Фильтpoвaниe жидкиx нeоднoрoдных cиcтeм (стр. 2 из 2)

После заполнения пространства (камеры) 4 осадком подачу суспензии прекращают. Затем начинается стадия промывки осадка. Промывная жидкость проходит по каналам 2, омывает осадок и фильтровальные перегородки и выводится через краны 9. По окончании промывки осадок обычно продувают сжатым воздухом для удаления остатков промывной жидкости. После этого плиты и рамы раздвигают, и осадок частично падает под действием силы тяжести в сборник, установленный под фильтром. Оставшуюся часть осадка выгружают вручную.

К достоинствам фильтр-прессов относятся большая удельная поверхность фильтрования, возможность проведения процесса при высоких давлениях (до 1,5 М Па), простота конструкции, отсутствие частей, движущихся в процессе эксплуатации, возможность отключения отдельных неисправных плит закрытием выходного крана.

Недостатками являются ручное обслуживание, невозможность полной промывки осадка, быстрый износ фильтровальных салфеток из-за частой разборки фильтра и работы его при повышенных давлениях.

Среди фильтров непрерывного действия наиболее распространены барабанные вакуум-фильтры. Схема такого фильтра представлена на рис.4. Фильтр имеет вращающийся цилиндрический перфорированный барабан 1, покрытый металлической волнистой сеткой 2, на которой располагается тканевая фильтрующая перегородка 3. Барабан на 30—40% своей поверхности погружен в суспензию. Поскольку в данном фильтре направление осаждения твердых частиц противоположно направлению движения фильтрата, в корыте 6 для суспензии установлена качающаяся мешалка 7, поддерживающая ее однородность.

Рис.4. Барабанный вакуум-фильтр:

1 - перфорированный барабан, 2 - волнистая сетка; З - фильтровальная перегородка; 4 - осадок; 5 - нож для съема осадка, б - корыто для суспензии; 7 - касающаяся мешалка; 8 - устройство для подвода промывной жидкости; 9 - камеры (ячейки) барабана;10 - соединительные трубки; 11 - вращающаяся чаегь распределительной головки; 12 - неподвижная часть распределительной головки; I - зона фильтрования и отсоса фильтрата; II – зона промывки осадка и отсоса промывных вод; III - зона съема осадка; IV - зона очистки фильтровальной ткани

Барабан разделен радиальными перегородками на ряд изолированных друг от друга ячеек (камер) 9. Каждая камера соединяется трубой 10 с различными полостями неподвижной части 12 распределительной головки. Трубы объединяются во вращающуюся часть 11 распределительной головки. Благодаря этому при вращении барабана 1 камеры 9 в определенной последовательности присоединяются к источникам вакуума и сжатого воздуха. В результате при полном обороте барабана каждая камера проходит несколько зон, в которых осуществляются процессы фильтрования, промывки осадка и другие.

Зона 1 — фильтрования и отсоса фильтрата. Здесь камера соприкасается с суспензией. В это время камера соединена с источником вакуума. Под действием вакуума фильтрат проходит через фильтровальную ткань, сетку и перфорацию барабана внутрь камеры и через трубу выводится из аппарата. На наружной поверхности барабана, покрытой фильтровальной тканью, образуется осадок 4.

Зона II — промывки осадка и отсоса промывных вод. Здесь камера, вышедшая из корыта с суспензией, также сообщена с источником вакуума, а на осадок с помощью устройства 8 подается промывная жидкость. Она проходит через осадок и по трубе выводится из аппарата.

Зона III — съема осадка. Попав в эту зону, осадок сначала подсушивается вакуумом, а затем камера соединяется с источником сжатого воздуха. Воздух не только сушит, но и разрыхляет осадок, что облегчает его последующее удаление. При подходе камеры с просушенным осадком к ножу 5 подача сжатого воздуха прекращается. Осадок падает с поверхности ткани под действием силы тяжести. Нож служит в основном направляющей плоскостью для слоя осадка, отделяющегося от ткани.

Зона IV — очистки фильтровальной перегородки. В этой зоне фильтровальная ткань продувается сжатым воздухом или водяным паром и освобождается от оставшихся на ней твердых частиц.

После этого ячейки с регенерированной тканью вновь входят в корыто с суспензией, и весь цикл операций повторяется.

Таким образом, на каждом участке поверхности фильтра все операции проводятся последовательно одна за другой, но участки работают независимо, и поэтому в целом все операции проводятся одновременно. т. е. процесс протекает непрерывно. Это одно из достоинств данного фильтра. Среди других следует отметить простоту обслуживания, возможность фильтрования суспензий с большим содержанием твердой фазы, хорошие условия для промывки осадка.

