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山東諸城ハイテク区密州路東首
山東宏泰源環境保護科学技術有限公司
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真空ゴムベルト式ろ過機(Vacuum Belt Filter、VBFと略称する)は真空負圧吸引原理に基づく連続式固液分離装置であり、ろ過媒体として環状ゴムコンベアを通過し、運動中に真空システムと配合し、スラリー中の固体粒子の効率的な阻止とろ過ケーキの連続除去を実現する。その本質は「ろ過−洗浄−乾燥−除去」などの複数の工程を1つの閉ループシステムに集積し、鉱山、化学工業、環境保護、食品などの業界のスラリー処理シーンに適用し、特に中高濃度(10%〜50%固形分)、微粒子(ミクロン級)、難ろ過物の処理を得意とする。
この設備は20世紀中期から現在まで発展し、連続作業、低エネルギー消費、メンテナンス容易、適応性などの優位性により、すでに工業固液分離分野の核心装備の一つとなっており、特に大規模な連続生産が必要であり、フィルターケーキの品質(例えば含水率、純度)に対する要求が高いシーンでは代替できない。
二、動作原理:真空負圧駆動の「動的ろ過」
真空ゴムベルト式ろ過機の運転は1本の環状ゴムろ過ベルト(通常は耐摩耗、耐腐食性の合成ゴムから作られ、幅は1 ~ 6メートルなど)に依存し、ろ過ベルトは複数のドラムを囲んで閉回路を形成し、モータ駆動により定速移動(速度0.1 ~ 3 m/min調整可能)する。コア分離プロセスは4段階に分けられ、フィルターテープの動きと同期して完成する:
1.ろ過段階:真空吸引によるろ過ケーキの形成
処理されるスラリー(固体粒子と液体との混合物)は、布地器を介して水平セグメントのゴムテープ表面(この領域は真空系に連通している)に均一に分布する。真空ポンプを起動すると、濾過帯の下の真空室(密封キャビティ)は負圧(絶対圧力は通常−0.04〜−0.09 MPa、すなわち−40〜−90 kPa)を発生し、スラリー中の液体(濾液)を濾過帯の微孔(孔径は一般的に数十ミクロン)を通って真空管路に吸引し、固体粒子は濾過帯の表面に止められ、一定の厚さを有するケーキ層(厚さは通常5〜30 mm)を徐々に堆積形成する。
ケーキを濾過するには、残留母液や可溶性塩分を除去するなど、さらに精製する必要がある場合は、濾過が完了した後に水、溶媒などの洗浄液を導入し、ノズルを通じてケーキ表面に均一に散布することができる。真空システムは引き続き作用し、洗浄液を濾過ケーキ(不純物を置換または溶解)に浸透させ、最終的に母液と一緒に吸引排出され、濾過ケーキの浄化を実現する。洗浄効率は洗浄液の流量、温度及び滞留時間を調節することにより正確に制御することができる。
3.乾燥段階(オプション):ケーキの水分率を下げる
真空負圧はケーキ孔内の残留毛細管水または吸着水を吸引し続けるとともに、一部の設備はフィルターベルトの下の加熱装置(例えば蒸気コイル)を通じて昇温(一般≦100℃)を補助し、ケーキの含水率をさらに低下させる(材料の性質に応じて10%~ 30%に下げることができる)。
4.材料除去段階:連続ストリップケーキ
濾過ケーキが除去ゾーンに移動すると、ドクターブレード、ゴムロール圧または空気流逆吹きなどにより、濾過ケーキが濾過テープの表面から切り離されて収集槽に落下する。その後、濾過テープは洗浄エリアに入り(高圧水鉄砲またはブラシによって残留粒子を除去し、濾過孔を塞ぐことを防止する)、供給端に再循環して上述の過程を繰り返し、連続的な無停止運転を実現する。
プロセスフローチャート及び製品実写図は以下の通りである



三、コア構造の構成
完全な真空ゴムベルトろ過機のセットには、通常、次の重要なコンポーネントが含まれています。
•ゴムろ過テープ:コアろ過媒体は、耐摩耗(固体粒子の摩擦に対応する)、耐化学腐食(酸性アルカリ/有機溶剤スラリーに適合する)、耐延伸(長期運転で変形しない)などの特性を備えなければならず、よく見られる材質はニトリルゴム、三元エチレンプロピレンゴムまたはフッ素ゴム(特殊な状況)である。
•真空システム:真空ポンプ(例えば水環ポンプ、ルーツポンプ)、真空管路、分配弁及び真空室(密封カバー)を含み、フィルターベルトの下に安定した負圧環境を形成することを担当し、フィルターを駆動する重要な動力源である。
