离(lí)心机是利用离心力,分离液体(tǐ)与固(gù)体颗粒或液(yè)体与(yǔ)液体的混合物中(zhōng)各组分的(de)机械。离心机主要用于将(jiāng)悬浮液中的固体颗粒与液体分开;或将乳浊液中两种密度不同,又互不相溶的液体分开(例(lì)如从牛奶中分离出奶油);它也可用于(yú)排除湿固体中的液体,例如用洗衣机甩干湿衣服(fú);特殊的超(chāo)速(sù)管式分离(lí)机还可分离不同密度的气体混合物(wù);利用不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降速度不同的特点,有的沉降离心机还可对固体(tǐ)颗粒按密度或粒度进(jìn)行分级。
离心机大量应用(yòng)于(yú)化工、石油、食品、制药(yào)、选矿、煤炭、水处理和船舶等部门。
中国(guó)古代,人们用绳索的一端系住陶罐,手握绳索的另一端,旋转甩动陶罐,产生离心力挤压出陶罐中(zhōng)蜂蜜,这就是离心分离原理(lǐ)的早期应用。
工业离(lí)心机诞生于欧洲,比如19世纪中叶,先后出现纺织品脱水用的三(sān)足式离心机,和制糖厂分离结晶砂糖用的(de)上悬式离心机。这些最早的离心机都是间歇操作和人工排渣的。
由于卸渣机构的改进,20世纪30年代出(chū)现了连续操作(zuò)的离(lí)心机,间歇操作离心机也因实现了自动控制而得到发展。
工业用离心机按(àn)结构和分离要求,可分为过滤离心机、沉降离心机和(hé)分离机三类。
离心机有一个绕本身轴线(xiàn)高速旋转(zhuǎn)的圆筒,称为转鼓,通常由电动机驱(qū)动。悬浮液(yè)(或乳浊(zhuó)液)加入转鼓后(hòu),被迅速带动与转鼓同速旋转(zhuǎn),在离(lí)心力作用下各组分分离,并分别(bié)排出。通(tōng)常,转鼓(gǔ)转速越高,分(fèn)离效果也越好。
离心分离机的作用原理有离心过滤和离心(xīn)沉降两种。离心过滤是使(shǐ)悬浮液在离心力场下产生的离心压力,作用在过滤介质上(shàng),使液体通过过滤介质成为滤液,而固体颗粒被截留在过滤(lǜ)介(jiè)质(zhì)表面(miàn),从而实(shí)现液-固分离;离心沉降是利用悬浮液(或乳浊液)密度不同的各组分(fèn)在离心力场中迅(xùn)速沉(chén)降分层的原理(lǐ),实现液-固(或液-液)分离。
还有一类实验分析用的分(fèn)离机,可进行液体澄(chéng)清和固体颗粒富集,或液-液分离,这类分离机有常压、真空、冷冻条件下操(cāo)作的不同结构型(xíng)式。
衡量离心分离机分离性能的重要指标是(shì)分离因数。它表示被分离物料(liào)在转鼓内所受(shòu)的离心力与其重(chóng)力的比值,分离因数越大,通常分离也越迅(xùn)速,分离效果越好(hǎo)。工业用离心分离机的分(fèn)离因数一(yī)般为100~20000,超速管式(shì)分离机的分离(lí)因数可(kě)高达62000,分(fèn)析用超速分离机的分离因数最高达610000。决定离心分离机处理能力的(de)另一因素是转鼓的工作面积(jī),工作面积大处理能力也大。
选择离心机须(xū)根据(jù)悬浮液(或乳浊液)中固(gù)体(tǐ)颗粒的大小和浓度、固体与液体(或两种液体)的密度差、液体粘度、滤渣(或沉渣)的特性,以及分离的要求等进行综合分析,满足(zú)对滤(lǜ)渣(zhā)(沉渣)含湿量和滤液(分离液)澄清度的(de)要求(qiú),初步选择采用哪一类离心分离(lí)机。然后(hòu)按处(chù)理量和对操作的自动化要求,确(què)定离心机的类型和规格,最后经实际试验验(yàn)证。
通常,对于(yú)含有粒度大于(yú)0.01毫米颗粒的悬浮液,可选用过滤离(lí)心机;对于悬浮液中颗粒细小或可压缩(suō)变形的,则宜选用沉降离心机;对于悬浮液含固体量低、颗粒微(wēi)小和对液体澄清度要(yào)求高时,应选用(yòng)分离机。