图1  活塞推料离心机

在选择分离悬浮物中颗粒物的解决方案时，离心式过滤设备是一个合适的解决方案。因为在离心式过滤设备的离心分离区中，快速旋转的离心机叶片能够简单地利用真空分离效应或者过压分离效应完成悬浮液体中的颗粒物分离。

离心式过滤设备按其工作原理可以分为两大类：连续式离心过滤机和非连续式过滤机。这两种过滤设备的过滤原理是相同的，即在旋转的滚筒注入含有固体颗粒的悬浮液，悬浮液中的颗粒物在离心力的作用下“飞向”滚筒桶壁，在桶壁处的过滤介质允许液体通过，但把固体颗粒都挡在了滚筒内部，按照这种过滤方式，会在滤网上形成滤饼。在滤网上形成滤饼后，含有固体颗粒的悬浮液体首先要渗透滤饼然后才能“穿饼而过”。最后，对100%饱和的滤饼进行干燥，必要时可以进行清洗，把不洁净的污物全部清洗出去。最后残留在滤饼中的液体介质含量，或者说残留湿度，取决于离心力的大小、滤饼的厚度、清理的时间间隔和悬浮液的物理特性，可以利用多种不同的方法把滤饼从滚筒壁上取下来。

这两种连续式过滤机的清理周期是不同的，在非连续工作的过滤机中，其充填液体介质、滤饼初成、甩干、清除滤饼的时间相互分开，而在连续式过滤机中这些操作是同时进行的。

图2  活塞推料离心机的工作原理

卧式刮刀卸料离心机

卧式刮刀离心设备是第一代非连续式过滤的离心过滤设备。被过滤产品由专用的输入管道输入到离心机中，甩干后用专用刮刀将滤饼从滚筒中取出。从工艺技术上来讲，它结合了刮刀离心机的原理，使用了一个旋转的虹吸水封（参见图4）。与筛网滚筒不同的是它利用了一个没有筛网、表面完整的滚筒，滤液不是直接穿透过滤介质和滚筒筒体流出，而是沿滚筒内壁流动到虹吸板，经虹吸板与滚筒之间的孔流出。滚筒内悬浮液体不同的流动性和虹吸缝隙处不同的负压都对提高过滤效率有很大帮助。

最重要的优点还不止这些。当产品分离后，仍然粘附在滚筒上由固体物质组成的残留物，由于刮刀离心机的刮刀不允许与过滤介质、也就是过滤网相互接触，因此随着使用时间的延长会在过滤介质上羁留一层非常细密的固体颗粒物，采用的虹吸原理有可能实现彻底清理。因此，它无需像其他的筛网滚筒式结构的离心机那样，经过一定的时间之后进行费时费力的清理，大大地延长了滚筒的维护保养周期。

活塞推料离心机

图2所示的是连续工作的活塞式推料离心机的内部结构示意图。由一根管道连续的向滚筒轴线输送被过滤的液体介质。它们均匀的分布在滚筒底部，在滚筒圆周形成环形滤饼，并在滚筒的震动下向敞开的滚筒底部运动，然后被输送出去。而新加入到离心机中的悬浮液会形成新的环形滤饼，又会在滚筒的震动作用下继续沿滚筒被推送到下一推送环处，直到最后离开滚筒、离开离心过滤机。

若仔细的对比一下两种离心式过滤设备的工作原理，马上就会清楚它们之间的区别，不仅工作方式不同，而且对填充悬浮液的要求也不一样。由于活塞推料离心机能够在很短的时间内粉碎形成的滤饼环，从而有可能推动滤饼环继续运动。原则上讲，悬浮液中固体颗粒越粗大、过滤介质越粗大，过滤速度也就越高。如果输入管道中的液体悬浮液流量较小，则这种过滤设备的生产效率也就越低。

图3  虹吸水封刮刀离心机

性能对比

就像对悬浮液的要求不同那样，这两种不同类型的离心式过滤设备的技术性能参数也大不相同。一方面，卧式刮刀离心机在悬浮液供应条件变动较大的条件下有着很高的使用灵活性，整个设备或者部分设备是按照规定的循环进行工作的，从而使其工作方式能够简单、方便的满足各种不同的生产需求。另外，滚筒内静止的滤饼使得滤网的选择范围很广，尤其是滤网的目数可以很大、很细。从而减少固体颗粒物的损失，这不仅仅是离心式过滤设备众所周知的优点，而且也可以避免那些因被过滤介质仍然含有固体颗粒物从而对后续生产设备带来的问题。

