2.5.3.Фильтрование
Для более глубокой очистки раствора от примесей твердых частиц применяется фильтрование. Фильтрованием называется процесс разделения суспензии при помощи пористых перегородок (фильтров), которые пропускают жидкую и задерживают твердую фазы. В качестве фильтрующих элементов могут использоваться ткани естественного (брезент) и искусственного (хлориновая ткань) происхождения, спеченные пористые металлические (титан) и неметаллические (поливинилхлорид) материалы. Эти фильтры называются поверхностными (отфильтровываемый материал задерживается на поверхности фильтра). Кроме того, фильтрование может осуществляться через слой мелкодисперсного материала (насадку). В качестве насадки может использоваться песок, уголь, мраморная крошка. Насадочные фильтры относятся к объемным фильтрам.
Для увеличения скорости фильтрования суспензии через мелкопористый материал по разные стороны фильтрующего элемента создают разность давления - избыточное давление или разрежение. По режиму работы фильтры делятся на периодические и непрерывные. В периодических фильтрах по мере работы на разделительной перегородке накапливается отфильтровываемый материал, протекаемость фильтра уменьшается и давление приходится увеличивать. При достижении определенного давления фильтр останавливают, удаляют осадок и промывают (протравливают при необходимости) фильтрующий материал.
В фильтрах непрерывного действия фильтрующий материал выполнен в виде бесконечной замкнутой ленты, периодически проходящей через фильтр и по выходе из него проходящей очистку и промывку. Таким образом, хотя фильтр и приходится останавливать на очистку и регенерацию, время этой остановки значительно меньше времени фильтрования.
По конструкции поверхностные фильтры делят на рамные (корпусные) и фильтр-прессные. Рамные фильтры состоят из толстостенного корпуса, внутри которого размещаются плоские фильтрующие элементы. Фильтрующие элементы представляют собой раму со штуцером, на которую натянута фильтрующая ткань. Чтобы ткань не проседала под действием перепада давления, в нее дополнительно вводят перфорированные силовые элементы. В фильтр под давлением подается суспензия, фильтрат отводится через штуцер. Такого рода фильтры применяются при очистке рассола в производстве хлора и щелочей, фильтровании электролита в гальванических ваннах и т.д. Фильтрующие элементы могут располагаться как вертикально, так и горизонтально (нутч-фильтры).
Фильтр-прессы корпуса как отдельного конструктивного элемента не имеют. Они состоят из множества чередующихся элементов с одинаковыми фланцами. Эти элементы при монтаже размещаются на двух направляющих ребрах и потом стягиваются в единый агрегат с помощью гидроцилиндров. Герметичность конструкции обеспечивают уплотнительные прокладки между элементами. Подробно конструкция такого фильтра будет рассмотрена ниже.
Насадочный фильтр.
Схема насадочных фильтров, горизонтального и вертикального, показана на рис. 2.18.
1 - распределительный желоб, 2 - дренажные трубки, 3 - мраморная крошка, 4 - коллектор отфильтрованного раствора, 5 - трубка для подачи сжатого воздуха при регенерации фильтра.
Насадочный фильтр относится к объемным фильтрам периодического действия, фильтрование через которые сопровождается забиванием пор насадки отфильтровываемым материалом. При этом, для сохранения производительности фильтра необходимо повышать давление. Давление повышается до тех пор, пока твердая фаза не начнет проскакивать через фильтр. После этого фильтр отключают и регенерируют. Для регенерации фильтра в трубу 5 подают воздух, который, проходя по порам насадки, взрыхляет загрязнения и способствует их отделению.