Виды фильтрующих перегородок

Для фильтрации могут применяться следующие виды перегородок:

насыпные фильтры, состоящие из слоя мелкозернистых материалов (гравий, песок, кокс), хорошие в отношении полноты разделения суспензий, по с большим сопротивлением; осадок проникает внутрь фильтрующего слоя и с трудом от него отделяется; фильтр применим для суспензий с очень малой концентрацией нсутилизируемого-осадка;

набивные фильтры — из слоя волокнистых материалов (вата хлопчатобумажная, шерстяная, шлаковая, стеклянная, асбестовое волокно и т. д.); характеристика та же, что и насыпных фильтров;

керамические фильтры — перегородки из плоских пористых кислотоупорных плиток, трубы из пористой керамики (поролитоные фильтры и др.); характеристика та же; применяются для фильтрации кислых сред;

тканевые фильтры — с относительно малым сопротивлением и конструктивно наиболее удобные; имеют наибольшее распространение;

проволочные плетеные фильтры — сетки из тонкой проволоки и.; цветных металлов и сплавов; задерживающая способность низкая, но так как через небольшое время после начала фильтрации фильтрующей перегородкой становится отложившийся осадок, сетчатые фильтры все же находят применение, причем первые порции мутного фильтрата возвращают на повторную фильтрацию.

При расчете фильтрующих аппаратов вводится понятие скорость фильтрации — количество фильтрата, прошедшего через единицу поверхности фильтрования за единицу времени:

При рассмотрении фильтрующей перегородки и слоя насадки, можно воспользоваться выражением сопротивления слоя зернистого материала.

R_ос — сопротивление осадка, R_фп — сопротивление фильтрующей перегородки.

Уравнение решается обычно для двух случаев фильтрования:

1) Dp = const

2) w = const

Простейшим аппаратом периодического действия для разделения неоднородных смесей является нутч-фильтр (рис. 1), используемый обычно в производствах малой мощности. Он представляет собой вертикальный цилиндрический корпус, разделенный фильтровальной перегородкой на две неравные камеры. Суспензия загружается в верхнюю, а фильтрат собирается в нижней камере. Необходимый перепад давлений создается либо вакуумированием нижней камеры (верхняя сообщается с атмосферой), либо подачей сжатого газа в верхнюю камеру (нижняя может быть сообщена с атмосферой). После промывки осадок выгружается, и цикл повторяется. Для облегчения выгрузки осадка нижняя камера аппарата, включающая фильтровальную перегородку, делается откидной; выгрузка осадка возможна также через боковые люки.

Рис. 1. Нутч-фильтр

1 - корпус; 2— фильтровальная перегородка; 3 - люк для выгрузки осадка

К числу распространенных фильтров периодического действия, используемых для разделения разбавленных суспензий, относится фильтр - пресс, состоящий из ряда чередующихся плит и рам прямоугольной или круглой формы, опирающихся боковыми лапами на два параллельных бруса станины. Между плитами и рамами прокладывают фильтровальные ткане­вые перегородки («салфетки»), после чего весь пакет стягивается гидравлическим механизмом между одной неподвижной концевой плитой и другой подвижной концевой плитой, перемещающейся на роликах. Края плит (рис. 2, б)имеют гладкую поверхность, а средняя часть — рифлёную, причем желобки сообщаются в нижней части каждой плиты с каналом для отвода фильтрата. Вверху плиты имеют центральное отверстие для подачи суспензии и два крайних отверстия для подачи промывной жидкости. Рамы, также имеющие по три отверстия, образуют между каждыми двумя соседними плитами камеры для осадка. При стягивании всего пакета отверстия в плитах и рамах совпадают, образуя сквозные каналы для суспензии и промывной жидкости, а края салфеток играют роль уплотняющих прокладок. Каналы, сообщающиеся только с камерами между плитами, заканчиваются у концевой плиты.

Суспензия, нагнетаемая насосом, поступает в камеры фильтр-пресса, откуда жидкость (фильтрат), пройдя через обе салфетки каждой камеры, стекает по желобкам к выходным каналам (рис. 2, в), а осадок накапливается внутри камер. После заполнения последних подача суспензии прекращается, и по каналам, имеющимся только у половины плит (рис. 2, в), нагнетается промывная жидкость. В это время половина сливных каналов перекрывается кранами, поэтому промывная жидкость последовательно проходит через обе фильтровальных перегородки (салфетки) и слой осадка между ними. После промывки осадок часто продувают воздухом (иногда перегретым паром) для удаления остатков фильтрата. Затем отодвигают подвижную плиту, разъединяют плиты и рамы, удаляют осадок и снова стягивают весь пакет. Плиты и рамы, изготовляемые из чугуна, стали и керамики, при необходимости снабжают специальными каналами для теплоносителей и хладагентов. Поверхность фильтрования у фильтр-прес­сов достигает 140 м², рабочее давление - 1, 5 МПа.

а

б в

г д

Рис. 2. Рамный фильтр-пресс

а- общий вид: 1 - плиты; 2 - рамы; 3 - опорный брус; 4 - неподвижная плита; 5 - подвижная плита; 6 - гидравлическая система; 7 - подача суспензии; 8 - подача промывной жидкости; 9 - удаление фильтрата; б - плита; в - рама: 1 - гладкая поверхность плиты; 2 - желобок; 3 - фильтровальная перегородка; 4 - канал для выхода фильтрата и промывной жидкости; 5 - проходы для суспензии; 6 - проходы для промывочной жидкости; г, д - стадии фильтрования и промывки: 1 - средний канал для суспензии; 2 и 9- каналы; 3 - межплиточное пространство; 4- плиты; 5 — рамы; 6 — выход фильтрата и промывной жидкости; 7 - кран; 8 - боковой проход для промывной жидкости.