过滤设备和过滤系统的制作方法

[0001]
本实用新型涉及一种连续过滤洗涤的方法及系统，本实用新型方法和系统可有利地节省水资源，尤其适合过滤疏水性树脂粉末。


背景技术：

[0002]
过滤是化学和药学领域常见的方法步骤。现有技术对其已做过很多研究。例如，cn102649023a提出了一种压滤机滤饼双向侧式洗涤方法，虽然这种方法能快速提高滤饼的纯净度并快速提高滤液回收率，但是它是一种间歇式的过滤方法，不适合连续的生产。
[0003]
cn101991981a公开了一种回收滤饼的方法以及滤饼形成和洗涤的设备，它同样是一种间歇式的过滤洗涤方法。
[0004]
聚偏氟乙烯(pvdf)树脂主要是偏氟乙烯均聚物或偏氟乙烯与其他少量含氟乙烯基单体的共聚物。偏氟乙烯树脂兼具氟树脂和通用树脂特性，主要集中应用在石油化工、电子电气和氟碳涂料三大领域。聚偏氟乙烯(pvdf)主要是在含水体系下，在分散剂、引发剂、调节剂等助剂存在下进行聚合制得的。为保证产品纯度，洗涤分离技术是pvdf材料制备工艺中重要环节。
[0005]
pvdf粉体洗涤分离方法一般采用板框压滤机、间歇釜式分散洗涤和过滤机结合、连续洗涤和喷雾或压滤结合等，但存在耗水量大问题(一般生产1吨产品使用纯水量为50-150吨)。洗涤用水量大，主要涉及杂质从pvdf物料表面脱离的快慢问题，根据菲克定律原理分析，对于板框洗涤压滤方式，由于洗涤水流速在整体滤饼中并不均一，杂质扩散受浓度梯度影响，水流慢的部位，浓度梯度小，杂质扩散慢，洗涤耗时长，而其他部位完成洗涤后继续的洗涤增加了无效用水量；
[0006]
相比板框压滤，密封式连续洗涤能节约1/3用水量，其原因就在于所有物料洗涤环境相对一致，即杂质的浓度梯度一致，所有部位物料交换时间一致，无效用水大大减少，但由于物料间空隙大，还是存在无效用水，使节水量有限。
[0007]
带式过滤机虽然可以实现连续化稳定洗涤，但由于pvdf树脂疏水性原因，很多粉末漂浮在水表面上，很难使杂质从树脂粉末表面剥离，达不到洗涤效果。
[0008]
因此，仍需要开发一种连续洗涤过滤方法，这种方法能在确保过滤效率的同时降低洗涤剂的用量，使之适合在缺水地区的使用。还需要开发一种适合上述方法的过滤系统。


技术实现要素：

[0009]
本实用新型的一个目的是提供一种连续洗涤过滤方法，这种方法能在确保过滤效率的同时降低洗涤剂的用量，使之适合在缺水地区的使用。
[0010]
本实用新型的另一个目的是提供一种适合上述方法的过滤系统。
[0011]
因此，本实用新型的一个方面涉及一种固液混合物连续过滤和洗涤方法，包括：
[0012]
a)将固液混合物送入带式过滤机中过滤去除母液，得到滤饼；
[0013]
b)提供夹层带式喷淋过滤设备，它包括上下二层滤布形成的夹层，边缘密封，夹层
上层滤布通过固定网板固定；
[0014]
c)将所述滤饼置于所述夹层中，在传输通过所述夹层带式喷淋过滤设备的同时，洗涤剂喷淋通过上层滤布进入滤饼进行洗涤，并通过下层滤布排出；和
[0015]
d)使经洗涤的滤饼脱水。
[0016]
本实用新型的另一方面涉及一种用于固液混合物连续过滤和洗涤的系统，它包括：
[0017]
a)过滤段，使固液混合物过滤得到滤饼；
[0018]
b)洗涤段，该洗涤段包括夹层带式喷淋过滤设备，该过滤设备包括上下二层滤布形成的夹层，边缘密封，夹层上层滤布通过固定网板固定，滤饼置于所述夹层中，在传输通过所述夹层带式喷淋过滤设备的同时，洗涤剂喷淋通过上层滤布进入滤饼进行洗涤，并通过下层滤布排出，进行连续喷淋洗涤过滤；和
[0019]
c)干燥段，用于使经洗涤的滤饼脱水干燥。
