第一节 压滤机产品定义及基本属性
一、产品定义、性能
（一）定义
压滤机是用于固液分离的工业装备，属于分离机械。压滤机主要由机架、滤板、滤布、电控箱、液压站等五部分组成，在实际应用中，压滤机需再结合控制系统（包括各种控制柜、工控机、上位机、下位机等）、预处理系统（包括药剂制备系统、物料搅拌系统、加药系统等）、进料系统（包括储料罐、搅拌机、进料泵、流量计、压力传感器、阀门、仪表等）、滤饼输送系统（包括输送机、粉碎机等），从而构成完整的压滤机过滤系统。
（二）工作原理
压滤机的工作原理是：由垂直排列的多块滤板，在液压系统的压紧下形成密闭滤室，利用进料泵的压力将物料浆液压入滤室，滤室内的液体透过与滤板相邻的滤布，沿滤液汇流通道排出压滤机外，脱水后的滤饼留在滤室中，通过拉板机构将相邻滤板分开，每个滤室中的滤饼在重力或其他外力作用下脱落，过滤全过程结束。
二、产品所属行业界定
国民经济行业分类（GB/T4754-2011）中将压滤机归类为“气体、液体分离及纯净设备制造”代码为3463，指气体和液体的提纯、分离、液化、过滤、净化等设备的制造。
分离机械是应用领域广、使用数量大的通用机械，主要用于固液、液液、气液和气固等物质的分离和提纯。其中固液分离机械按照分离原理不同可分为离心机、过滤机和分离器三大类，过滤机又可分为带式压榨机、压滤机和真空过滤机三种，具体如下图所示：
第二节 压滤机产品应用概况
一、产品主要应用领域
压滤机产品主要应用情况列表
| 应用领域 | 具体应用行业 | 过滤目的 |
| 有色金属冶炼 | 用于生产工艺，包括金、铂、铀、钴、镍、锌、锰、铜等有色金属的开采及冶炼。 | 压滤机用于开采阶段，是对湿法球磨之后的原矿浆进行脱水，回收固体矿物，回收之后，对固体矿物进行酸浸，之后再用压滤机将液体分离出来，从而得到更高纯度的金属产品；用于冶炼阶段，是将金、铂、铀、钴、镍、锌、锰、铜电解液中的阳极泥分离出来，得到高纯度的有色金属。 |
| 食品工业 | 海藻胶、啤酒麦汁、棕榈油、甜菜糖、黄酒、酒精、食用油、蔗糖、原糖、各类淀粉、糯米粉、啤酒、成品糖浆、果汁果胶、酱油、柠檬酸、浓缩汤料 等 |
用于海藻胶的生产工艺，主要是将煮过的海藻与水进行分离；用于啤酒麦汁的生产工艺，主要是回收液相，将麦芽汁中的麦糟去除；用于棕榈油的生产工艺，主要是棕榈油分提，将硬脂油和液油进行分离；用于甜菜糖的生产工艺，是将糖浆原料中的石灰、活性炭过滤出来，得到纯度更高的糖浆；用于黄酒的生产工艺，主要是回收液体，将酒糟过滤出来，成品即为黄酒；用于酒精的生产工艺，主要是玉米粉碎混料液化糖化后的发酵和分离以及提纯；用于食用油的生产工艺，主要有冬化过滤和脱色过滤，冬化过滤通过压滤机将蜡与脂肪颗粒从液油中过滤出来，脱色过滤主要将白土活性炭等固体物与高温液油分开；用于原糖的生产工艺，主要是将纯度不高的蔗糖浆中的活性炭颗粒过滤出来；用于淀粉、糯米粉的生产工艺，是将淀粉、糯米粉和水、或乙醇分离；用于浓缩汤料的生产工艺，主要是将汤料中的食物残渣过滤出来。 |
| 化学品 | 染料、颜料 | 用于染料的生产工艺，是将酸性染料、活性染料、还原染料半成品与其母液分离；用于除去颜料在合成与颜料化过程中大量杂质。 |
| 化工（有机，无机） | 硅酸、硫酸钠、硫酸锰、氢氧化铁、钛白粉、氟化工、锂化工、镍钴化工、碳化硅、人造丝粘胶、甘油、氯碱、无机盐、白炭黑等 | 用于硅酸的生产工艺，主要是将部分活性炭或者其他固体杂质从硅酸中过滤出来；用于硫酸钠、硫酸锰、硫酸镍、氢氧化铁、氢氧化镁等的生产工艺，主要是将不同结晶温度下析出的不同结晶体分离出来；用于人造丝粘胶的生产工艺，主要是分离粘胶纤维和水溶液；用于甘油的生产工艺，主要是在高温状态下滤出甘油中的活性炭。 |