К недостаткам фильтра относятся сравнительно небольшая удельная поверхность фильтрования, относительно высокая стоимость, сложность герметизации, необходимость перемешивания суспензии в корыте б из-за противоположного направления движений частиц под действием силы тяжести и фильтрата.

Ленточный вакуум-фильтр. Фильтр представляет собой работающий под вакуумом аппарат непрерывного действия, в котором направления силы тяжести и движения фильтрата совпадают.

Схематически фильтр изображен на рис.5.

Перфорированная резиновая лента 2 перемещается по замкнутому пути с помощью приводного 8 и натяжного З барабанов. Фильтрующая ткань 5 прижимается к ленте при натяжении роликами б. Из лотка 4 на фильтрующую ткань подается суспензия. Фильтрат отсасывается в вакуум-камеры 1, находящиеся под лентой, и выводится из аппарата. Отложившийся на ткани осадок промывается жидкостью, подаваемой из форсунок 9. Промывная жидкость отсасывается в другие вакуум-камеры и также отводится из аппарата.

Рис.5. Ленточный вакуум-фильтр

1 -вакуум-камеры, 2 - перфорированная лента, З натяжной бара6ан, 4—лоток для подачи суспензии; 5 - фильтровальная ткань, б -натяжные ролики; 7- валик для перегиба ленты; 8 - приводной барабан 9—форсунки для подачи промывной жидкости

Осадок благодаря вакууму подсушивается и при перегибе ленты через валик 7 отделяется от ткани и сбрасывается в бункер. На обратном пути между роликами б фильтровальная ткань обычно регенерируется: очищается с помощью механических щеток, пропаривается или промывается жидкостью.

К достоинствам ленточных фильтров, помимо упомянутого выше совпадения направлений фильтрования и осаждения, относятся простота устройства (отсутствие специальной распределительной головки), хорошие условия промывки и обезвоживания осадка. Благодаря простоте съема осадка и регенерации ткани возможна обработка труднофильтруемых материалов.

Недостатками являются небольшая удельная поверхность и довольно быстрый износ фильтрующей ленты, громоздкость аппарата, сложность герметизации.

Дисковый вакуум-фильтр. Фильтр представляет собой аналог барабанного фильтра, в котором для увеличения поверхности фильтрования установлены диски с фильтрующими боковыми поверхностями.

Карусельный вакуум-фильтр. Такой фильтр обладает достоинствами нутчей, являясь аппаратом непрерывного действия. Фильтр состоит из ряда горизонтальных нутчей, размещенных по кругу и соединенных гибкими шлангами с распределительным устройством, аналогичным применяемому в барабанных и дисковых вакуум-фильтрах. При вращении рамы, на которую опираются нутчи, каждый из них последовательно проходит стадии заполнения суспензий, фильтрования, промывки осадка, его сушки, удаления осадка, промывки.

Фильтрующие центрифуги. Основной частью центрифуги является перфорированный барабан, насаженный на вращающийся вал. На барабане располагается фильтровальная ткань 4 (как правило, между барабаном и тканью помещают дренажную сетку).

Суспензию загружают в барабан сверху, после чего он приводится во вращение. Фильтрат (фугат) под действием центробежной силы проходит через осадок, фильтровальную перегородку и перфорацию барабана и попадает в кожух, откуда выводится. По окончании фильтрования осадок из барабана выгружают вручную.

Литература:

1. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии 9-ое изд. М.: Химия, 1973г, 750 с.

2. Айнштейн В.Г., Захаров М.Н., Носов Г.А., Захаренко В.В., Зиновкина Т.В., Таран А.Л., Костанян А.Е. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии. Учебник для вузов, в двух книгах. М.: Химия, 1999 (кн. 1, 888 с; кн.2, 872 с.)

3. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 1995г, 768 с (ч.1, 400с.; ч.2,368 с.)

4. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Л.: Химия: 1987, 576 с.

5.Основные процессы и аппараты химической технологии (Пособие по проектированию)./ Под ред. Ю.И. Дытнерского. М.: Химия, 1991, 496 с.

6. Руководство к практическим занятиям в лаборатории процессов и аппаратов химической технологии. Под ред. П.Г. Романкова, 5-ое изд. Л.: Химия, 1979, 256 с.

7. Скобло А.И., Трегубов И.А. Процессы и аппараты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. М.: Химия, 1982. 584 с.

8. Владимиров А.И. и др. Основные процессы и аппараты нефтегазопереработки. М.: ООО Недра-Бизнесцентр. 2002. 227 с.

9. Скобло А.И. и др. Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии. М.: Недра. 2000. 677 с.

10. Коган В.Б. Теоретические основы типовых процессов химической технологии. Л.: Химия, 1997. 512 с.