非均相分離操作單元機(jī)械化、自動(dòng)化設(shè)計(jì)指導(dǎo)方案

目錄

1非均相分離物系..............................................................1

2非均相分離分類..............................................................1

2.1沉降分離法..............................................................1

2.2過濾分離法..............................................................1

2.3靜電分離法..............................................................2

2.4濕洗分離法..............................................................2

3非均相分離操作方式..........................................................2

3.1間歇操作................................................................2

3.2連續(xù)操作................................................................3

4機(jī)械化、自動(dòng)化操作要求......................................................3

4.1間歇操作................................................................3

4.1.1進(jìn)料.................................................................3

4.1.2出料.................................................................4

4.1.3分離過程............................................................5

4.2連續(xù)操作................................................................6

4.2.1進(jìn)料.................................................................6

4.2.2出料.................................................................7

4.2.3分離過程............................................................7

4.3其他....................................................................8

5集中控制要求................................................................8

6典型非均相分離設(shè)備設(shè)計(jì)方案.................................................9

6.1工藝簡(jiǎn)述................................................................9

6.2非均相分離設(shè)備自動(dòng)化設(shè)計(jì)方案...........................................9

6.2.1進(jìn)料.................................................................9

6.2.2出料.................................................................9

6.2.3分離過程............................................................9

1非均相分離物系

在化工生產(chǎn)中常常需要將一些混合物進(jìn)行分離，混合物可分為均相物

系和非均相物系兩大類。均相混合物在物系內(nèi)部不存在相界面，各處物料

性質(zhì)均勻一致。非均相混合物在物系內(nèi)部有相界面存在，且相界面兩側(cè)物

料性質(zhì)是截然不同的。在非均相物系中，處于分散狀態(tài)的物質(zhì)，如分散于

流體中的固體顆粒、液滴或氣泡，稱為分散物質(zhì)或分散相；包圍分散物質(zhì)

且處于連續(xù)狀態(tài)的物質(zhì)稱為分散介質(zhì)或連續(xù)相。根據(jù)連續(xù)相的狀態(tài)，非均

相物系分為兩種類型：

（1）氣態(tài)非均相物系：如含塵氣體（氣相■固相）、霧（氣相■液相）；

（2）液態(tài)非均相物系：如懸浮液（液相-固相）、乳濁液（液相-液

相）、泡沫液（液相-氣相）。

2非均相分離分類

按照分離操作的依據(jù)和作用力的不同，非均相物系分離技術(shù)主要有以

下幾種：

2.1沉降分離法

在外力作用下，利用分散相和連續(xù)相之間的密度差，使分散相相對(duì)于

連續(xù)相發(fā)生運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)分離的操作稱為沉降。根據(jù)外力的不同，沉降可分

為重力沉降和離心沉降。

2.2過濾分離法

過濾是以某種多孔物質(zhì)作為介質(zhì)來處理懸浮液的操作。在外力作用

下，懸浮液中的液體通過介質(zhì)的孔道而使固體顆粒被截留下來，從而實(shí)現(xiàn)

固、液分離。過濾操作所處理的懸浮液稱為濾漿，所用的多孔物質(zhì)稱為過

間歇操作的特征是一個(gè)循環(huán)周期包括啟動(dòng)（加速）、進(jìn)料、分離、洗

滌、甩干、停機(jī)（或減速）、卸料等過程，根據(jù)生產(chǎn)要求對(duì)分離設(shè)備進(jìn)行

清洗、置換，繼而進(jìn)行下一生產(chǎn)周期的操作。

3.2連續(xù)操作

連續(xù)操作的特征是物料以一定流速連續(xù)進(jìn)入分離設(shè)備內(nèi)，分離產(chǎn)物也

連續(xù)地從分離設(shè)備采出。

4機(jī)械化、自動(dòng)化操作要求

4.1間歇操作

間歇操作的機(jī)械化、自動(dòng)化操作要求主要是對(duì)進(jìn)料、出料、分離等過

程的控制。

4.1.1進(jìn)料

4.1.L1氣.固（氣■液）混合物進(jìn)料

采用動(dòng)量輸送設(shè)備（如風(fēng)機(jī)、真空泵等）向分離設(shè)備進(jìn)料，在進(jìn)料管

線上設(shè)壓力表、自動(dòng)控制閥，通過動(dòng)量輸送設(shè)備變頻調(diào)節(jié)進(jìn)料壓力和流

速，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。

動(dòng)量輸送設(shè)備，如風(fēng)機(jī)、真空泵等采用遠(yuǎn)程自動(dòng)啟停、調(diào)節(jié)，或者通

過遠(yuǎn)程控制變頻、調(diào)節(jié)。本章節(jié)涉及的此類設(shè)備按此要求執(zhí)行。

壓力表采用遠(yuǎn)傳顯示、報(bào)警等。本章節(jié)涉及的此類儀表按此要求執(zhí)

行。

控制閥門采用遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。本章節(jié)涉及的此類閥門按此要求執(zhí)行。

