶杆、液压工作站、以及油缸缸体。整个动力系统安装在横梁上，与进料系统相邻，压紧板在油缸顶杆、液压站以及油缸缸体的推动下压紧物料系统。排液系统包括安装于横梁和板框组件下方的可移动接水盘、与接水盘下连接的管道。进料系统包括进料口、止推板、带有双面弹簧过滤板组件、多组板框组件与压紧板相邻，进料口与止推板经法兰连接，止推板经由螺栓固定于横梁上。板框组件包括压榨板、连接与压榨板的滤框，滤板两侧的滤布，滤布要求耐受温度100°C以上，压榨板与滤框采用弹性介质和定位螺栓连接。热压系统由干燥板、耐高温橡胶管、压力表、分液缸或分汽缸组成，核心组件是干燥板，干燥板在压榨完毕后，机械保压过程中为滤饼提供热源。
[0024]采用本发明进行钛石膏悬浮液热压脱水工作过程:在进钛石膏悬浮液前先通过液压工作站、油缸缸体、油缸顶杆推动压紧板压紧进料系统，在止推板的作用下的阻挡下，通过两侧支撑臂及底部设置的滚轮在横梁上滚动前进，推动压滤板框和干燥板至锁紧位置。此时停止压缩开始进悬浮液浆料，钛石膏悬浮液通过进料口和泥孔进入压滤板和干燥板组成的腔室进行固液分离，进料进满后，停止栗送，关闭进料口，推动压紧板，将弹性介质再次压缩并保压;开启连通干燥板的低压蒸汽阀门(或其他热源阀门)，对干燥板进行加热，干燥板对物料加热，紧贴干燥板的物料微孔中的水分受热气化，体积膨胀，把物料里面的游离水分推向压榨板的透水通道一侧流出，进料、压榨以及热压过程中压滤出水通过压榨板的透水通道和排水孔流出到接水盘，再通过管道排出。热压结束后，关低压蒸汽阀(或其他的热源阀门)，退回压紧板，移出接水盘，使用自动拉板器拉开压榨板和干燥板卸滤饼，滤饼通过皮带输送机输送到粉碎设备，粉碎后输送至堆放场所。
[0025]实施例1
采用本发明的钛白石膏悬浮液压滤-热压脱水系统与工艺处理钛石膏数据如下:单次处理量:配有一台过滤面积120m2的过滤-热压脱水一体化设备的系统与工艺进料时间60分钟，机械压榨10分钟，然后对干燥板进行加热，热压1分钟，自动卸料时间5分钟，可得到约8吨钛石膏。
[0026]热源:压力为I?2公斤的低压蒸气。
[0027]单次循环运行时间:90分钟。
[0028]处理规模:运行时间24小时可处理含5%钛石膏悬浮液2050立方，钛石膏约128吨。
[0029]钛石膏游离水分:21.6%。
[0030]实施例2
采用本发明的钛白石膏悬浮液压滤-热压脱水系统与工艺处理钛石膏数据如下:单次处理量:配有一台过滤面积120m2的压滤-热压脱水一体化设备的系统与工艺进料时间60分钟，机械压榨10分钟，然后对干燥板进行加热，热压15分钟，自动卸料时间5分钟，可得约到8吨钛石膏。
[0031]热源:压力I?2公斤的低压蒸气。
[0032]单次运行时间:95分钟
处理规模:运行时间24小时可处理含5%钛石膏悬浮液1800m3，可得钛石膏约120吨。
[0033]钛石膏游离水分:15.6%。
[0034]实施例3
采用本发明的钛白石膏悬浮液压滤-热压脱水系统与工艺处理钛石膏数据如下:单次处理量:配有一台过滤面积120m2的脱水与干燥一体化设备的系统与工艺进料时间60分钟，机械压榨10分钟，然后对干燥板进行加热，热压15分钟，自动卸料时间5分钟，可得到约8吨钛石膏。
[0035]热源:110-130°C的导热油。
[0036]单次运行时间:90分钟
处理规模:运行时间24小时可处理含5%钛石膏悬浮液1800m3，可得钛石膏120吨。
[0037]钛石膏游离水分:17.5%。
【主权项】