二、产品应用成熟度分析
压滤机在经济发达国家主要作为环保设备使用，应用于城镇污水污泥、工业废水污泥、自来水污泥和疏浚淤泥处理等领域，是进行污泥减量化处理最经济有效的设备，而污泥减量化处理是实现污泥稳定化、无害化和资源化处置的重要前提。压滤机在国内作为重要的过程装备，广泛应用于矿物及加工、化工、食品和生物医药等行业，其使用可以提高产品产出率，实现资源的充分利用；作为重要的环保设备，压滤机在工业废水污泥处理、工业固体废弃物处理等环保领域的应用也较为普遍，但是在城镇污水污泥、自来水污泥、疏浚淤泥处理等环保领域的应用则刚刚起步。随着我国对各种污泥处理处置要求的提高，隔膜压滤机在环保领域的应用范围将逐步扩大，所占比重将不断提高。
国内压滤机应用从化工行业、钢铁行业和煤炭行业等传统应用领域开始，经过多年发展，压滤机应用领域不断向纵深拓展，产生了许多新兴细分领域，可分为两类：A、有些领域生产过程原来没有固液分离工艺，随着新型工业化进程的深入，资源利用率和降耗要求的不断提高，开始逐步使用压滤机，如碳化硅回收等；B、有些领域原来不使用压滤机，而使用其他分离设备，但是随着外部环境对过滤要求的提高，过滤物料粒径越来越小，其他分离设备难以满足工艺需求，开始改用压滤机，如城镇污水污泥处理、超细碳酸钙过滤等。因此，压滤机的应用领域还可分为传统应用领域和新兴细分领域，压滤机新兴细分领域是传统应用领域的延伸和扩大。
压滤机具体应用领域分类情况
| 应用领域 | 传统应用领域 | 新兴细分领域 |
| 环保 | 工业废水污泥、工业固体废弃物 | 城镇污水污泥、自来水污泥、疏浚淤泥 |
| 化工 | 氯碱、无机盐、人造丝粘胶、甘油、白炭黑 | 染料、颜料、硅酸、硫酸钠、硫酸锰、氢氧化铁、钛白粉、氟化工、锂化工、碳化硅、镍钴化工 |
| 矿物及加工 | 有色金属、金属尾矿、精煤、尾煤 | 非金属矿 |
| 食品 | 葡萄酒、黄酒、酒精、食用油、柠檬酸、果汁果胶、酱油、糖浆、各类淀粉、浓缩汤料 | 海藻胶、啤酒麦汁、棕榈油、甜菜糖、 蔗糖 |
| 生物医药 | 医药中间体、原料药、中成药 | 发酵液、酶制剂 |
传统应用领域的过滤物料相对简单，对过滤要求普遍较低，通过使用压滤机单机及配套设备即可达到过滤目的；新兴细分领域的大多数过滤物料物理、化学特性较为复杂，对过滤要求较高，难以简单通过压滤机单机及配套设备实现分离，需要先采用预处理技术对物料进行处理，再利用先进的过滤工艺、控制系统和专业化的过滤设备对其进行分离，分离过程对压滤机系统集成的要求较高。除此之外，传统应用领域以压滤机单机及配套需求为主，压滤机单机及配套市场供应比较充足，价格竞争比较激烈，供应商在激烈的竞争中仅能获得较低的毛利率。新兴细分领域以系统集成服务需求为主，供应商除提供压滤机单机及配套外，还需提供物料预处理系统、过滤工艺设计和控制系统设计等增值服务，由于行业内可以提供系统集成服务的供应商数量较少，且进入壁垒较高，供应商在该领域可以获得较高的毛利率。
第三节 压滤机产品发展历程
随着我们工业制造业的发展，我国的压滤机已经经过了几个阶段的发展。随着我国科技技术的发展，各种先进的压滤机影响了工业的一次次的创新。从单一形式的压滤机慢慢发展到现在的隔膜压滤机、板框压滤机、厢体压滤机等各种方式的压滤机，他们在中国几十年近程大概有以下几个步骤。