[0020]
本实用新型的再一方面涉及一种夹层带式喷淋过滤设备，该过滤设备包括上下二层滤布形成的夹层，边缘密封，夹层上层滤布通过固定网板固定，待洗物置于所述夹层中，洗涤剂喷淋通过上层滤布进入滤饼进行洗涤，并通过下层滤布排出。
附图说明
[0021]
下面结合附图进一步说明本实用新型，附图中：
[0022]
图1是本实用新型一个实例的过滤洗涤系统的示意图。
具体实施方式
[0023]
本实用新型的发明人经研究发现，为确保洗涤效果并降低用水量的条件是：被洗涤物料处于洗涤溶剂中，物料间间隙足够小，溶剂流经物料均匀一致。因此，本实用新型在履带式过滤基础上，在滤饼上加滤布起“固定”作用，然后通过辊压后，再采用上部喷水，下部过滤的形式进行洗涤，洗涤后产品真空抽滤后进入后续处理工序。同时，整个工序实现了与外界隔离，摆脱了人为操作，实现了连续化生产。
[0024]
1.用于固液混合物连续过滤和洗涤的系统：
[0025]
本实用新型系统包括过滤段，用于使固液混合物过滤得到滤饼。适用于本实用新型系统的过滤段无特别的限制，可以是本领域常用的过滤段，也可以采用通过空气加压方式加快产品脱水速度，只要其不影响本实用新型连续过滤洗涤即可。在本实用新型的一个实例中，所述过滤是真空抽滤。在本实用新型的一个实例中，采用核星机械生产的pbf系列连续水平真空带式过滤机对固液混合物进行过滤。
[0026]
本实用新型系统包括洗涤段，该洗涤段包括夹层带式喷淋过滤设备，该过滤设备的顶部带有喷淋装置，用于向下喷淋洗涤剂，例如水；过滤设备的中间部分包括上下二层滤布形成的夹层，边缘密封，夹层上层滤布通过固定网板固定，滤饼置于所述夹层中，在传输通过所述夹层带式喷淋过滤设备的同时，洗涤剂喷淋通过上层滤布进入滤饼进行洗涤，并通过下层滤布排出，进行连续喷淋洗涤过滤。
[0027]
用于使夹层的上下两层滤布边缘形成密封的方法无特别的限制，可以是本领域已知的任何方法，包括例如机械密封(如钩毛搭接)和磁性搭接或其组合。
[0028]
在本实用新型的一个实例中，所述洗涤段的下层滤布与一个真空装置相连，以便通过压力差使洗涤剂快速通过滤饼。
[0029]
本实用新型系统还包括干燥段，用于使经洗涤的滤饼脱水干燥。适用的干燥段无特别的限制，可以是本领域已知的常规干燥段，也可以采用通过空气加压方式加快产品脱水速度，进一步降低产品含水量，只要其不影响连续过滤干燥即可。在本实用新型的一个实例中，所述干燥段采用真空干燥。
[0030]
在本实用新型的一个实例中，所述过滤段、洗涤段和干燥段通过传输带相连。
[0031]
图1是本实用新型一个实例中过滤洗涤系统的示意图。如图1所示，本实用新型系统包括过滤段1、洗涤段2和干燥段3。所述洗涤段的上方带有喷淋系统4。在本实用新型的一个实例中，所述喷淋系统4本身可分为两段，靠近滤饼进料口的第一段41采用回收洗涤剂和新鲜洗涤剂的混合液进行喷淋洗涤，靠近滤饼出料口的第二段42采用新鲜洗涤剂进行喷淋洗涤，从而进一步节约新鲜洗涤剂的用量。整个过滤洗涤系统借助履带11和滚轴12进行传输，以便进行连续的过滤洗涤。
[0032]
洗涤段2包括置于待洗涤滤饼上的压实网板5和丝网履带11。所述压实网板5具有拱形剖面，其边缘沿传输方向与丝网履带11的边沿搭接密封。
[0033]
干燥段3的干燥方法无特别的限制，可以采用本领域已知的任何干燥方法，只要其可用于连续干燥即可。在本实用新型的一个实例中，采用真空干燥方法。
[0034]
在本实用新型的一个实例中，所述过滤段1、洗涤段2和干燥段各自带有真空装置9，其利用压差回收过滤段的过滤母液91以及洗涤段第一段的洗涤剂92和来自洗涤段第二段以及干燥段的洗涤剂93。
