用于挤压机的分体过滤器制造技术

一种固体/流体分离模块和设备能够处理带有夹带流体的固体以产生具有高于50％固体含量的经过滤物质。披露了一种分体过滤器模块，其中第一和第二过滤块夹紧在一起用于形成桶段或过滤段，用于在包括桶和该桶中的输送机螺杆的固体/流体分离装置中使用。该分体过滤模块允许在不拆解该分离装置或移除这些输送机螺杆的情况下更换、保养、或维修过滤块。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求保护2014年5月30日提交的题为“SplitFilterBlockForExtruderPress(用于挤压机的分体过滤块)”的美国临时申请SN62/005,351的优先权，该申请的披露内容以其整体并入本文。专利
本披露广义上涉及固体/流体分离设备和用于分离不同类型的固体/流体混合物的方法。此外，本披露涉及可以用于分离各种各样的固体/流体混合物的旋转式压机，特别是经改进的螺杆压机装置。专利技术背景通过固体/流体分离来处理固体/流体混合物的各种工艺是已知的。它们通常需要大量停留时间和高压力，有时需要高温。常规流体/固体分离设备对于实现高的固体/流体分离率和具有低液体含量的经分离的固体而言不是令人满意的。包括洗涤并且随后在压力下浓缩液体浆料的工艺要求能够在压力下无堵塞地操作的固体/流体分离设备。例如，木质纤维素生物质的预处理中的工艺效率的关键组成部分是从固体生物质/纤维素级分中清洗并压榨经水解的半纤维素糖类、毒素类、抑制剂类和/或其他提取物的能力。用常规设备难以在纤维素预处理所要求的高热和高压下有效地将固体与液体分离。许多生物质制乙醇的工艺产生湿的纤维浆料，必须在不同的工艺步骤中从该浆料中分离溶解的化合物、气体和液体以便将固体和/或纤维性部分隔离。固体/流体分离通常通过过滤并且利用过滤压机以分批操作进行、或者通过旋转式压机(诸如螺杆压机)以连续方式进行。固体/流体或固体/液体分离在许多其他的商业工艺中也是必须的，诸如在食品加工(油抽提)、减少湿法提取工艺中废物流的体积、脱水工艺、或悬浮固体去除。可以使用可商购的螺杆压机来从固体/液体浆料中去除水分。可使用常规压机实现的去液体化的固体滤饼通常只含有40％-50％的固体，剩余的水分主要是水。在过滤步骤之后跟随有另一个稀释或处理步骤时，这种分离水平可能是令人满意的，但在希望浆料最大程度脱水时不是令人满意的。这种不令人满意的低固体含量是由于常规螺杆压机所能应付的相对低的最大压力导致的，该压力通常不超过大约100-150psig的分离压力。可以使用与排放器螺杆相组合的商业模块化螺杆装置(MSD)，它们能以高达300psi的更高压力运转。然而，它们的缺点是其固有的成本、复杂性和具有不超过50％固体含量的连续滤饼的局限性。在固体/流体分离的过程中，固体部分中剩余的液体的量取决于所施加的分离压力的量、固体滤饼的厚度、以及过滤器的孔隙率。过滤器的孔隙率取决于过滤器孔隙的数量和大小。压力的减小、滤饼厚度的增加或者过滤器孔隙率的减小都将导致液体/固体分离程度降低并且导致固体部分的最终干燥度降低。对于特定的固体滤饼厚度和过滤器孔隙率而言，最大程度的分离是在可能的最高分离压力下实现的。而且，对于特定的固体滤饼厚度和分离压力而言，最大程度的分离仅仅取决于过滤器的孔隙大小。不幸的是，高分离压力要求能够承受住压机内该分离压力的强劲过滤介质，从而使得对此过滤过程的控制是困难的并且使得所需的设备非常昂贵。MSD中的过滤介质通常呈穿孔的压力夹套的形式。所使用的分离压力越高，过滤介质(压力夹套)需要越强(越厚)，以便承受那些压力。压力夹套越厚、排放穿孔越长，通过这些穿孔的流动阻力就越高。因此，为了用高压夹套(厚夹套)来实现与低压夹套(薄夹套)相同的过滤流过能力，穿孔的数目应增加。然而，增加穿孔的数目削弱了压力夹套，再一次降低了过滤器单元的压力容量。克服与较长穿孔相关的较高流动阻力的另一种方法是增大穿孔的直径。然而，这将限制过滤器留住小固体的能力，或者可导致堵塞问题增加。因此，过滤器的可接受的孔大小受到固体级分中的纤维和颗粒的大小的限制。