一、第一代的压滤机
第一代压滤机，它适用于高灰分、细粒度、高粘度的煤泥和尾煤的脱水,也适用于精煤的脱水。产品的水分约为20%～22%,滤液浓度为0.1～0.03g/l。基本上满足了工业市场对过滤设备的要求，但应用相对比较狭窄。
我国第一代压滤机大量使用是在上世纪的70年代前后，由于当时的科学技术的限制，第一代压滤机有它明显的不足之处,因而影响了这样设备发展。它的不足主要表现在以下几个方面:
1、效率低。由于第一代压滤机是采用的间歇式的运行方式（也就是说不能像今天的板框/厢体压滤机液压那样保持恒压），所以处理能力小,间歇生产,压滤时间也相当的长。
2、由于设计技术的落后，所以第一代压滤机设备机体笨重,占用空间大，于今天的压滤机相比，简直就是庞然大物。
3、操作复杂,操作成本高。第一代压滤机基本上就是采用了全机械式的控制方式，对设备的各项细微的改动就是大大的影响压滤机的运行，所以不仅操作困难，而且对操作者技能要求也很高。
4、滤布耗量高,滤板寿命短,维修量大。由于压滤机的滤布是要定期更换的，对于跟换的频率直接的影响了压滤机的适用成本，而第一代的滤布使用时间是很多断的。还有滤板的抗氧化性也不好，滤板也要更换。
第一代压滤机虽然有不可小视的缺陷，但正是因为它的重要的作用（固液分离的作用），才引起了我们对压滤机不断改进，不断发展的局面。各种好的压滤机先后涌现出来，使得压滤机应用的更加广泛。
二、第二代压滤机
随着时间的发展，我们的压滤机设备有了进一步的发展，针对第一代压滤机的缺点,第二代的压滤机在滤板方面有所改进，新的滤板与滤板之间形成的滤室的厚度也可以根据需要而设计，它是现在隔膜压滤机的原型机。它是全自动压滤机的开端，拉开了人类向着更自能的压滤机发展的步伐。
先比第一代压滤机，第二代做了一下改变：
(1)滤板所用材质:从钢铁的到化工塑钢材质。这一代的压滤机为了增大处理能力、加大过滤面积,因而就把滤板的片数和滤板的面积都增加。
(2)压滤机滤板的结构:采用新的钢制加固板结果。并且在滤板表面和四周压一层橡胶薄膜,这样减少了制造成本，更是减轻滤板重量,维修方便,防腐性能高。
(3)进料的方式:从单一方式变为了多路进料。不仅加快了入料时间,而且使得滤布上的滤渣分布均匀，个个部分的受力面积相同。
(4)压滤机液压缸:由于市场需要更高效率的压滤机，这样就导致了压滤机再设计时增加了滤板的面积和数量。第一代的压滤机采用的是液压缸与头滤板相连,这样就造成了仅压在中心,显得四周压力不足,所以第二代压滤机就改用多缸结构。
(5)安全设施:在滤板的侧面设置光电安全屏蔽,作为监控和安全措施。当操作人员身体遮断光电管的光束时,滤板停止移动,当人员离开光束,设备自行启动。
第二代的压滤机工作过程还与第一代压滤机不同的地方就是“压榨过滤过程”。先来介绍一个现象。第二代的压滤机滤板上有橡胶膜，当被挤压时，滤板表面上的橡胶薄膜与滤板之间的给入压缩空气或水使橡胶薄膜鼓涨。从而达到“挤压脱水”的作用。
挤压脱水是滤饼脱水的有效方法,由于组成滤饼颗粒间在没有挤压之前是有很多空隙,当滤饼进过挤压脱水过程作用后,由于滤饼颗粒之间的位移和变形,使得滤饼内空隙变小而挤出部分滤液,滤饼变得更加紧密，从而降低滤饼的水分。排出滤液的多少,取决于对滤饼的挤压程度。由于橡胶薄膜的收缩,也提高了卸饼的能力。