[0035]
在本实用新型的一个实例中，本实用新型过滤洗涤系统在过滤段1和洗涤段2的交界处还装有滤饼助力推进杆6，用于平整滤饼并将其推入由压实网板5和丝网履带11形成的滤布夹层中。
[0036]
运行时，固液混合物由进料斗7送至过滤段1上面，在真空装置9的作用下真空过滤，形成在履带11上的滤饼和向下析出的母液91。在滤饼助力推进杆6的作用下，该滤饼被平整至所需的厚度后进入洗涤段2。接着放下压实网板5使之与使丝网履带11形成密封夹层，压实网板5与滤饼接触并向滤饼施加规定的压力的同时对其进行喷淋洗涤，洗涤剂在真空装置9的作用下向下析出洗涤剂92和93。洗涤完成后松开压实网板5，将滤饼送至干燥段3进行例如真空干燥，得到干燥产物和析出的洗涤剂93。得到的干燥产物收入接料斗71，随后送至烘干粉碎系统8，最终制得所需的固体粉末。
[0037]
2.固液混合物连续过滤和洗涤方法
[0038]
本实用新型方法包括将固液混合物送入带式过滤机中过滤去除母液，得到滤饼的步骤。
[0039]
在本实用新型的一个实例中，如图1所示，本实用新型过滤步骤包括将固液混合物由进料斗7送至过滤段1上面，在真空装置9的作用下真空过滤，形成在履带11上的滤饼和向下析出的母液91。在本实用新型的一个实例中，当过滤进行至得到预定滤饼量后，进行洗涤步骤。
[0040]
本实用新型方法包括提供夹层带式喷淋过滤设备，它包括上下二层滤布形成的夹层，边缘密封，夹层上层滤布通过固定网板固定。
[0041]
在本实用新型的一个实例中，如图1所示，所述夹层带式喷淋过滤设备包括上方喷淋系统4。在本实用新型的一个实例中，所述喷淋系统4本身可分为两段，靠近滤饼进料口的第一段41采用回收洗涤剂和新鲜洗涤剂的混合液进行喷淋洗涤，靠近滤饼出料口的第二段42采用新鲜洗涤剂进行喷淋洗涤，从而进一步节约新鲜洗涤剂的用量。整个过滤洗涤系统借助履带11和滚轴12进行传输，以便进行连续的过滤洗涤。
[0042]
所述夹层带式喷淋过滤设备包括置于待洗涤滤饼上的压实网板5和丝网履带11。所述压实网板5具有拱形剖面，其边缘沿传输方向与丝网履带11的边沿搭接密封。
[0043]
在本实用新型的一个实例中，所述压实网板5在与丝网履带11搭接后，通过调整压实网板高度，使压实网板与滤饼接触并向滤饼施加0-0.5mpa，较好0.01-0.45mpa，更好0.05-0.4mpa，宜为0.05-0.35mpa，优选0.1-0.3mpa的压力。
[0044]
用于调节压实网板高度的方法无特别的限制，可以是本领域已知的任何常规的方法。在本实用新型的一个实例中，采用柔性材料制造压实网板，从而通过施加外力容易地向滤饼施加所需的压力。
[0045]
在本实用新型的另一个实例中，通过将滤饼的量控制在规定的量使之与压实网板接触后达到预定的所需压力。
[0046]
本实用新型方法包括将所述滤饼置于所述夹层中，在传输通过所述夹层带式喷淋过滤设备的同时，洗涤剂喷淋通过上层滤布进入滤饼进行洗涤，并通过下层滤布排出。在本实用新型的一个实例中，在将所述滤饼置于所述夹层中之前，先对其进行平整。在本实用新型的一个实例中，如图1所示，采用滤饼助力推进杆6对履带11上的滤饼进行平整。
[0047]
在本实用新型的一个实例中，所述滤饼助力推进杆6为一滚筒，其使得滤布以规定的厚度进入洗涤段的滤布夹层。
[0048]
在本实用新型的一个实例中，洗涤剂的温度为60-98℃，较好65-90℃，更好70-85℃；喷淋洗涤的时间为5-50分钟，较好5-40分钟，优选10-30分钟。
[0049]
在本实用新型的一个实例中，所述洗涤剂包括水。
