Фильтрование

Фильтрованием называется процесс разделения суспензий и газовзвесей при помощи пористых фильтровальных перегородок, задерживающих твердые частицы (дисперсную фазу), но пропускающих сплошную фазу (жидкость, газ). Движущей силой процесса фильтрования является разность давлений в двух зонах фильтра (по обе стороны фильтровальной перегородки), которая соответствует сопротивлению, встречаемому потоком фильтрата (жидкости, газа) при его прохождении через образующийся слой осадка и фильтровальную перегородку.

Рис. 3. Схема процесса фильтрования:

1 - фильтр; 2 - фильтровальная перегородка; 3 - суспензия; 4 - фильтрат; 5 - осадок.

Эта разность давлений р создается различными способами:

весом столба самой суспензии;

нагнетания жидкостными насосами (р  0,5 МПа);

подачей сжатого газа (р = 0,05  0,3 МПа);

вакуумпрованием пространства под фильтровальной перегородкой (р = 0,05  0,09 МПа);

при помощи центробежной силы.

В зависимости от организации процесса фильтрование может быть как непрерывным, так и периодическим. Фильтрование, в основном, применяют в промышленности для тонкого разделения неоднородных систем, с его помощью можно достигнуть более полной, чем при осаждении, очистки жидкости или газа от взвешенных твердых частиц.

Очистка суспензий

Фильтры:

- Нутч-фильтры;

- Фильтр-прессы;

- Барабанный вакуум-фильтр;

- Ленточный вакуум-фильтр;

Фильтрующие центрифуги

Очистка газов

- Рукавные фильтры (фильтрование, перегородки из разных материалов).

Мокрая очистка газов

Мокрая очистка газов - это процесс улавливания взвешенных в газе частиц жидкостью. Улавливание осуществляется как под действием сил инерции, так и под действием сил тяжести.

Аппараты для мокрой очистки газов:

- Полые и насадочные скрубберы

- Центробежные скрубберы

- Барботажные (пенные) пылеуловители

- Скрубберы Вентури

Очистка газов в электрическом поле

Скорость осаждения очень мелких частиц (<10 мкм) из газовых сред чрезвычайно мала не только в гравитационном поле, но и в поле центробежных сил.

По этой причине разделение тонкодисперсных аэрозолей (очистка газов от мелких твердых частиц и капель) осуществляется в электрическом поле.

Электрическая очистка основана на ионизации молекул газа и взвешенных частиц электрическим зарядом, которые осаждаются на соответствующем электроде и выводятся из аппарата.

Аппараты для очистки газов в электрическом поле:

- Электроосадители

Выбор аппаратов для разделения неоднородных систем.

Аппараты для разделения суспензий. Наиболее эффективными аппаратами для разделения суспензий являются фильтры и фильтрующие центрифуги, где возможна промывка осадка и его просушка.

Аппараты для очистки газов. При выборе аппаратов для очистки газа следует принимать во внимание технико-экономические показатели их работы, при определении которых следует учитывать степень и стоимость очистки газа. Эффективность очистки зависит от ряда факторов: влажность газов, содержание и свойства пыли (сухая, липкая, волокнистая, гигроскопическая и т.д.), фракционный состав пыли. Пылеосадительные камеры и циклоны по капитальным и эксплутационным затратам предпочтительнее других аппаратов, но они улавливают лишь крупные частицы.

Рукавные фильтры используют для тонкой очистки газов от сухой пыли они имеют высокую степень очистки для частиц любого размера более 1 мкм, но работают при небольшой запыленности газа, требуют поддержание его температуры в определенных пределах.

Аппараты мокрой очистки эффективны для улавливания пыли средней дисперсности. Их применение целесообразно, когда необходимо увлажнение и охлаждение газа. Эти аппараты просты по устройству, эксплутационные затраты невелики. Однако их использование связано с большим расходом воды.