液体部分的清澈度仅仅受到过滤介质的孔大小的限制，并且太大的孔降低液体/固体的分离效率并潜在地导致下游设备填塞。随着时间的推移，过滤介质倾向于被悬浮的固体填塞，从而降低其生产速率。在纤维素预处理所要求的高压力下，情况尤其是如此。因此，通常要求反向冲洗液体流以清理任何阻塞并恢复生产速率。一旦过滤器被填塞，就需要高压力来对该介质进行反向冲洗。这在使用以高于1000psig压力根据应为连续的(以最大化生产速率，例如，以获得高的纤维素预处理工艺效率)工艺而操作的过滤介质来工作时是个问题。常规的单、双或三螺杆挤出机不具有对于生物质的低能量预处理所必需的停留时间，并且也不具有用于生物质的预处理的有用且有效的固体/流体分离装置。美国专利US3,230,865和US7,347,140披露了具有穿孔外壳的螺杆压机。此类螺杆压机的操作压力低，这是由于该穿孔外壳的强度低。美国专利US5,515,776披露了一种在压机夹套中具有多个排放穿孔的蜗杆压机，这些穿孔增大了在所排放的液体的流动方向上的截面积。美国专利US7,357,074针对一种具有锥形脱水壳体的螺杆压机，该壳体具有多个穿孔以用于使得水从在压机中被压缩的大体积固体中排出。再次使用了一种穿孔外壳或夹套。容易理解的是，壳体中穿孔的数目越大，壳体的抗压能力就越低。此外，当希望非常小的孔来分离细小固体时，在壳体或压机夹套中钻出穿孔是与严峻的挑战相关联的。公开的美国申请US2012/0118517披露了一种具有高孔隙率的固体/流体分离模块，该分离模块用于高内压的压机装置中以便在升高的压力下分离固体/流体。该过滤器模块包括分别由一对创造排放系统的板制成的过滤器组。具有切通槽的过滤板创造用于移除液体的流动通道，并且垫板创造用于这些流动通道中的液体的排放通路。而且，该垫板提供用于在压榨动作过程中将固体的内部压力容纳在压机中的结构支撑。过滤器孔大小由过滤板的厚度和/或过滤板中的槽的开口宽度来调整。为了将孔大小最小化，过滤板的厚度和排放槽的宽度两者均被最小化。然而，在这个分离模块中，以及在以上讨论的所有其它常规分离装置中，被堵塞的分离模块或过滤器的反向冲洗可能不足以实现释放堵塞物质或完全移除所有堵塞分离模块或过滤器的物质。该分离设备接着必须被拆解以便彻底清洁分离模块或过滤器。然而，这种拆解是非常耗时，并且经常需要移除和安装输送机螺杆，尤其是当使用具有过滤板的分离模块时。因此，期望一种改进的固体/流体分离装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是消除或减轻之前的固体/液体分离装置和工艺的至少一个缺点。为了改进固体/液体分离装置的操作和维护，本专利技术提供了一种具有用于将流体从固体/液体混合物中分离的分体过滤器单元的固体/液体分离模块。该模块可以合并到固体/流体分离装置中，诸如模块化螺杆装置或螺杆挤出机，并允许组装或移除过滤器单元而不拆解该装置，尤其是不移除螺杆或挤出机螺杆。该模块可以用于例如大孔螺杆挤出机中，并且例如用于在高于300psig的压力下压缩固体/流体混合物。为了实现在降低维护成本的情况下改进操作灵活性，本专利技术的固体/流体分离模块优选地只需要停止螺杆旋转即可更换过滤块而不需除了分离模块以外的任何部分的任何拆解。这是通过根据本专利技术的分体过滤器单元实现的，该分体过滤器单元包括沿着挤出机螺杆的芯通路的纵向对称平面可连结的第一和第二过滤块，以便当沿着该对称平面连结时限定该芯通路。这些过滤块可密封地安装在该壳体中，使得该壳体和经连结的过滤段一起限定该芯通路的纵向部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于固体/流体分离压机的过滤器单元，该压机具有用于输送固体/流体混合物的至少一个输送机螺杆和被分成至少两个桶模块的桶，该至少两个桶模块分别限定用于容纳该至少一个输送机螺杆的芯通路的纵向部分，这些桶模块中的至少一个桶模块是具有壳体的过滤器模块，该壳体限定流体收集室，该过滤器单元包括沿着该芯通路的纵向对称平面可连结的第一过滤块和第二过滤块，用于当沿着该对称平面连结时限定该芯通路，这些过滤块能够可密封地安装在该壳体中以便该壳体和经连结的过滤段一起限定该芯通路的该纵向部分；这些过滤块中的至少一个过滤块是包括多个桶板的层叠块，这些桶板具有平坦的前表面和后表面、位于该芯开口处的内边缘和用于与该收集室接触的外边缘，这些桶板彼此前后密封地层叠在板叠层中；并且这些过滤块中的至少一个过滤块包括从该内边缘延伸到该外边缘的过滤通路。