[0050]
在本实用新型的一个实例中，所述滤饼包括聚偏氟乙烯树脂粉末。
[0051]
本实用新型方法还包括使经洗涤的滤饼脱水干燥。适合的滤饼脱水干燥方法无特别的限制，可以是本领域已知的任何常规脱水干燥方法，只要其适合连续干燥即可。在本实用新型的一个实例中，所述脱水干燥方法是真空脱水干燥方法。
[0052]
本实用新型方法解决了疏水性树脂粉末洗涤过滤过程存在用水量大的缺陷，解决了生产洗涤用纯水及后续水处理的成本高、洗涤用时长、效率低、经济性差的缺点。
[0053]
本实用新型通过分段过滤洗涤，采用夹层过滤带的方式使物料与空气隔离，处于溶剂水环境中，为杂质扩散创造环境，并且保证物料间间隙足够小，洗涤水均一流经所有物料，充分提高有效水利用率，再加上第二部分第二段洗涤水和第三部分过滤水回用，达到使洗涤水充分利用的效果。本实用新型设计简单、结构合理、有效解决了用水量大问题。本实用新型不仅用于pvdf树脂粉末，也可以应用于其他具有疏水性，易漂浮的聚合物树脂粉末的洗涤过滤。
[0054]
本实用新型所述的连续洗涤过滤方法能够实现洗涤用水量是pvdf产品重量的5～50倍，甚至更低。从而能应用于水资源缺乏地区，具有良好的社会效益和经济效益。
[0055]
实施例
[0056]
以下对本实用新型技术方案的具体实施方式详细描述，但本实用新型并不限于以下描述内容：
[0057]
对比例1
[0058]
pvdf浆料连续过滤洗涤方法，采用常规板框压滤洗涤方式
[0059]
将合成后的pvdf浆液用泵送入板框压滤机中，当压力达到0.4mpa时停止进料，使用液压对滤饼进行高压挤压1次，挤压压力1.0mpa，用压缩空气(0.7mpa)吹扫5分钟，收集过滤后的母液，进入助剂回收系统进行助剂回收。
[0060]
向压滤机中通入纯水进行洗涤，纯水电导率小于0.6μs/cm，纯水温度80
±
2℃，连续洗涤时间3小时，洗涤完成后，用压缩空气(0.7mpa)吹扫5分钟，所得滤饼进入烘干粉碎工序，得到pvdf粉末成品，测得pvdf产品中杂质含量合计19ppm(不计水含量)，指标合格(指标小于30ppm)。统计洗涤用水量为120吨水/吨pvdf产品。
[0061]
对比例2
[0062]
pvdf浆料连续过滤洗涤方法，采用常规履带式过滤洗涤方式
[0063]
将合成后的pvdf浆液用泵送入履带式真空过滤机中(分三段，第一段和第三段与本实用新型相同，第二段没有滚压及上层覆盖滤布，其他与本实用新型相同)，整个过程抽滤真空度保持在-0.1mpa。通过第一段浆液抽滤，得到滤饼，收集过滤后的母液，进入助剂回收系统进行助剂回收
[0064]
滤饼进入第二段后，在真空抽滤的同时，进行喷淋洗涤，喷淋所用纯水的电导率小于0.6μs/cm，纯水温度80
±
2℃，控制洗涤时间为1小时；洗涤完成后，停止喷淋，滤饼进入第三段真空抽滤，所得滤饼进入烘干粉碎工序，得到pvdf粉末成品，测得pvdf产品中杂质含量合计100ppm(不计水含量)，指标不合格(指标小于30ppm)。统计洗涤用水量为60吨水/吨pvdf产品。
[0065]
实施例1
[0066]
pvdf浆料连续过滤洗涤方法，采用本实用新型履带式过滤洗涤方式
[0067]
将合成后的pvdf浆液用泵送入履带式真空过滤机中，整个过程抽滤真空度保持在-0.1mpa。通过第一段浆液抽滤，得到滤饼，收集过滤后的母液，进入助剂回收系统进行助剂回收。
[0068]
滤饼经滚筒滚压平整后，进入第二段在真空抽滤的同时，进行喷淋洗涤，喷淋所用纯水的电导率小于0.6μs/cm，纯水温度80
±