这就是第二代压滤机的情况，它是现代压滤机的开端，招式着现在多样型的压滤机局面，如板框压滤机、厢体压滤机、隔膜压滤机、带式压滤机等。
三、第三代的压滤机
第三代的压滤机最好的代表就是美国丹佛撒拉公司研制的VPA型压滤机，完美的将气体压缩系统使用其中，使得过滤后的滤饼的水分大量降低。第三代压滤机目前为止已在10余台在各种行业应用，比第二代压滤机使用的更加广泛。
第三代压滤机于第二代的有了很大的改变，使得第三代压滤机效率更加快，体积也在增大，大的改进有以下几个地方：
(1)滤板方面:
在压滤机滤板材质又所改变，从第二代的塑料的改变成的钢制滤板,刚制的滤板使用的更加长久，机械运行的更加稳定，虽然钢芯的滤板尽管成本高,但也值得。
(2)滤板大小
第三代的压滤机要求更高的效率，所以导致了过滤板的大小也不断增大，向着大型化方向发展,滤板尺寸从第二代最大的1000mm×1000mm的面积一下就增加到了2000×2000mm左右,甚至还有更大的。滤板的数量都可以设计到在60～160片之间,容积在20～30m3之间。而第二代的压滤机滤板最多也才十多片或二十来片。而且滤板的压力也增加了不少，压力已经达到了0.8～1Mpa，有了很大的进步。
(3)滤饼的卸料装置方面:
第三代前面的压滤机的滤料的卸除方面是比较麻烦的。所以第三代的压滤机就吸收了前辈的缺点，设计了加快卸料的过程,开启装置一次打开一组滤板,为了卸料,还增加了专门的振动装置。循环时间减少:仅为8～15min。
(4)滤板干燥：
第三代的压滤机采用了“吹气干燥滤饼”的方法。它是这一代的最大的亮点。在“挤压”滤饼后增加了“吹气过程”，使得滤饼水分更加的减少了。这第二代的压滤机的滤饼的水分已经比较低了，但颗粒之间的空隙还有一定的水分,可以假设在颗粒之间的间隙为长短或直径不同的毛细管,这些毛细管中的滤液是很难通过“挤压过程”来排除的。于是采用了“吹气”的程序,用空气来置换毛细管中的滤液,滤饼的水分就会再次降低。
这就是第三代压滤机的优点，气体吹风法是历史性的创举，使得压滤机的更加满足市场发展的需要，开拓了压滤机的又一新局面。
四、第四代压滤机
说道第四代压滤机，同第三代一样，这一代以西班牙TH公司生产的APN型压滤机为代表，这台APN型压滤机其根本类型就是更加先进的隔膜压滤机的一种，采用了更加高科技的技术来实现固液分离的目的。这台压滤机旋起了第四代压滤机的浪潮，使得压滤机向着更加智能、全自动、方便、高效的道路上前进。
第四代压滤机的固液分离采用了更加独特的技术。它先采用高压隔膜泵压滤,然后用高压空气通过滤饼进行置换脱水,最后用机械方法压缩滤室进行挤压。使得滤饼水分达到现在所有的压滤机中最低的设备，满足了市场对更干燥的滤饼的需要。
第四代的压滤机其结构方面也有大的改变，与前三代的压滤机相比,它对滤板、给料泵、压紧滤板、给料、排滤液、滤板的支撑、滤板的打开与滤布的清洗、卸饼方法、卸饼时间、循环时间等方面都有了很多的改进或是根本的变化。如卸饼方式，采用了全自动技术，不在需要人工的帮助，完全自动的从滤板上把滤渣挂下来。
第四代压滤机在外形上，向着机体小、结构简单、占用空间少;滤板少、循环快;采用机械式挤压过程,寿命长得多,且能耗低，更加稳定。更灵活的设计就是可以通过简单的调节，可以控制滤饼的水分。
总之,第一代压滤机仅有压滤过程,第二代压滤机添加了挤压过程,第三代压滤机又添加了吹气过程,并且循环时间明显缩短;而第四代压滤机除具备第三代压滤机的特点外,在机械外形小和滤板少的情况下,以缩短循环时间为手段,提高了生产效率。