4.1.1.2液-固（液-液）混合物進(jìn)料

（1）采用動(dòng)量輸送設(shè)備（泵等）向分離設(shè)備進(jìn)料，設(shè)置流量計(jì)、自

3

動(dòng)控制閥，流量與自動(dòng)控制閥、動(dòng)量輸送設(shè)備聯(lián)鎖，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。

（2）采用計(jì)量槽向分離設(shè)備進(jìn)料

①采用動(dòng)量輸送設(shè)備（泵等）向計(jì)量槽進(jìn)料，進(jìn)料管線設(shè)自動(dòng)控制

閥、計(jì)量槽設(shè)置液位計(jì)（或稱重模塊），液位（或重量）與自動(dòng)控制閥、

動(dòng)量輸送設(shè)備聯(lián)鎖，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。

②計(jì)量槽出料通過重力（或動(dòng)量輸送設(shè)備）向分離設(shè)備進(jìn)料，計(jì)量槽

設(shè)置稱重模塊（或液位計(jì)），重量（或液位）與計(jì)量槽出料閥和分離設(shè)備

進(jìn)料閥（泵）聯(lián)鎖，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。

（3）采用壓料方式向分離設(shè)備進(jìn)料，進(jìn)料管線設(shè)置流量計(jì)、自動(dòng)控

制閥，流量與壓料罐出料閥和分離設(shè)備進(jìn)料閥聯(lián)鎖，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。

（4）小批次及特殊物料向分離設(shè)備進(jìn)料，應(yīng)當(dāng)采用計(jì)量槽的進(jìn)料方

式，遠(yuǎn)程控制。

4.1.2出料

（1）液體出料

分離設(shè)備可設(shè)液位計(jì)、稱重模塊、出料管線設(shè)流量開關(guān)，遠(yuǎn)程控制出

料閥。

①采用重力出料無流量時(shí)，液位、重量、流量與出料閥聯(lián)鎖，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)

程自動(dòng)控制。

②采用動(dòng)量輸送設(shè)備出料無流量時(shí)，液位、重量、流量與出料閥聯(lián)

鎖，同時(shí)聯(lián)鎖動(dòng)量輸送設(shè)備，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。

③采用氣體壓料或真空出料時(shí)，液位、重量、流量與出料閥聯(lián)鎖，同

時(shí)聯(lián)鎖動(dòng)力氣源（如氣源閥、真空泵、壓縮機(jī)等），實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。

4

當(dāng)物料在分離設(shè)備內(nèi)需靜置分層時(shí)，出料管線上可設(shè)密度計(jì)、智能視

鏡等，根據(jù)密度不同聯(lián)鎖控制不同物料出料閥，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。

（2）固體出料

固體物料的出料方式主要有兩種，一種是氣力輸送，另一種是機(jī)械輸

送。固體物料下游接收設(shè)備設(shè)料位或重量，料位或重量與氣力輸送或機(jī)械

輸送系統(tǒng)聯(lián)鎖，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。

4.1.3分離過程

實(shí)現(xiàn)非均相分離過程的機(jī)械化、自動(dòng)化操作要求：

涉及易燃易爆介質(zhì)的分離操作，應(yīng)對(duì)分離設(shè)備進(jìn)行氮?dú)獗Ｗo(hù)。分離設(shè)

備設(shè)壓力表和氧含量在線檢測(cè)，氮?dú)夤芫€和排氣管線設(shè)自動(dòng)控制閥，實(shí)現(xiàn)

分離設(shè)備壓力自動(dòng)控制。

（1）離心分離

①離心分離控制參數(shù)為料位、分離設(shè)備電機(jī)電流、原料進(jìn)料量等。

②物料進(jìn)口設(shè)自動(dòng)控制閥，通過分離設(shè)備料位控制進(jìn)料量，當(dāng)料位達(dá)

到設(shè)定值時(shí)聯(lián)鎖切斷進(jìn)料，

③母液進(jìn)出料管道、洗滌液進(jìn)出料管道設(shè)自動(dòng)控制閥，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)

控制。

④在洗滌液管線上設(shè)流量計(jì)、自動(dòng)控制閥，根據(jù)工藝要求，自動(dòng)控制

洗液液流量和洗滌時(shí)間，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。

⑤通過設(shè)定分離時(shí)間、智能視鏡遠(yuǎn)程監(jiān)控確認(rèn)分離完畢后，遠(yuǎn)程開啟

出料閥，物料經(jīng)料倉(cāng)收集后由機(jī)械輸送或氣力輸送至下一工序，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程

自動(dòng)控制。

5

⑥電機(jī)啟停、電機(jī)電流，控制室集中顯示報(bào)警，遠(yuǎn)程控制。

（2）板框壓濾

①板框壓濾控制參數(shù)為壓力、壓濾設(shè)備電機(jī)電流、原料進(jìn)料量等。

②壓濾機(jī)保持壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)停止加壓并保持壓力，壓緊壓

力由進(jìn)料壓力確定。

③進(jìn)料管線設(shè)壓力表、自動(dòng)控制閥，進(jìn)料壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)聯(lián)鎖切斷

