离心分离设备指的是利用离心力实现非均相分离的一种分离设备。真正意义的 台工业离心分离设备应是1836年在德国问世的三足式棉布脱水机，距今已有170多年的历史。上世纪50年代～80年代是离心分离设备发展迅速的年代，几乎每届Achema展会上都有新机型问世，而近三十年来，离心分离设备新机型不多，发展重点是结构优化、性能提升和应用技术研究。

全球范围内分离机械产业集中度高，通过并购重组形成了以Alfa-laval、Andritz和GEA Westfalia三大集团为主导的“3+X”产业布局结构。中国很早就开始利用离心分离技术，但真正的工业离心分离设备直到上世纪50年代才在中国问世。据中通机械工业协会统计，目前从事分离机械制造的企业达496家，其中离心分离设备制造企业近200家，行业集中度差，属于完全竞争行业，无论技术水平还是产品性能均存在差距。

1 技术发展现状

1.1 分离过程强化

为进一步强化过程，一些场辅助离心分离技术相继出现。早在上世纪七十年代，德国Krauss Maffei公司首先申请虹吸刮刀离心机专利，利用虹吸效应强化离心分离过程；国内四川大学和重庆江北机械有限责任公司自上世纪九十年代联合开展了“虹吸刮刀离心机关键技术研究及产业化”专项工作，完成了GKH系列虹吸刮刀离心机的研发及产业化。

德国Heinkel公司在其翻袋离心机中采用了压力辅助离心分离（Pressure Aided Centrifugation）系统，通入压力高达6bar压缩空气，实现压力辅助离心分离，可比普通离心分离进一步降低含湿量10%～20%。美国Vigin技术大学 分离技术研究中心（CAST）也对压力辅助活塞推料离心机进行过研究，细粒煤脱水实验结果表明：压力辅助技术可以进一步降低含湿量，节能效果明显。

德国KIT大学的K Wagner在开发了磁过滤技术后又开发了磁离心分离技术，用于生物技术中敏感性组份或超细颗粒的选择性分离。

1.2 物料改性与工艺优化

待分离物料的物性参数对离心分离设备效果的影响很大，一系列物料改性技术得到重视与广泛应用，包括加温降低母液的粘度；絮凝与凝聚技术增大颗粒的粒度；分散降低液相表面张力；浓缩提高固形物的浓度可以提高设备的产能等。

1.3 高效驱动与节能技术

近年来有大量研究工作集中在提高螺旋离心机的能效，几乎在同一时间出现了大量不同的技术解决方案，Hiller公司Decapress螺旋离心机所采用的SEE驱动系统，螺旋驱动不再由转子系统支撑，而是直接支撑在静止的机座上，螺旋和转鼓所用变频器不再藕合，直接产生转速差。

GEA Westfalia公司的SUMMIER驱动系统保留了主辅驱动的V带，螺旋需要的功率不再由主电机提供，新系统综合匹配主辅电机的功率需求，然后直接向转鼓和螺旋提供所需动力。

螺旋离心机的输渣功率在能耗中占比较大，一些制造商通过特殊结构设计利用分离液的压力辅助推料，提高输渣效率，降低功率消耗。日本Kotobuki Techrex和三井东亚化学公司联合研制成功的MTC双锥螺旋离心机，在相同转鼓直径和长度下，其液池更深、转鼓有效长度更长，当量沉降面积更大，分离效果更好。

Alfa-laval公司和GEA Westfalia也分别推出类似的新型G3螺旋离心机和Ecoforce螺旋离心机，这两种产品都利用了液压辅助排渣技术。Alfa-laval公司推出的G3离心机采用细长螺旋、BD挡渣板和回收分离液能量的Power板，实现节能30%～40%，性能提升10%。

GEA Westfalia公司的Ecoforce螺旋离心机其液池深度与转鼓内径之比达到0.52，比传统螺旋离心机提高了30%，新机型比原有机型可以节能30%，用于污泥脱水的能耗低到0.7kWh/h。

1.4 结构优化

近二十年来离心分离设备围绕节约降耗开发了许多新结构。法国Guinard公司D系列螺旋离心机首先采用“In-Line”结构，驱动电机垂直转子部件顶部，整机结构更紧凑；Andritz的直驱型螺旋离心机取消了V带传动，GEA Westfalia的直驱型碟式分离机备受业界关注。

直驱型离心分离设备除能耗低外，还具有占地面积小、整体结构简单和噪声低等优点。

过滤离心机的残余滤饼去除和滤布再生一直是离心分离设备研究的重点，近年来陆续研究了一些专门结构。德国Heinkel公司的翻袋卸料离心机在活塞的作用下滤袋被翻转180度，可以彻底清除残余滤饼层，通过清洗实现滤袋再生。

Ferrum公司的拉袋式离心机完成卸料过程后，在拉袋机构的作用下滤袋被拉直，残余滤饼层被清除，滤布得到再生。

Westfalia公司的Ecoforce系列螺旋离心机，所有规格的机器零件结构基本相同，零件库内的零件可以方便的进行组合，只需储存少量零件就可迅速完成专用部件的组合。Alfa-laval公司的分离机系列产品采用类似的模块化设计，对于特定的分离任务只需选择需要的模块，由此可以减少研究工作、缩短交货期。

1.5 特殊专用机型

为满足生物技术和制药工业等领域分离的特殊需求，离心分离设备制造商相继开发了一系列特殊专用机型，包括满足食品医药行业洁净度要求的GMP离心机、满足细粘物料分离需要的双锥筒螺旋离心机和SPT螺旋板分离机、满足生物制药的高速刮刀离心分离机和APD高速活塞排料离心分离机等。

1.6 离心分离系统

离心分离设备通常需要与流程中的泵阀等其他流体机械组成完整的工艺单元才能完成分离任务。近年来，离心分离设备制造商整合离心分离设备上下游机泵阀和控制系统形成了离心分离单元成套设备，例如Alfa-laval生物分离系统、Westfalia海洋平台污水处理系统、污泥脱水系统和烟气脱硫系统等。

2 技术发展趋势

离心分离设备的技术发展趋势是高效、节能、专机、大型化，正沿着大型化、高效和专用化方向在发展，会导致客户化设计离心机的产生，设备制造企业应加强离心分离设备应用技术研究。