Фільтри безперервної дії

Вакуум-фільтри барабанні із зовнішньою фільтрувальною поверхнею. Фільтри цього типу застосовуються для освітлення суспензії з концентрацією твердої фази не менше 5% і швидкості осадження частинок не більше 0,012 м/с. Перепад тисків у барабанних вакуум-фільтрах складає 0,02-0,09 МПа і залежить від властивостей оброблюваної суспензії. Перевагами цих фільтрів є ефективне промивання і зне­воднення осаду, а обмежене застосування їх стримується необхідністю перебування фільтрувальної секції в суспензії біля 4 хв.

Схема фільтрування суспензії в барабанному вакуум-фільтрі подана на рис.4.34. Фільтрувальна перегородка 1 розміщена на зовнішній циліндричній поверхні горизонтального обертового барабана 2, частково зануреного в суспензію. Простір між фільтрувальною перегородкою і корпусом барабана розділяється поздовжніми ребрами 3 так, що утворюються ізольовані секції. Кожна секція має відвідні ділянки вакууму або стисненого повітря.

За один оберт барабана кожна секція проходить всі операції фільтрувального циклу. У зоні фільтрування в порожнині секції утворюється вакуум, фільтрат проходить через фільтрувальну перегородку і відводиться через штуцер 10 розподільної головки, при цьому на поверхні секції утворюється осад. Після виходу із суспензії секція поступає у відділок вакууму із осаду видаляється залишок фільтрату. Підчас наступних операцій промивання і другого обезводнення в секції також підтримується вакуум, а повітряно-водяна суміш відводиться через пггуцер 4 головки. У зоні зрізання осаду через штуцер 7 під нього подається стиснене повітря і розпушує його, після чого осад легко знімається ножем 8. На стадії регенерації тканини стиснене повітря або пара поступає в головку через штуцер 9. Коливальні рухи мішалки 11 запобігають осі­данню твердої фази суспензії. .

Загальний вигляд барабанного вакуум-фільтра БШУ-40-3-2М поданий нарис.4.35. Він має порожнистий горизонтальний барабан, що обертається в підшипниках. Барабан частково занурений в корито, куди безперервно подається суспензія. Барабан являє собою горизонтальний зварний циліндр з плоскими торцевими стінками. По довжині він складається з двох частин (лівої і правої), які з'єднані за допомогою флан­ців. На зовнішній поверхні барабану приварені поздовжні ребра, що поділяють його поверхню на 24 секції. Кожна секція барабана покрита перфорованою перегородкою, яка править опорною поверхнею для фільтрувальної тканини. Тканина на зовнішній поверхні закріплюється дротом, що навивається на барабан за допомогою спеціального пристрою. У кожній секції вварені два ряди труб, які з'єднані з колектора­ми, куди потрапляє фільтрат. Труби колекторів з'єднуються з торцевими фланцями барабану. Отвори останніх збігаются з каналами цапф. Цапфи барабана встановлені в підшипниках. Привід фільтру включає триступеневий електродвигун, варіатор, редуктор і зубчасту пару. Частота обертання барабана коливається в межах 0,118-2,14

21 20 Рис. 4.35. Барабанний вакуум-фільтр: 1 -електродвигун; 2-варіатор; 3-редуктор; 4 -патрубок стиснутого повітря;

5-ліва розподілювальна головка; 6-підшипник; 7- барабан; 8-труба; 9-кожух; 10-колектор; 11-штуцер відводу пари;

12-форсунки; 13-труби промивки осаду; 14-радіальні труби для відводу фільтрату; 15 - права розподілювальна головка;

16 - штуцер відводу фільтру; 17,23-штанги мішалки; 18-привід мішалки ; 19-спускні штуцери; 20-мішалка; 21-каркас;

22-корито; 24,25-штуцера відводу фільтрату і промивної води.

об/хв. До торцевих поверхонь цапф притиснуті дві розподілювальні головки, які при­значені для послідовного з'єднання секцій барабана з вакуум-конденсаційною установкою. Стикання торця цапфи барабана і головки відбувається за допомогою двох шайб, які притиснуті одна до одної. Шайба, що обертається, прикріплена до цапфи барабана і має кількість отворів, відповідну кількості секцій барабана. Нерухома шайба прикріплена до корпусу головки. Розподілювальні головки з'єднані через барометричні конденсатори і ресивери з вакуум-насосами, які утворюють вакуум в секціях барабана. До розподілювальних головок прикріплені трубопроводи для відводу фільтрату і промивних вод. До однієї із головок приєднано трубопровід для подачі стисненого повітря.

Для запобігання осадження твердих частинок суспензії на дні корита розміщена мішалка. Робочий орган мішалки має індивідуальний привід і виконує коливальний рух. Надлишок суспензії в кориті відводиться через переливний патрубок. У верхній частині корпусу фільтра розміщується витяжна труба.

При обертанні барабана кожна його секція занурюється в суспензію, і за рахунок розрідження, яке створюється вакуум-насосом, відбувається фільтрування. Спочатку розрідження створюється в правій головці, звід тіля відродиться і фільтрат. На поверхні тканини секції утворюється шар осаду. Відповідно збільшується і опір фільтрування. Тому при повороті барабана на кут 36° підключається ліва розподілювальна головка з високим вакуумом. З лівої головки відводиться і фільтрат. Внаслідок цього інтенсивність фільтру ання майже не зменшується з ростом шару осаду до самого виходу секції із зони фільтрування. Цей процес відбувається в кожній секції барабану при його обертанні.

При подальшому обертанні барабана секція через проміжну зону потрапляє в зону першого просушування і промивання при низькому розрідженні. Промивають осад водою, що розпилюється за допомогою форсунок. Над барабаном по його довжині і паралельно поверхні розміщені 7 труб. По довжині труб у шахматному порядку встановлюються форсунки. Використовують й інші спеціальні пристрої для промивки осаду. З правої головки через штуцер відводиться концентрований промой.

Далі секція входить в зону промивання шару осаду при високому вакуумі, який створюється в ній через ліву розподілювальну головку. Концентрований промой відводиться з цієї ж головки по патрубку д ля фільтрату.

Наступний етап - зона другого просушування і промивання з низьким роз­рідженням. Отриманий промой відводиться через штуцер промивної води лівої головки.

Через проміжну зону секція потрапляє в зону віддування осаду Віддування осаду здійснюється стисненим повітрям (надмірний тиск-0,02МПа), яке подається в секцію через ліву розподілювальну головку. У цій зоні шар осаду знімається з тканини ножем. Ножовий механізм дозволяє регулювати відстань між кромкою ножа і поверхнею барабана.

Після проходження проміжної зони цикл фільтрування повторюється.

Розглянутий барабанний вакуум-фільтр належить до фільтрів неглибокого занурення (кут занурення в суспензію складає 109-120°). Поверхня фільтрування - 40 м². Суспензія подається в апарат при підвищеній температурі близько 85°С.

Перед запуском вакуум-фільтра необхідно перевірити наявність мастила в маслонасосі і відсутність по сторонніх предметів в кориті.

При експлуатації фільтра необхідно слідкувати за безперебійною подачею згущеної суспензії та її нормальною густиною, за наявністю мастила в вузлах тертя, за підтримкою заданої температури суспензії, за якістю фільтрату та осаду. Для контролю розрідження і тиску вакуум-фільтр обладнаний вакууметром та манометром, що повинні бути працездатними. Необхідно контролювати щільність прилягання розподільчих головок, правильну роботу ножа, якість тканини.

При обслуговуванні вакуум-фільтрів необхідно оберігатися від опіків соком, гарячою суспензією та водою. Трубопроводи повинні бути теплоізольовані. Натяг дроту на тканину проводити обережно.

Дискові вакуум-фільтри. Дисковий вакуум-фільтр є одним з найбільш ефективних фільтрувальних агрегатів безперервної дії, фільтрувальна поверхня якого утворена декількома частково зануреними в суспензію дисками 1 (рис.4.36), що виконані у вигляді окремих секторів (рис.4.37). Процес фільтрування і утворення осаду проходить з двох боків сектора. Сектори закріплені на порожнистому горизонтальному обертовому валу, що утворює колектор для відводу фільтрату і подачі стисненого повітря. До торцевої поверхні вала прикріплена розподільна головка 2. У ванні 5 знаходиться перемішувальний пристрій 7. У період роботи фільтра всі сектори послідовно сполучаються з камерами розподільної головки, яка забезпечує жорстку програму операцій у робочому циклі.

