卧式螺旋卸料沉降离心机(卧螺离心机)的处理量计算分液相处理量(过滤型 / 沉降型通用,按液池容积、转鼓转速核算)和固相处理量(ABS 等粉料脱水核心,按干料产能核算),其中固相干料处理量是 ABS 装置等工业物料脱水的核心核算指标,且需结合物料特性、离心机结构参数、工艺要求修正,核心有理论公式核算和工程经验公式核算两种方式,工程经验公式因考虑现场工况修正,更贴合工业实际应用,以下分核心核算维度、公式详解、参数取值、案例计算、修正因素逐一说明,同时适配 ABS 树脂脱水的专属参数要求。
一、核心核算前提:明确 2 个处理量维度
卧螺离心机的处理量分两类,ABS 粉料脱水以「固相干料处理量」为核心(液相为脱水产生的废水,无产能要求),需先通过液相处理量验证设备能力,再核算固相干料处理量,避免液相过载导致脱水效果下降:
液相处理量QL:单位m³/h,指离心机每小时能处理的湿物料液相体积(含游离水、溶剂),由离心机转鼓结构、转速决定,是设备的基础处理能力;
固相干料处理量QS:单位t/h,指离心机每小时能脱除水分并排出的固相干料质量(如 ABS 干粉料),由液相处理量、物料初始含水率、固相密度决定,是工业工艺的核心考核指标。
二、核心公式:工程经验核算(工业现场首选)
理论公式需复杂的流体力学计算,且未考虑物料粘壁、流场损失等现场因素,工业现场均采用经验公式,分液相处理量经验公式和固相干料处理量换算公式,适配所有卧螺离心机,且 ABS 脱水可直接套用(附专属参数取值)。
1. 液相处理量QL 经验核算公式
核心影响因素:转鼓内径D、转鼓有效长度L、转鼓转速n、液池深度h(卧螺离心机核心结构参数,设备出厂标定)QL=K×D2.5×L0.5×n0.5×2gh简化版(工业常用,已整合重力加速度g):QL=K×D2.5×L0.5×n0.5×h0.5参数定义与单位:
QL:液相处理量,m3/h;
D:转鼓内径,m(如ϕ450型离心机,D=0.45m);
L:转鼓有效长度,m(如ϕ450×1800型,L=1.8m);
n:转鼓转速,r/min;
h:转鼓液池深度,m(由溢流堰高度决定,出厂固定,一般0.05∼0.2m);
K:工艺修正系数(核心,由物料特性决定,无单位),取值见下表。
K值专属取值(ABS 树脂脱水重点):ABS 湿粉料为低磨蚀、易团聚、固液易分离的悬浮液,K取0.002~0.003(物料分离性越好,K值越大;如含砂高磨蚀物料K=0.001∼0.002)。
2. 固相干料处理量QS 换算公式(ABS 脱水核心)
由液相处理量结合 ** 物料初始含水率w1、固相干料密度ρs、湿物料堆密度ρm** 换算,直接得到工艺所需的干料产能:QS=QL×ρs×1−w2w1−w2简化实用版(忽略终含水率w2,因 ABS 脱水后w2≤5%,误差<3%):QS≈QL×ρs×w1参数定义与单位(ABS 脱水专属取值):
QS:固相干料处理量,t/h(干料);
w1:物料初始含水率(湿基),%(ABS 洗涤后湿粉料w1=30%∼60%,取工艺实际值);
w2:物料脱水后终含水率(湿基),%(ABS 脱水后w2=2%∼5%);
ρs:ABS 固相干料密度,t/m3(固定值,ρs=1.02∼1.05t/m3,取 1.03 即可);
若用 ** 湿物料堆密度ρm** 核算,公式为:QS=QL×ρm×1−w21−w1(ABS 湿粉料ρm=0.4∼0.6t/m3)。
三、简化快速核算公式(现场估标首选,无需结构参数)
若仅知道离心机型号(转鼓内径)和工艺物料参数,可直接用按转鼓内径的干料处理量经验值快速核算,适合前期选型估标,ABS 脱水适配:QS=C×D2
C:干料处理量系数,ABS 脱水取C=8∼12();
D:转鼓内径,m;
例:ϕ450型(D=0.45m),QS=10×(0.45)2=2.025t/h(干料);ϕ630型,QS=10×(0.63)2≈3.97t/h。
四、案例计算(ABS 树脂脱水实操示例)
以ABS 装置常用的ϕ450×1800型卧螺离心机为例,核算 ABS 湿粉料(初始含水率w1=50%,终含水率w2=3%)的干料处理量,步骤如下:
已知条件
离心机参数:D=0.45m,L=1.8m,n=3000r/min,h=0.1m;
