Фильтровальные перегородки. Аппаратурное оформление процесса фильтрования и пути интенсификации работы фильтров.

От правильного выбора фильтровальной перегородки зависит производительность фильтра и качество получаемого фильтрата.

Рассмотрим, каким образом производится выбор фильтровальной перегородки.

Изначально выбирают несколько видов фильтровальных перегородок. Выбор основывают на основе анализа размеров частиц фильтруемой суспензии и размеров пор перегородок. Окончательный выбор осуществляют только после экспериментальных исследований и промышленных испытаний.

Фильтровальные перегородки могут изготавливаться как из органических так и из неорганических материалов:

-металические

-тканевые

-стеклянные

-из нетканых материалов

-полимерных материалов

Фильтровальные перегородки разделяют на поверхностные и глубинные.

Поверхностные перегородки – те, на которых частицы твердой фазы при разделении суспензии задерживаются на поверхности и не проникают внутрь перегородки.

Глубинные перегородки – те, в внутрь которых проникают частицы твердой фазы и там задерживаются, при этом на поверхности перегородки не образуется слоя осадка.

По принципу действия фильтры делятся на аппараты непрерывного и периодического действия.

В фильтрах периодического действия можно организовать любой процесс фильрования. В фильтрах непрерывного действия обычно осуществляют фильтрование при постоянной разнице давлений. Фильтры могут работать под вакуумом и под давлением, последние более металоемкие.

Различают следующие типы фильтров:

1- Нутч-фильтры.

Аппараты периодического действия. Представляют собой емкостной аппарат объемом до 1м³, внутри которого помещена фильтровальная перегородка.

2 – Рамные фильтр-прессы.

Представляют собой набор вертикально расположенных рам и плит чередующихся между собой, между которыми помещается фильтровальная ткань.

Преимущество данных фильтров в большой поверхности фильтрования на еденицу производственной площади, а также возможность отключения отдельных секций.

Недостаток даной конструкции это ручная замена фильтровальных перегородок. Данная операция весьма трудоемка, поэтому такие фильтры применяют для фильтрации суспензий с небольшой концентрацией твердой фазы.

3 – Барабанные вакуумфильтры.

Аппараты непрерывного действия. Представляют собой горизонтально расположенный барабан диаметром 1, 5-3м. и длиной примерно равной диаметру. Барабан вращается с частотой 1-3об/мин. На боковую поверхность барабана натягивается фильтровальная ткань. Боковая поверхность барабана перфорированная. Каждое отверстие при помощи трубки и полого вала соединнено с соответствующим сборником фильтрата или промывной жидкости и соответственно с источником вакуума или давления. При вращении 30-40% боковой поверхности барабана погрущается в суспензию.

В барабанных фильтрах выделяют пять основных зон: 1-зона фильтрования, 2-зона первого обезвоживания, 3-зона промывки осадка, 4-зона второго обезвоживания, 5-зона удаления осадка, 6-зона регенерации фильтровальной перегородки.

Пути интенсификации работы фильтров.

Для увеличения производительности фильтров увеличивают либо поверхность фильтрования либо скорость фильтрования (интенсификация).

Скорость фильтрования можно увеличить тремя способами:

1-конструкционный

2-технологический

3-физикохимический

Конструкционный способ предпологает применение вибрационного, динамического (реверсивного) фильтрования и автоматизацию процесса.

Технологический способ предпологает оптимизацию следующих параметров: толщины осадка, разности давлений, концентрации исходной суспензии.

Физикохимический предпологает введение дополнительных веществ с целью объединения частиц твердой фазы суспензии, что позволяет снизить гидравлическое сопротивление осадка. Данные вещества вводят либо до либо в процессе фильтрования.