而对于刮刀式离心机来讲，当悬浮液中固体颗粒较小时，可以选择较长的过滤时间或较大的过滤阻力，每一批的过滤时间都可以灵活的制定。

当使用活塞推料离心机时，即使是对充填的悬浮液提出了像连续式离心机那样高的要求，这种离心机也因其很高的、允许连续工作的固体颗粒流量而被广泛选用。就固体颗粒过滤能力而言，这种离心机所达到的性价比是离心类过滤设备中无可比拟的。

应用分析

为了能够从理论上对这两种不同的离心式过滤机在规定的悬浮液条件下进行性能比较，需要通过一些范例来加以说明。

典型的范例就是碳酸氢钠的脱水。已知条件：流量14?000kg/h，绝对干燥的粉剂；悬浮液中固体介质的含量为重量比15%；平均粒度100um。过滤后的粉质湿度应尽可能的低，以便省略后续的流化床干燥工序。

图4  虹吸水封刮刀离心机的工作原理

在悬浮液供应量相对恒定的情况下，两种类型的离心机的过滤精度相同。但活塞推料式离心机不具备过滤固体颗粒重量比大于15%的悬浮液，即悬浮液过滤的生产效率不能超过90 000kg/h。为了在这种情况下仍然能够对两种过滤机的性能进行对比，则需要用活塞推料离心机与水力旋流器组成的机组与刮刀式离心机进行比较。

水力旋流器能够把较重的固体颗粒进行预压缩，使得重量比为50%的悬浮液也能够很好的分层流动，完成减少固体颗粒损失的目的。（图2所示）SZ 800/2型、滚筒直径800mm的两级活塞推料离心机每小时能够处理的固体材料达14t。这种过滤机在过滤后液体中的固体物质损耗仅为1%~2%的重量比，而且是与固体物质干燥后的重量之比，所能实现的残留湿度大约为重量比4.5%。

作为这种使用工况的替代方案可以使用两台HZ 180/7.1 Si卧式刮刀离心机（参见图3），即两台固体滚筒直径1800mm过滤介质表面积7.1m2的虹吸式滚筒。这种结构形式的特点是：极细的过滤介质和可再生的底层，使得过滤机能够对固体物质含量只有0.5%重量比的悬浮液进行过滤。经过在滚筒中长时间的过滤，虽然降低了过滤设备每小时的生产能力，但却可以把相对湿度进一步减少到重量比3%。

总悬浮液输送管道把悬浮液均衡、连续的输送到离心机中，而这两台离心机可以交替的利用刮刀清除滤饼，一台在进行悬浮液的灌装或者甩干，另一台则在清除滤饼。9min的滤饼清除时间，两台这样的过滤机可以与连续式过滤机相媲美，也使得其后续的流化床干燥机能够顺利干燥。

能源消耗

当今另一个重要问题是设备的能源消耗。活塞推料离心机的电力消耗大约为40kW/h，相当于每吨产品消耗3kW的电力能源。而刮刀式离心机中，这一电力消耗数字则为每吨9kW。但人们不要单独的只看这一数字，相反必须结合活塞推料离心机高湿度所需的高能耗干燥机，以及结合刮刀式离心机非连续的悬浮液灌装进行综合考虑。

最后，整套设备的投资回收期在经济性考虑中也是非常重要的。其中最直接的因素是设备的可用性以及离心机的可用性。在这两台刮刀式离心机中，在一台进行维护保养时只有一台可以工作，设备的利用率只有50%。在甩干设备短时间的维修时，残留湿度的大小也能够给仍然工作的离心机的生产能力带来很大的影响。

而Krauss-Maffei公司研发生产的活塞式推料离心机则配备了一个能够整体取出的“滚筒胆”，能够把所有旋转的离心机零部件一起取出。这样，在熟练的维修人员帮助下完成维修工作（例如更换轴承），能够在4h之内重新启动离心机。从而保障了很高的设备可用性。

结语

在许多情况下，基本的生产条件决定了是使用刮刀式离心机还是使用活塞推料式离心机。若基本生产条件允许使用这两种类型的离心机时，则有许许多多的重要因素决定着使用何种离心机。为了准确的评判这些影响因素，作为一个供应商不仅要把设备制造方面的专家纳入咨询的范畴之内，而且也要把具有流程工艺技术经验的专家也纳入到技术咨询中来。