Общие сведения и классификация фильтров.

Фильтры.

Общие сведения и классификация фильтров.

Для разделения суспензий наиболее широко применяются фильтры, для эмульсий – центрифуги и сепараторы, для грубого разделения суспензий – гидроциклоны, для разделения аэрозолей – аппараты сухой и влажной пылеочистки и электрофильтры.

Фильтрованием называют процесс разделения неоднородных жидких и газовых систем с помощью пористых проницаемых перегородок, задерживающих твердую и пропускающих жидкую и газовую фазы.

Для осуществления этого процесса необходимо создать разность давлений по обе стороны фильтровальной перегородки (движущаяся сила процесса Dр), которая создается: 1) гравитацией; 2) избыточным давлением; 3) вакуумом.

В зависимости от величины и способа создания движущей силы различают:

1) гравитационные, т.е. работающие под наливом – под действием гидростатического давления слоя суспензии (нутч – фильтры) Dр ~ 1, 5 ат.

2) Фильтры, работающие при избыточном давлении (фильтр – прессы) Dр ~ до 5 ат.

3) вакуум – фильтры, Dр ~ 0, 85 ат.

По принципу действия все фильтры делятся:

1) периодического действия;

2) непрерывного действия.

Фильтры периодического действия работают преимущественно при повышенном давлении. К ним относятся рамные и камерные фильтр – прессы, емкостные, листовые, мешочные, патронные фильтры, а также фильтры с зернистым фильтрующим материалом.

Осадок из этих фильтров обычно выгружается в ручную, что является их существенным недостатком. Устройствами для механического съема осадка снабжены фильтры периодического действия, работающие при избыточном давлении: дисковые фильтр – прессы с центробежным сбросом и удалением осадка (шлака), автоматизированные камерные фильтр – прессы.

Фильтры непрерывного действия в подавляющем большинстве случаев работают под вакуумом. К ним относятся вакуум – фильтры барабанные, дисковые, тарельчатые, карусельные и ленточные.

Основным конструктивным элементом любого фильтра является фильтровальная перегородка.

Выбор типа фильтровальной перегородки определяется следующими основными критериями:

1) она должна пропускать частицы твердой фазы с возможно наименьшим диаметром;

2) должна быть коррозионно - стойкой как к фильтрату, так и к осадку;

3) должна быть термостойкой и износостойкой;

4) должна обладать достаточной механической прочностью.

В качестве фильтровальных пористых перегородок в фильтрах используют различные ткани, проволочные и полимерные сетки, бумагу, металлические, стеклянные, керамические плоские пористые пластины и полые цилиндры, ионообменные смолы и др. Достаточно широко используют слои зернистого материала – песка, гравия, угля, древесных опилок и т.п.

В процессе фильтрования на фильтровальной перегородке, имеющей какое–то начальное сопротивление, образуется осадок, создающий дополнительное сопротивление, которое растет по мере роста осадка. Поэтому скорость процесса фильтрования прямо пропорциональна разности давлений и обратно пропорциональна сопротивлению пористой перегородки и осадка. С течением времени толщина осадка увеличивается, возрастает его гидравлическое сопротивление и уменьшается скорость процесса.