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.30 US 62/005,3511.一种用于固体/流体分离压机的过滤器单元，该压机具有用于输送固体/流体混合物的至少一个输送机螺杆和被分成至少两个桶模块的桶，该至少两个桶模块分别限定用于容纳该至少一个输送机螺杆的芯通路的纵向部分，这些桶模块中的至少一个桶模块是具有壳体的过滤器模块，该壳体限定流体收集室，该过滤器单元包括沿着该芯通路的纵向对称平面可连结的第一过滤块和第二过滤块，用于当沿着该对称平面连结时限定该芯通路，这些过滤块能够可密封地安装在该壳体中以便该壳体和经连结的过滤段一起限定该芯通路的该纵向部分；这些过滤块中的至少一个过滤块是包括多个桶板的层叠块，这些桶板具有平坦的前表面和后表面、位于该芯开口处的内边缘和用于与该收集室接触的外边缘，这些桶板彼此前后密封地层叠在板叠层中；并且这些过滤块中的至少一个过滤块包括从该内边缘延伸到该外边缘的过滤通路。2.如权利要求1所述的过滤器单元，其中，这些桶板中的至少一个桶板被构造为过滤板并包括该过滤通道。3.如权利要求2所述的过滤器单元，其中，该过滤通道在该前表面和/或后表面中。4.如权利要求1所述的过滤器单元，其中，这些桶板中的至少一对桶板被构造为限定该过滤通路的过滤板对。5.如权利要求1至4中任一项所述的过滤器单元，该过滤器单元用于与包括两个输送机螺杆的分离压机一起使用，其中，该芯通路的该对称平面延伸穿过每个输送机螺杆的纵向轴线。6.如权利要求5所述的过滤器单元，其中，每个过滤块是层叠块。7.如权利要求5所述的过滤器单元，其中，这些过滤块中的一个过滤块是实心块，而另一个过滤块是层叠块。8.如权利要求6或7所述的过滤器单元，其中，在每个层叠块中，该板叠层被压缩在一对端板之间。9.如权利要求8的过滤器单元，其中，每个层叠块包括层叠结构，该层叠结构用于将这些桶板对齐成该板叠层并且用于将该板叠层和这些端板压缩成过滤块，其中，这些桶板彼此前后层叠。10.如权利要求9所述的过滤器单元，还包括夹紧结构，该夹紧结构用于沿该对称平面将该第一和第二过滤块夹紧在一起从而形成夹紧的块，该夹紧的块限定该芯通路的一部分。11.如权利要求10所述的过滤器单元，其中，每个过滤板、或过滤板对包括这些过滤通路中的多个过滤通路。12.如权利要求11所述的过滤器单元，其中，每个过滤板、或过滤板对具有预选的孔大小，并且每个过滤通路在该内边缘处具有与该预选的孔大小相对应的开口面积。13.如权利要求11所述的过滤器单元，其中，每个板叠层具有预选的过滤孔大小和预选的孔隙率，每个过滤通路该内边缘处具有与该预选的孔大小相对应的开口面积，并且每个过滤板、或过滤板对具有根据该芯开口的总表面、该预选的孔大小和该过滤通路的数目而计算的板孔隙率，该板叠层包括至少等于预选的孔隙率/板孔隙率的比率的数目的过滤板或过滤板对。14.一种用于固体/流体分离压机的过滤器单元，该压机具有用于输送固体/流体混合物的至少一个输送机螺杆和被分成至少两个桶模块的桶，该至少两个桶模块分别限定用于容纳该至少一个输送机螺杆的芯通路的纵向部分，并且这些桶模块中的至少一个桶模块是具有壳体的分离模块，该壳体限定流体收集室，该过滤器单元包括具有平坦的...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯多佛·布鲁斯·布拉特，理查德·罗密欧·勒乌，佑坤·科波宁，戴夫·萨尔特，
申请(专利权)人：格林菲尔德专业醇类公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA