Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Конструкции фильтров. Периодически и непрерывно действующие. Классификация. Фильтры, работающие под давлением. Вакуум-фильтры. Способы снятия осадка
|
|
Фильтры подразделяются прежде всего на непрерывно и периодически работающие. На первых возможен лишь режим работы при постоянной разности давлений, на вторых - практически любой. При фильтрации различных материалов химической технологии чаще всего применяют фильтры непрерывного действия.
Другой важной характеристикой фильтров является способ создания давления. В фильтрах, работающих под давлением, перепад давлений может достигать 3 ÷ 5 атм, редко 10 атм. В вакуум-фильтрах перепад давлений не может превышать 1 атм.
Однако фильтры, работающие под давлением, конструктивно более сложны, так как должны иметь кожух и устройство для вывода осадка из зоны с повышенным давлением в атмосферную зону. Эти фильтры менее удобны в эксплуатации и дороги.
Вакуум-фильтры конструктивно проще, дешевле, удобнее для эксплуатации и наблюдения за ходом работы. Однако поддержание вакуумной линии в хорошем состоянии создает определенные проблемы.
Если осадок обладает большим гидравлическим сопротивлением и мало сжимаем, то лучше применять фильтры, работающие под давлением. Однако при фильтрации металлургических отходов чаще применяют вакуум-фильтры, так как гидравлическое сопротивление флотационных добавок, как правило, невелико.
Конструкции фильтровального оборудования разнообразны. Рассмотрим некоторые общие принципы действия и основные особенности. Наиболее простым фильтром периодического действия является нутч-фильтры (рис.5.6).
 |
Они широко распространены в металлургических лабораториях и могут работать как под давлением, так и в разряженной атмосфере. Нутч-фильтры представляют собой, как правило, цилиндрические емкости со сплошными и ложными днищами. На последнем крепится фильтровальная перегородка.
Для ускорения фильтрации пространство между двумя днищами присоединяется к вакуумной системе.
В других случаях давление создают над пористой перегородкой. Нутч-фильтры работают периодически. Пульпа заливается сверху, а фильтрат выводится через патрубок в днище. Эти фильтры конструктивно просты, однако удаление осадка производится вручную. Существуют конструкции с опрокидывающимися фильтровальными перегородками, но и они полностью не устраняют ручной труд.
Некоторое распространение имеют пресс-фильтры, которые также работают периодически и требуют ручного труда для разборки фильтра и очистки его фильтровальных перегородок от осадка. Преимущество этих фильтров - большая фильтрующая поверхность и возможность работы под давлением до 3 атм.
В фильтр-прессе направление силы тяжести и движения фильтрата перпендикулярны.
 |
Фильтр-пресс с вертикальными рамками (рис.5.7) состоит из чередующихся плит 1 и рам 2 одинакового размера. Плиты и рамы опираются боковыми ручками на два параллельных бруса 3. Между соприкасающимися поверхностями плит и рам имеются тканевые фильтровальные перегородки.
Плита, рама и фильтровальная перегородка образуют единичную ячейку фильтра. В фильтр-прессе таких ячеек много, все они прижимаются друг к другу специальным устройством. Принцип работы фильтра ясен из рис.5.8. Пульпа под давлением по каналам подается в рамы ячеек. Фильтрат проходит ткань и удаляется через специальные каналы 6 в раме.
Наиболее распространенным фильтровальным оборудованием в металлургическом производстве являются вакуум-фильтры непрерывного действия. Обычно их подразделяют на барабанные, дисковые и горизонтальные. Горизонтальные фильтры могут быть тарельчатыми (план-фильтры), карусельными и ленточными. Все вакуум-фильтры имеют следующие характерные особенности:
 |
1)выход фильтровальной перегородки во время работы из зоны нахождения суспензии и образования осадка и вход в зону разгрузки;
2)наличие распределительного устройства, регулирующего давление под фильтровальной перегородкой в различных участках фильтра;
3)кажущийся непрерывный цикл работы, который в действительности является бесконечным рядом ограниченных в пространстве периодических процессов.
Наиболее распространены обычные барабанные вакуум-фильтры. Поверхность фильтрования у них колеблется от 0, 1 до 75 м2.
Барабанные вакуум-фильтры подразделяются на фильтры с внешней и внутренней фильтрующей поверхностью. Последние удобны в случае фильтрации грубозернистого материала, который осаждается на фильтрованную перегородку, а не в корыто. Они рекомендуются для пульп, в которых осаждение частиц происходит со скоростью более 8 мм/с.
Фильтры с внешней фильтрующей поверхностью подразделяются по способу съема осадка: со скребковым съемом, со шнуровым и с сходящим фильтровальным материалом.