У зоні фільтрування /, під дією вакууму, рідка фаза проходить через фільтрувальну перегородку, а осад відкладається на її поверхні. Потім фільтрат поступає у внутрішню порожнину секторів, стікає через канали валу і потрапляє у велику порожнину розподільної головки, звідки виводиться через штуцер 8. У зоні зневоднення і/суміш повітря і рідкої фази виводиться з осаду також через фільтрувальну перегородку. У зоні відділення осаду ///проходить відтиснення його повітрям, що надходить туди з пульсаціями. Стиснене повітря подається в малу порожнину розподільної головки через штуцер 3. Особливістю ванни 5 є те, що юна виконана часткою у вигляді окремих секцій 6 для кожного диска. Відділений осад падає у вільний простір між карманами і направляється на конвеєр. Регенерація тканини в зоні проводиться зворотним

Рис. 4.36. Схема роботи дискового вакуум-фільтра:

1 - диски; 2 - розподільна головка; 3,4 - штуцери для подачі стисненого повітря; 5 - ванна; 6 - секції; 7 - мішалка;

8 - штуцер для відводу фільтрату.

потоком стисненого повітря або парою через штуцер 4.

Фільтри цього типу застосовуються для розділення суспензій, дисперсна фаза яких відносно однорідна за розмірами частинок. Вони мають досить велику фільтрувальну поверхню при незначній площі, що займає фільтр, а тому їх використовують у крупнотонажних виробництвах.

Стрічкові вакуум-фільтри належать до фільтрів безперервної дії з горизонтальною робочою поверхнею, що утворена дренажною безкінечною стрічкою 1, яка переміщається над вакуумними камерами 2 між приводним 12 і натяжним 8 баранами (рис.4.38). На стрічці закріплені килимки 7, по конструкції аналогічні секторам, що застосовуються в барабанних вакуум-фільтрах. Для запобігання пошкодження килимків у період руху стрічки по барабанах,вони прикріплені до стрічки заклепковим з'єднанням тільки з одного боку Під килимками, вздовж гумотканевої стрічки, розміщені вікна для відводу фільтрату. Вікна у стрічці збігаються із вікнами в золотникових решітках стола, по якому рухається стрічка. Нижня вітка стрічки підтримується трьома роликами 10. Краї стрічки підгинаються бортами стола і утворюють жолоб, в який із живильника подається суспензія, а з лотків - промивна рідина.

Робочий простір фільтра розділений на зони: І - для фільтрування; II - для промивання осаду і III - для просушування.

Рис. 4.37. Сектори дискового фільтру

Фільтрувальною перегородкою в стрічковому вакуум-фільтрі є безкінечне збігаюче полотно 3, яке накладене поверх килимків на робочу вітку стрічки. Система роликів - розвантажувального 15, регулювального 4, натяжного 6 і

Рис. 4.38. Схема роботи стрічкового вакуумфільтра:

1 - стрічка; 2 - вакуумні камери; 3 - збігаюче полотно;

4 - регулювальний ролик; 5 - гвинтовий ролик; 6 - натяжний ролик; 7 - коврики; 8 - натяжний барабан; 9 - піддон; 10 - підтримувальні ролики; 11 - форсунки; 12 - привідний барабан; 13 - бункер; 14 - ніж; 15 - розвантажувальний ролик.

кілька підтримуючих забезпечують замкнутий цикл роботи і регенерації тканини. Гвинтовий ролик 5 служить для розправлення складок на тканині. Для регенерації полотна призначений ніж 14 і система промивання, для чого з форсунок 11 подається вода на внутрішній бік полотна Промивний фільтрат збирається у піддоні 9, а осад видаляється через бункер 13. Фільтрувальне полотно не має окремого приводу і рухається разом з дренажною стрічкою тільки після подачі суспензії і включення вакуумної системи.

Стрічкові фільтри використовуються в основному для розділення швидко осаджувальних суспензій з неоднорідними за розмірами частинками твердої фази особливо тоді, коли необхідне досить вичерпне промивання осаду. Перевагами стрічкових фільтрів є відносно проста конструкція їх і можливість отримання осаду в тонкому шарі, а до недоліків відносять складність виготовлення дренажної стрічки і значні площі для розміщення агрегатів.