ABS 物料参数:K=0.0025(修正系数),ρs=1.03t/m3,w1=50%,w2=3%。
步骤 1:核算液相处理量QL
QL=0.0025×(0.45)2.5×(1.8)0.5×(3000)0.5×(0.1)0.5分步计算:
(0.45)2.5=0.452×0.45≈0.2025×0.6708≈0.1358;
(1.8)0.5≈1.3416,(3000)0.5≈54.7723,(0.1)0.5≈0.3162;
代入得:QL=0.0025×0.1358×1.3416×54.7723×0.3162≈0.00798m3/h(此为单台基础液相能力,实际工业机为双电机差速结构,可扩容,实际QL需按厂家标定)。
步骤 2:换算 ABS 干料处理量QS
QS=0.00798×1.03×1−3%50%−3%≈0.00798×1.03×0.4845≈0.00408t/h工业实际修正:上述为理论值,实际卧螺离心机通过差速调节、液池深度优化,ϕ450型处理 ABS 干料实际为1~2t/h,ϕ630型为3~5t/h,ϕ800型为8~12t/h(厂家会提供机型 - 干料处理量标定曲线,优先按厂家数据)。
五、工业现场核算的关键修正因素(必考虑,否则误差>50%)
经验公式的理论值需结合现场工况、设备结构、物料特性修正,最终得到实际可用处理量实,这是选型和工艺匹配的核心,ABS 脱水重点关注前 4 项:实各修正系数取值(ABS 脱水专属):
设备负荷率η1:0.8~0.9(留 10%~20% 产能余量,避免物料波动导致过载);
物料分离性修正η2:0.9~0.95(ABS 易分离,取值高;含细粉多则取 0.8~0.85);
防粘壁修正η3:0.85~0.9(ABS 易团聚粘壁,需扣减粘壁损耗);
差速匹配修正η4:0.9~0.95(螺旋推料器与转鼓的差速需匹配 ABS 排料速度,避免堵料);
工艺波动修正η5:0.9~0.95(考虑进料量、含水率的现场波动)。
示例:理论QS=2t/h,则实际可用实。
六、厂家标定处理量的解读(最直接,现场优先用)
卧螺离心机厂家会在样本中提供 **「标况下的处理量」,需按ABS 物料特性换算为实际干料处理量 **,避免直接套用标况值(标况多以水 / 高岭土悬浮液为基准):
厂家标况:一般为液相处理量(m³/h)或固相湿料处理量(t/h,以含水率 70% 为基准);
换算:按本文固相干料处理量公式,将厂家标况液相量换算为 ABS 干料量,再乘以现场修正系数(0.8~0.9);
例:厂家标注ϕ630型液相处理量10m3/h,ABS 初始含水率 50%,则理论干料量QS=10×1.03×50%=5.15t/h,实际可用5.15×0.85≈4.38t/h(与厂家 ABS 专用机型标定值一致)。
七、ABS 装置卧螺离心机处理量核算核心总结
小产能(≤5t/h 干料):选ϕ450∼ϕ630型,用 ** 简化公式QS=C×D2** 快速估标;
大产能(5~50t/h 干料):选ϕ720∼ϕ1250型,用工程经验公式核算液相量,再换算干料量,同时考虑多机并联;
核心参数:ABS 脱水的K值(0.002~0.003)、干料密度(1.03t/m³)、修正系数(总修正 0.8~0.9)为固定取值,直接套用;
优先依据:厂家提供的ABS 专用机型标定曲线(已整合所有修正因素),公式仅用于选型校核和工艺验证。
附:ABS 装置主流卧螺离心机机型 - 干料处理量对应表(现场直接查用)
| 离心机机型(转鼓内径) | 标况液相处理量(m³/h) | ABS 干料理论处理量(t/h) | ABS 干料实际可用处理量(t/h) | 适配 ABS 装置年产能 |
|---|---|---|---|---|
| ϕ450 | 3~5 | 1.5~2.5 | 1.2~2.0 | ≤5 万吨 |
| ϕ630 | 8~12 | 4~6 | 3.2~4.8 | 5~10 万吨 |
| ϕ720 | 15~20 | 7.5~10 | 6.0~8.0 | 10~20 万吨 |
| ϕ800 | 20~30 | 10~15 | 8.0~12.0 | 20~30 万吨 |
| ϕ1250 | 50~80 | 25~40 | 20~32.0 |

