24.Фильтровальное оборудование.

В зависимости от того, какая фаза движется относительно другой, различают два основных метода

разделения суспензий: осаждение и фильтрование. При осаждении частицы движутся относительно

сплошной среды, а при фильтровании дисперсионная среда проходит через концентрированную суспен-

зию или специально предназначенное для разделения пористое тело.Примером фильтра, работающего под разрежением, может служить барабанный вакуум-фильтр.Работа вакуум-фильтрационной установки осуществляется следующим образом: суспензия подается в поддон, где ее уровень поддерживается постоянным. Процесс фильтрования осуществляется в четырех зонах по ходу вращения барабана. В зоне сектора 1 происходит фильтрование под вакуумом через ткань на барабане с одновременным отложением на ней осадка. В зоне сектора 2 осадок подсушивается вследствие того, что засасываемый в секцию воздух увлекает с собой влагу из осадка. В зоне сектора 3 проводят промывку осадка путем орошения его водой или другой промывной жидкостью. В зоне сектора 4 производят отдувку и разрыхление осадка чистым воздухом, поступающим внутрь секции и очистку фильтра от осадка.

Фильтрование – процесс разделения сред, состоящих из нескольких компонентов, путем пропускания их через пористую перегородку, способную задерживать взвешенные частицы и пропускать жидкость или газ. Движущей силой фильтрации является создаваемая тем или иным способом разность давлений под осадком и под пористой перегородкой. В зависимости от способа создания движущей силы различают:вакуум-фильтры; фильтры, работающие под давлением. Существуют фильтры, в которых используют одновременно повышенное давление перед фильтрующей перегородкой и вакуум за ней. В качестве фильтрующих элементов используются хлопчатобумажные (бязь, диагональ), искусственные (капрон, нейлон) и шерстяные ткани, плетеные и штампованные металлические сетки, песок, гравий и пористые керамические материалы.

Нутч-фильтры представляют собой наиболее простой фильтр периодического действия, работающий под вакуумом или давлением. Нутч изготовляется в виде прямоугольного или круглого открытого резервуара с плоским или выпуклым дном, под которым находится ложное дно, предназначенное для поддерживания горизонтальной фильтровальной перегородки. Достоинства:простота конструкции, возможность равномерной и полной промывки. Недостатки: ручная выгрузка,относительно большая площадь помещения, приходящаяся на 1м 2 поверхности фильтрования.Листовые фильтры относятся к работающим под давлением аппаратам периодического действия.Особенностью этого фильтра является большая поверхность фильтрования, чем у нутча. Это достигается размещением вертикальных фильтровальных листов на небольшом расстоянии друг от друга. Существует несколько конструкций листовых фильтров. Рассмотрим вертикальный фильтр с прямоугольными листами.

Н едостатки: трудность контроля толщины осадка, необходимость перемешивания суспензии путем ее циркуляции для предотвращения осаждения твердых частиц и несколько сложная замена ткани.

Патронные фильтры, как и листовые, относятся к аппаратам периодического действия, работаю-щим под давлением. По принципу действия листовой и патронный фильтры в основном аналогичны, но вместо плоских фильтровальных листов в патронном фильтре используются цилиндрические фильтровальные патроны, устанавливаемые в вертикальном положении в цилиндрическом кожухе с

коническим дном и съемной крышкой. Фильтровальный патрон в поперечном р азрезе показан на рис.Для изготовления патрона могут быть использованы пористые различные материалы (в частности, пористое стекло или керамика). Преимущество: у цилиндрической поверхности фильтрования производительность больше, чем у равновеликой плоской поверхности. При этом относительная производительность цилиндрической поверхности возрастает с увеличением толщины осадка.

Фильтр-прессы с горизонтальными камерами, автоматизированные (ФПАКМ). Такой фильтр является аппаратом периодического действия, работающим под давлением. В этом аппарате удачно объединены преимущества других фильтров. Его можно рассматривать как ряд прямоугольных нутчей небольшой высоты и особой конструкции, размещенных вплотную один над другим, вследствие чего поверхность фильтрования получается большой по отношению к площади, закрепляемой фильтром. Рассматриваемый фильтр-пресс предназначен для разделения топподисперских суспензий при концентрации твердой фазы 10…50 кг⋅м–3 и температуры до 800 °С.

Фильтры непрерывного действия . В фильтрах непрерывного действия автоматически чередуются операции: фильтрация, сушка, промывка, разгрузка и регенерация фильтрующей ткани. Однако эти операции проходят непрерывно и независимо одна от другой в каждой зоне фильтра, поэтому процесс работы фильтра протекает непрерывно. Фильтры непрерывного действия различают по форме фильтрующей перегородки и подразделяют на барабанные, дисковые, ленточные. К недостаткам этих фильтров относятся их относительная сложность, высокая стоимость, необхо-димость установки вспомогательного оборудования и большой расход энергии. Ленточный фильтр. Рассмотрим ленточный фильтр, работающий под вакуумом. Преимущества ленточных фильтров: отсутствие распределительной головки, возможность осаждения крупных частиц, удобство промывки, возможность работы с тонким слоем осадка.Недостатки: малая поверхность фильтрации, требуется равномерная подача суспензии.

Барабанные фильтры являются аппаратами непрерывного действия. Наибольшее распространение

получили вакуумные барабанные фильтры с наружной фильтрующей поверхностью.

Дисковый вакуум-фильтр отличается от барабанного тем, что его фильтрующая поверхность выполняется из полых дисков, посаженных на общий полый вал. Диски составляются из отдельных секторов, укрепленных на валу накладками и стяжными шпильками.По сравнению с барабанными фильтрами дисковые более компактны, но в них затруднена промывка осадка, так как увлажненный осадок легко сползает с вертикальной поверхности дисков.