進(jìn)料，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。

④遠(yuǎn)程開關(guān)洗滌閥，對(duì)濾餅或?yàn)V布洗滌。

⑤遠(yuǎn)程開關(guān)壓榨閥，對(duì)濾餅進(jìn)行壓榨，壓榨完畢后，打開排壓閥卸除

壓力。

⑥濾餅宜采用自動(dòng)卸載，卸載的濾餅經(jīng)料倉(cāng)收集后通過機(jī)械輸送或氣

力輸送至下一工序，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。

4.2連續(xù)操作

連續(xù)操作的機(jī)械化、自動(dòng)化操作要求主要是對(duì)進(jìn)料、出料過程的控

制。

421進(jìn)料

421.1氣.固（氣-液）混合物進(jìn)料

采用動(dòng)量輸送設(shè)備（如風(fēng)機(jī)等）向分離設(shè)備連續(xù)進(jìn)料，設(shè)置壓力表和

自動(dòng)控制閥，通過動(dòng)量輸送設(shè)備變頻調(diào)節(jié)進(jìn)料壓力和流速，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)

控制。

421.2液-固（液-液）混合物進(jìn)料

液體采用動(dòng)量輸送設(shè)備（泵等）、重力或壓差等向分離設(shè)備連續(xù)進(jìn)

6

料，設(shè)置流量計(jì)和自動(dòng)控制閥，實(shí)現(xiàn)流量自動(dòng)控制調(diào)節(jié)。

4.2.2出料

（1）液體出料

分離設(shè)備可設(shè)液位計(jì)、稱重模塊、出料管線設(shè)流量開關(guān)，遠(yuǎn)程控制出

料閥。

①采用重力出料無流量時(shí)，液位、重量、流量與出料閥聯(lián)鎖，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)

程自動(dòng)控制。

②采用動(dòng)量輸送設(shè)備出料無流量時(shí)，液位、重量、流量與出料閥聯(lián)

鎖，同時(shí)聯(lián)鎖動(dòng)量輸送設(shè)備，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。

③采用氣體壓料或真空出料時(shí)，液位、重量、流量與出料閥聯(lián)鎖，同

時(shí)聯(lián)鎖動(dòng)力氣源（如氣源閥、真空泵、壓縮機(jī)等），實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。

當(dāng)物料在分離設(shè)備內(nèi)需靜置分層時(shí)，出料管線上可設(shè)密度計(jì)、智能視

鏡等，根據(jù)密度不同聯(lián)鎖控制不同物料出料閥，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。

（2）固體出料

固體物料的出料方式主要有兩種，一種是氣力輸送，另一種是機(jī)械輸

送。固體物料下游接收設(shè)備設(shè)料位或重量，料位或重量與氣力輸送或機(jī)械

輸送系統(tǒng)聯(lián)鎖，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。

4.2.3分離過程

實(shí)現(xiàn)非均相分離過程的機(jī)械化、自動(dòng)化操作要求：

涉及易燃易爆介質(zhì)的分離操作，應(yīng)對(duì)分離設(shè)備進(jìn)行氮?dú)獗Ｗo(hù)。分離設(shè)

備設(shè)壓力表和氧含量在線檢測(cè)，氮?dú)夤芫€和排氣管線設(shè)自動(dòng)控制閥，實(shí)現(xiàn)

分離設(shè)備壓力自動(dòng)控制。

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（1）離心分離

①離心分離控制參數(shù)為料位、分離設(shè)備電機(jī)電流、原料進(jìn)料量等。

②物料及洗滌液進(jìn)出口設(shè)自動(dòng)控制閥，通過料位和洗滌時(shí)間控制進(jìn)出

料閥門，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。

③電機(jī)啟停、電機(jī)電流，控制室集中顯示報(bào)警，遠(yuǎn)程控制。

（2）旋風(fēng)分離

①旋風(fēng)分離控制參數(shù)為壓力、物料進(jìn)料量、風(fēng)機(jī)變頻等。

②物料進(jìn)口管道設(shè)壓力表，通過風(fēng)機(jī)變頻控制進(jìn)料壓力和流速，實(shí)現(xiàn)

遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。

③風(fēng)機(jī)啟停、電流，控制室集中顯示報(bào)警，遠(yuǎn)程控制。

4.3其他

針對(duì)特殊的工藝物料，如特殊的易燃、易爆、有毒、有腐蝕性等介

質(zhì)，在非均相分離過程（進(jìn)料、出料、非均相分離）中存在諸多安全風(fēng)

險(xiǎn)，應(yīng)在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)階段開展危險(xiǎn)和可操作性分析（HAZOP）,及預(yù)先危險(xiǎn)

分析（PHA）或事故樹分析（ETA）等定量定性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，對(duì)整個(gè)分

離過程的危險(xiǎn)性進(jìn)行分析。根據(jù)分析結(jié)果設(shè)置相應(yīng)的機(jī)械化及自動(dòng)化手

段。

非均相分離過程（出料）中有人員現(xiàn)場(chǎng)操作，應(yīng)采用機(jī)械化和自動(dòng)化

的手段來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)無人操作。

5集中控制要求

針對(duì)非均相分離設(shè)備操作，實(shí)施以下集中控制要求：

非均相分離設(shè)備操作過程參數(shù)（如流量、溫度、壓力、料位、稱重、