Барабанные вакуум-фильтры состоят из трех основных частей (рис.5.9): барабана с дренажными канавами и каналами, на которых закрепляется фильтровальная ткань; распределительного устройства, регулирующего цикл работы - отсос фильтрата, отдув осадка, и фильтровального корыта, в которые подается суспензия. Принцип работы фильтров пояснен на рисунках 5.6 - 5.18.
 |
В процессе фильтрации на вакуум-фильтрах происходит чередование трех основных циклов работы - фильтрация в зоне пульпы и не сколько выше по ходу движения барабана; просушка, когда в опоры осадка начинает проникать воздух, и отдув, когда под фильтровальную перегородку вместо вакуума подключается воздух под давлением. Эта операция облегчает отслоение осадка от фильтроткани и способствует ее очистке от застрявших частиц.
Для облегчения съема осадка применяется шнуровой съем осадка (рис.5.10).
 |
Бесконечные шнуры, огибающие фильтровальный барабан, находятся в 12÷ 13мм один от другого. Шнуры тангенциально сходят с барабана, отделяя слой осадка.
Характерной особенностью шнурового съема осадка является возможность съема при малой его толщине, порядка 1, 5 мм вместо 6 ÷ 12 мм для скребкового съема. Благодаря этому можно фильтровать и трудно разделяемые суспензии. Успешность применения данных фильтров зависит, безусловно, от способности осадка сниматься шнурами. Такое свойство осадка необходимо проверить экспериментально, прежде чем выбрать этот фильтр.
Некоторые барабанные фильтры устроены так, что во время их работы фильтровальный материал сходит с вращающегося барабана и за тем снова возвращается на него (рис.5.11).
 |
Такая конструкция улучшает условия разгрузки осадка и промывки фильтровального материала. Это в конечном итоге увеличивает производительность и срок службы фильтровальных тканей.
 |
Принцип действия вакуум фильтров с внутренней фильтрующей поверхностью аналогичен, только пульпа подается внутрь, а разгрузка осадка осуществляется скребком в бункер. Осадок из бункера выводится транспортером (рис.5.12).
Дисковые вакуум-фильтры предназначены для фильтрования пульп и суспензий, содержащих твердые частицы, осаждающиеся со скоростью не более18 мм/с и образующие осадок, не требующий промывки, толщиной не менее8 мм за время фильтрования до 4 мин (рис.5.13).
Дисковые вакуум-фильтры состоят из полого вала с укрепленными на нем дисками, погруженными в корыто с пульпой, которая перемешивается мешалкой. Диски собираются из 12 отдельных пустотелых секторов с перфорированной или рифленой поверхностью.
Каждый сектор, представляющий собой самостоятельный фильтрующий элемент, присоединяется к полому валу при помощи патрубка и радиальных спиц (рис.5.14).
Вал установлен горизонтально. На нем размещается несколько параллельных дисков. Полный цикл фильтрования завершается за один оборот диска. Смена режимов работы фильтрующих элементов - (фильтрация - отдувка) осуществляется путем подсоединения элементов к
 |
различным каналам распределительной головки. Осадок снимается ножами,
 |
как обычно.
Планфильтры или чашевые и ленточные фильтры, предназначены для фильтрации крупнозернистых пульп, например, пульп марганцевых руд, угольных шлаков и других, крупностью до 3 мм.
Планфильтр представляет собой тарель, покрытую фильтровальной перегородкой. Пульпа поступает сверху и быстро фильтруется. Образующийся осадок разравнивается специальным приспособлением, а затем снимается шнеком. Полный цикл фильтрования завершается за один оборот тарели и регулируется распределительной головкой (рис.5.15).
 |
Ленточный вакуум-фильтр (рис.5.16)состоит из закольцованной резиновой ленты с рифленой поверхностью и прорезями приводного и натяжного барабанов, вакуум-камеры, ножевого устройства для съема осадка, промывных устройств и привода. Лента покрыта фильтровальной тканью. Борта ленты скользят по двум направляющим планкам. Средняя часть ленты прилегает к колосниковой решетке над вакуумной камерой. Пульпа поступает на ленту из питающего лотка, осадок снимается ножевым устройством. Цикл фильтрования совершается за время прохождения ленты над вакуумной камерой. Пульпа поступает на ленту из питающего лотка, осадок снимается ножевым устройством. Цикл фильтрования совершается за время прохождения ленты над вакуумной камерой. При прохождении ленты в мертвой зоне - внизу ее можно промывать от забивших ее частиц.
Карусельные фильтры представляют собой набор опрокидывающихся нутч-фильтров, подсоединенных радиальными трубами к цен тральному полому валу. Пульпа загружается сверху в нутч. За время движения последнего до зоны разгрузки, где нутч опрокидывается и подается воздух для отдувки, происходит фильтрование.
Фильтры производительны, но дороги из-за сложной конструкции (рис.5.17).
 |
Для ускорения процесса расслоения применяют фильтры сгустители. Они представляют собой комбинацию этих двух аппаратов. В одной из конструкций в сгуститель помещают рамы от фильтр-пресса (листовые фильтры). Режим работы листового фильтра регулируется распределительным устройством. Получают слив и фильтрат, который удаляется с листового фильтра при отдуве и разгружается в конической части вместе с осевшим осадком. Существуют конструкции, в которых получают только фильтрат и осадок, а слив не выделяют (рис.5.18).
 |
|
|