Гідромеханічні процеси фільтри періодичної дії
Фільтрами періодичної дії є нутч-фільтри, листові фільтри, фільтрпреси і патронні згущувачі.
Автоматичний камерний фільтр з механічним затиском плит (фільтрпрес) призначений для фільтрування тонкодисперсних суспензій, що містять від 5 до 500 кг/м3 твердих частинок, розмірами не більше 3 мм за температуру суспензій від 5°С до 90°С. Фільтр можна застосовувати в різних галузях промисловості.
Переваги фільтру: розвинена фільтрувальна поверхня за незначної займаної виробничої площі; фільтрація і віджиманні осаду в оптимальному шарі під гідравлічним тиском до 15 МПа через гнучкі діафрагми, що різко знижує витрати стислого повітря на просушування осаду; незначний час (1–2 хв.) на допоміжні операції (розкриття плит, вивантаження осаду, закриття преса і ін.), причому досягається хороша регенерація фільтрувальної тканини.
Фільтр повністю автоматизований і механізований, що дозволяє швидко налагоджувати його на оптимальний технологічний режим. Металоємність фільтрпреса ФПАКМ, віднесена до одиниці продуктивності по фільтрованій суспензії в 2–3 рази менше, ніж у рамних пресів, а металоємність, віднесена до 1 м2 фільтрувальної поверхні, нижче, ніж у барабанних фільтрів безперервної дії. Застосування ФПАКМ дозволяє збільшити продуктивність праці в 4–10 разів у порівнянні з рамними фільтрпресами періодичної дії (один оператор може обслуговувати до 10 фільтрпресів) і різко скоротити витрату фільтрувальної тканини. Деталі і вузли ФПАКМ виготовляють з вуглецевих сталей під час роботи з лужними і нейтральними середовищами та із сталі Х18Н10Т і титану під час роботи з кислими середовищами.
Автоматичний фільтрпрес типу ФПАКМ (рис. 4.1) складається з набору горизонтально розташованих одна над іншою фільтруючих рам 1, між якими зигзагоподібно протягнута нескінченна стрічка фільтрувальної тканини 2, що приводиться в рух механізмом 10. Рами розташовуються із зазором між верхньою упорною 5 і нижній натискною 7 плитами і можуть бути стиснуті механізмом затиску 8. Зусилля затиску сприймають стійки 6. Ущільнення між плитами, і рамами здійснюється гумовою прокладкою. Для натягнення стрічки призначене пристрій 4. Знімання осаду під час руху стрічки виконують ножі 3 по обидві сторони фільтрпреса, після зняття осаду стрічка проходить камеру регенерації 9.
Фільтруюча рама (рис. 4.2) складається з двох частин – нижньої із спіралями і отвором для відведення фільтру і верхньої, яка служить камерою для суспензії і осаду. Рами мають бобишки, що створюють під час їх стиснення колектор подачі і колектор відведення. Між верхньою і нижньою частинами фільтрувальної рами встановлена гумова діафрагма, яка витісняє рідку фазу і спресовує осад. Цикл роботи фільтру включає стадії фільтрації промивки і віджимання або просушування і вивантаження осаду.
За стиснутих рам суспензія під тиском поступає в простір над фільтрувальною тканиною. Рідка фаза проходить фільтрувальну тканину, тверда фаза затримується, утворюючи шари осаду. Досягши потрібної товщини шару осаду подачу суспензії припиняють і суспензію, що залишилася в порожнині рами, витісняють гумовою діафрагмою, подаючи до неї під тиском воду.
|
|
|
|
Рис. 4.1. Автоматичний фільтрпрес ФПАКМ: 1 – фільтрувальні рами; 2 – фільтрувальна тканина; 3 – ніжки; 4 – затяжний пристрій; 5 – упорна плита; 6 – стійка; 7 – нижня натискна плита; 8 – механізм затиску; 9 – камера регенерації; 10 – механізм пересування тканини |
Рис. 4.2. Конструкція і схема робота блоку фільтруючих плит: 1 – колектор; 2 – фільтрувальна тканина; 3 – нижня плита; 4 – верхня плита; 5 –діафрагма; 6 – спіралі; 7 – колектор подачі; 8,9,10 – блоки клапанів відповідно подачі, відведення і скидання; 11 – клапани колектора тиску |
У разі потреби осад промивають і потім пресують діафрагмою або продувають стиснутим газом. Після цього плити розтискаються, включається механізм пересування тканини і осад віддаляється. Управління фільтрпресом автоматичне.
Листові (пластинчасті) фільтри є резервуаром, в якому розміщують фільтрувальні елементи – листи, що складаються з рамки з натягнутою на неї тканиною, суспензія подається під тиском в резервуар, а фільтрат виводиться трубками з внутрішньої порожнини кожного елементу. Осад віджимається від фільтрування поверхні елементів повітрям або парою, і поверхню очищають в ручну або, якщо це доступно за технологічними умовами, осад вимивають іншою рідиною, не відкриваючи фільтр. Листові фільтри розрізняють за формою і розташуванню резервуару і фільтруючих елементів.
На рис. 4.3 показано поширений листовий горизонтальний фільтрпрес з круглими елементами. Ці фільтрпреси застосовують у процесах очищення оливних середовищ. Циліндричний корпус складається з двох частин 1 і 3. Нижня половина закріплена на осі 3 і притискається до верхньої відкидними болтами 4. Герметичне притиснення здійснює ексцентриковий вал 5, поворотом якого одночасно підтягають всі відкидні болти. Вал приводиться в обертання через циліндричну передачу. Для підйому і опускання нижньої половини корпусу передбачений спеціальний гідравлічний пристрій.
Фільтруючий елемент є металевою рамкою, на яку натягнута каркасна сітка. Поверх каркасної сітки укладені один або декілька шарів дрібнішої сітки, потім фільтрувальна тканина, закріплена шнуром.
Суспензія поступає в резервуар через штуцер 6 під розподільні грати 7. Фільтрат виводять від кожного елементу 8 через скляну трубку 9 і загальний колектор 10.
Рис. 4.3. Листовий фільтр:
1, 2 – частини корпусу; 3 – вісь; 4 – відкидні болти; 5 – ексцентриковий вал; 6 – штуцер введення суспензії; 7 – розподільні грати; 8 – фільтруючий елемент; 9 – колектор; 10 – загальний колектор
Скляна трубка дозволяє контролювати роботу елемента. Трубку встановлюють між двома кранами, за допомогою яких елемент відключають у разі його незадовільної роботи.