2℃，控制洗涤时间为20分钟；洗涤完成后，停止喷淋，滤饼进入第三段真空抽滤，所得滤饼进入烘干粉碎工序，得到pvdf粉末成品，测得pvdf产品中杂质含量合计15ppm(不计水含量)，指标合格(指标小于30ppm)。统计洗涤用水量为40吨水/吨pvdf产品。
[0069]
实施例2
[0070]
pvdf浆料连续过滤洗涤方法，采用本实用新型履带式过滤洗涤方式
[0071]
将合成后的pvdf浆液用泵送入履带式真空过滤机中，整个过程抽滤真空度保持在-0.1mpa。通过第一部分浆液抽滤，得到滤饼，收集过滤后的母液，进入助剂回收系统进行助剂回收。
[0072]
滤饼经滚筒滚压平整后，进入第二部分在真空抽滤的同时，进行喷淋洗涤，喷淋所用纯水的电导率小于0.6μs/cm，纯水温度80
±
2℃，控制洗涤时间为20分钟，其中，第二部分
均分为2个过滤段，第一过滤段使用的洗涤水为第二过滤段洗涤后的过滤水和第三部分过滤水；洗涤完成后的湿饼进入第三部分进行进一步脱水处理(脱出的水收集用于第二部分第一段喷淋)，处理后的湿饼粉体进入烘干粉碎工段制成成品。测得pvdf产品中杂质含量合计21ppm(不计水含量)，指标合格(指标小于30ppm)。统计洗涤用水量为20吨水/吨pvdf产品。
[0073]
实施例3
[0074]
pvdf浆料连续过滤洗涤方法，采用本实用新型履带式过滤洗涤方式
[0075]
将合成后的pvdf浆液用泵送入履带式真空过滤机中，整个过程抽滤真空度保持在-0.1mpa。通过第一部分浆液抽滤，得到滤饼，收集过滤后的母液，进入助剂回收系统进行助剂回收。
[0076]
滤饼经滚筒滚压平整后，进入第二部分在真空抽滤的同时，进行喷淋洗涤，喷淋所用纯水的电导率小于0.6μs/cm，纯水温度90
±
2℃，控制洗涤时间为20分钟，其中，第二部分均分为2个过滤段，第一过滤段使用的洗涤水为第二过滤段洗涤后的过滤水和第三部分过滤水；洗涤完成后的湿饼进入第三部分进行进一步脱水处理(脱出的水收集用于第二部分第一段喷淋)，处理后的湿饼粉体进入烘干粉碎工段制成成品。测得pvdf产品中杂质含量合计25ppm(不计水含量)，指标合格(指标小于30ppm)。统计洗涤用水量为20吨水/吨pvdf产品。
[0077]
实施例4
[0078]
ptfe浆料连续过滤洗涤方法，采用本实用新型履带式过滤洗涤方式
[0079]
将合成后的ptfe浆液用泵送入履带式真空过滤机中，整个过程抽滤真空度保持在-0.1mpa。通过第一部分浆液抽滤，得到滤饼，收集过滤后的母液，进入助剂回收系统进行助剂回收。
[0080]
滤饼经滚筒滚压平整后，进入第二部分在真空抽滤的同时，进行喷淋洗涤，喷淋所用纯水的电导率小于0.6μs/cm，纯水温度85
±
2℃，控制洗涤时间为20分钟，其中，第二部分均分为2个过滤段，第一过滤段使用的洗涤水为第二过滤段洗涤后的过滤水和第三部分过滤水；洗涤完成后的湿饼进入第三部分进行进一步脱水处理(脱出的水收集用于第二部分第一段喷淋)，处理后的湿饼粉体进入烘干粉碎工段制成成品。测得ptfe产品中杂质含量合计20ppm(不计水含量)，指标合格(指标小于30ppm)。统计洗涤用水量为20吨水/吨ptfe粉末产品。
[0081]
表1对比例1、2和实施例1-4反应产物中含氟化合物测试结果
[0082][0083]
注：pvdf指聚偏氟乙烯树脂粉末；ptfe指聚四氟乙烯树脂。
[0084]
上述实例只是为说明本实用新型的技术构思以及技术特点，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型的实质所做的等效变换或修饰，都应该涵盖在本实用新型的保护范围之内。