•フィルタベルト駆動と張力装置:モータ、減速機及び補正ローラを通じてフィルタベルトの定速運動(速度調整可能)を制御し、張力ローラを通じてフィルタベルト張力を安定させ、逃げたり緩めたりしてシール性に影響を与えないようにする。
•布地と材料除去機構:布地器(螺旋フィーダ、堰板など)はスラリーがフィルタテープを均一に覆うことを確保する、除去装置(スクレーパ、ゴムローラー)は効率的なろ過ケーキの除去を担当し、同時にろ過テープの完全性を保護する。
•洗浄と洗浄システム:洗浄液ノズル(ケーキの精製用)、高圧水鉄砲またはブラシ(テープの再生用)、設備の長期運転のろ過効率を確保する。
•制御システム:真空度、ろ過帯速度、洗浄パラメータなどの自動化計器を集積し、手動/自動モード切り替えをサポートし、異なるモードの需要に適応する。
四、核心優勢
従来のバッチ式ろ過機(例えば、板枠プレス、遠心分離機)または連続式ベルトろ過機と比較して、真空ゴムベルト式ろ過機の優位性は以下の通りである:
•連続高効率作業:スラリー供給、ろ過、洗浄、除去は全過程自動化され、機械を止めてろ過ケーキを積み込む必要がなく、処理能力は10 ~ 100トン/時間(ろ過帯の幅と材料濃度に依存)に達することができ、大規模な工業化生産に適している。
•低エネルギー消費と低コスト:機械圧力(フィルタープレスなど)や遠心分離機などの高速回転ではなく真空負圧に依存し、エネルギー消費は同類設備の1/3 ~ 1/2にすぎない、
•ケーキの品質制御:真空度、ベルト速度、洗浄パラメータを調節することにより、ケーキの水分率(一般的には15%~ 40%)、厚さと純度を正確に制御でき、後続の乾燥、焼成または直接包装の需要を満たすことができる。
•適応性:微粒子(≦5μm)、高粘度、詰まりやすいスラリー(チタン白粉、リチウム電池正極材料など)を処理でき、材料温度(≦100℃)、pH値(2 ~ 12)の互換性が多数のろ過装置より優れている。
•環境保護性が優れている:密閉式設計で粉塵の舞い上がりを減らし、洗浄液を循環利用(廃水排出を下げる)でき、特に環境保護要求の厳しいシーン(例えば、尾鉱脱水、化学工業廃棄物処理)に適している。
五、典型的な応用シーン
•鉱業:銅、鉄、金などの金属精鉱/尾鉱脱水(例えば銅精鉱ケーキの含水率≦18%)、石炭スラッジ脱水(輸送コストの削減)。
•化学工業:チタン白粉、炭酸カルシウム、活性炭などの粉体製品の洗浄と乾燥(不純物を除去し、粒度分布を制御する)。
•環境保護:捺染汚泥、製紙黒液、めっき廃棄物の固液分離(汚泥体積を下げ、後続処理に便利)。
•食品と医薬:グルコース、デンプン、抗生物質中間体の脱水(衛生レベルのろ過要求を満たす)。
•新エネルギー:リチウム電池の正極材料(例えばリン酸鉄リチウム、三元材料)の洗浄と除去(残留リチウム塩の除去、電池性能の向上)。
六、操作とメンテナンスのポイント
•フィルターテープのメンテナンス:フィルターテープの摩耗状況(特にエッジとドラムの接触領域)を定期的に検査し、破損フィルターテープを適時に交換する、運転後、濾過孔を清水または弱酸/アルカリ液で洗浄し、固体粒子の詰まりを防止する(毎便または材料の粘度に応じて調整することを推奨)。
•真空システムのメンテナンス:定期的に真空ポンプの油位と密封性を検査し、管路中の結晶または不純物(例えば結晶塩スラリーを含む処理時)を整理する、
•パラメータ最適化:材料特性に基づいて濾過帯速度(微粒子は濾過時間を高めるためにゆっくりとしなければならない)、真空度(高粘度スラリーはより高い負圧を必要とする)及び洗浄液の使用量(濾過ケーキの過度な希釈を避ける)を調整する。
•故障警報:よく見られる異常には真空度不足(フィルターテープの破損、密封の故障または真空ポンプの故障の可能性)、フィルターケーキの脱落不浄(ドクターブレード角度または圧力の不適切)、フィルターテープの逸脱(張力の不均一またはドラムの摩耗)が含まれ、適時に停止して検査する必要がある。
真空ゴムベルト式ろ過機は「動的真空ろ過」の革新的な設計を通じて、固液分離の高効率性、連続性と制御性を実現し、現代工業における処理中高濃度スラリーの核心装備の一つである。材料科学(例えば耐摩耗ゴム、耐食性コーティング)と自動化技術の発展に伴い、その応用シーンはさらに広がり、グリーン製造と資源の効率的利用の分野でより重要な役割を果たす。