1.一种钛白石膏悬浮液固液分离与热压干燥设备，它包括由支撑脚(10)和横梁(5)构成的机架、安装在横梁(5)上的进料装置和液压装置、放置在横梁(5)上的过滤干燥装置以及设置在横梁下方的可移动的整体接液盘(12)以及收料槽(11)，其特征在于:机架一端设置止推板(2)，板心设有进料口(I)，另一端设置由液压板(6)、油缸顶杆(7)、液压工作站(8)以及油缸缸体(9)构成的液压装置，所述过滤干燥装置是由过滤板框(3)和干燥板(4)组成，过滤板框(3)中间为设置泥孔(18)的压滤板(13)，两侧设置滤框(23)，两者之间周边均布弹性介质(14)，通过定位螺栓(16)连接和固定，并在压滤板(13)两边框壁上部设置支撑臂(24)，其下部设有滚轮(25);干燥板(4)为内空结构，中心设置进料口(20)，顶部设置热源进口(15)，内设折流挡板(21)形成之字形热流通道(22)，底部设置热源出口(19)，通过余热回收管道回收到加热器中加热再次向干燥板(4)供热，两边板壁上部设置了支撑臂(26)，其底面设有滚轮(27);过滤板框(3)与干燥板(4)依次间隔放置在机架上止推板(2)和液压板(6)之间的横梁(5)上。2.根据权利要求1所述的钛白石膏悬浮液固液分离与热压干燥设备，其特征在于:压滤板(13)两侧表面设置了耐温高强度透水通道(17)，底部设置了出水孔，所述透水通道(17)与泥孔(18)连通，并以泥孔为中心向四周辐射。3.根据权利要求1或2所述的钛白石膏悬浮液固液分离与热压干燥设备，其特征在于:所述每组过滤板框(3 )上弹性介质(14 )之间的间距在1?20cm范围内，定位螺栓(16 )之间间距在30?60cm之间。4.根据权利要求3所述的钛白石膏悬浮液固液分离与热压干燥设备，其特征在于:加热系统由热源、保温管道、压力表、干燥板、以及余热回收系统组成。5.—种钛白石膏悬浮液固液分离与热压干燥生产工艺，其特征在于:它包括搅拌、改性、压滤、干燥、粉碎工序，具体工艺步骤如下: a.搅拌:将钛白石膏悬浮液或含水高的钛石膏滤饼经搅拌系统配成适合浓度的悬浮液； b.改性:将上述悬浮液在改性调理剂作用下，降低悬浮液的表面张力并破坏其胶体结构； c.压滤:将调配好的钛石膏悬浮液输送到固液分离与热压干燥设备进行压滤，得到含水率25?38%的钛石膏滤饼； d.干燥:打开热源阀门给干燥板均匀加热，靠近干燥板一侧的滤饼中毛细管水开始传导受热而蒸发，所变成的蒸汽急剧膨胀，驱使其外侧毛细管水涌出滤饼表面； e.粉碎:拉板卸料，经皮带机输出进入破碎设备进行粉碎。
【专利摘要】本发明公开了一种钛白石膏悬浮液固液分离与热压干燥设备及其生产工艺，它解决了现有技术功能单一、压滤板长期使用变形的等问题，其特征在于：将机械压虑和加热结合起来，首先利用液压系统和双面弹性透水板对悬浮液进行压滤，实现悬浮液固液分离，固体物料在滤室中形成滤饼，停止进料后利用热源对紧贴物料的干燥板加热，紧贴干燥板的压实物料水分受热汽化，体积增大，产生驱动力把未汽化的物料水分从透水板一侧挤压出来，同时弹性透水板在液压系统的作用下及时把因水分减少而空出的体积压缩，实现滤饼短时间内深度脱水干燥。本发明采用机械压滤和加热干燥相结合，提高了热效率。本发明的优点：少占地、能耗低、现有的板框式过滤设备可改造为高弹性热压干燥设备。
【IPC分类】B01D37/02, B01D25/28, B01D25/12, B09B3/00
【公开号】CN105498320
【申请号】CN201510840599
【发明人】欧阳兆辉, 周建锋, 张恒明, 金友谊, 简理, 陈扬
【申请人】武汉青江化工黄冈有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年11月27日
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