Фильтрование и центрифугирование

Широко распространенным в химической технологии гидромеханическим процессом является фильтрование – разделение неоднородных систем при помощи фильтров с использованием пористых (фильтровальных) перегородок, которые задерживают твердую фазу суспензии (осадок) и пропускают ее жидкую фазу (фильтрат). Разность давлений по обе стороны фильтровальной перегородки создают разными способами, в результате чего осуществляются различные способы фильтрования (осветление; фильтрование при постоянной разности давлений, при постоянной скорости, при переменных разности давлений и скорости).

В производственных условиях процесс фильтрования состоит из операций разделения суспензий на осадок и фильтрат, промывки, продувки и сушки осадка на фильтре.

Под центрифугированием понимают процесс разделения эмульсий и суспензий в поле центробежных сил с использованием сплошных или фильтровальных перегородок. Проводится процесс в центрифугах, при этом суспензия разделяется на осадок и фугат (жидкую фазу). Разделение эмульсий в осадительных центрифугах именуется сепарацией, в фильтрующих центрифугах – центробежным фильтрованием.

Рис. 2.37. Ленточный вакуум-фильтр:

1 – приводной барабан, 2 – форсунка, 3 – вакуум-камера, 4 – резиновая лента, 5 – лоток, 6 – натяжной барабан, 7 – натяжные ролики, 8 – коллектор для отвода фильтрата, 9 – коллектор для отвода промывной жидкости, 10 – сборник осадка, 11 – фильтровальная ткань. Потоки: I – суспензия, II – осадок

Рис. 2.38. Нутч-фильтр с перемешивающим устройством:

1 – привод, 2 – корпус фильтра, 3 – мешалка, 4 – спускной кран, 5 – фильтровальная перегородка, 6 – фильтровальная ткань. Потоки: I – суспензия, II – фильтрат, III – осадок

Рис. 2.39.

Мембранный фильтр-пресс (а) и «подложка» (б):

1 – плита, 2 – стяжной болт, 3 – «подложка», 4 – мембрана, 5 – отверстие. Потоки: I – исходный раствор, II – концентрат, III – очищенная вода

8 III II 6 11 III 5 12 IV I

1 2 III 3 II I IV III 6 5 4

Рис. 2.40.

Скоростной контактный фильтр:

1 – корпус, 2 – система удаления промывных вод, 3 – система подачи сточных вод, 4 – система подачи промывных вод, 5 – пористый дренаж, 6 – фильтрующий (зернистый, песчаный) материал. Потоки: I – сточная вода, II – коагулянт, III – промывная вода, IV – очищенная вода

Рис. 2.41. Конструкция фильтра с подвижной загрузкой:

1 – корпус, 2 – дренажная камера, 3 – средняя камера, 4 – каналы, 5 – щелевые трубы, 6 – ввод сточной воды, 7 – классификатор, 8 – промывное устройство, 9 – труба для подачи промывной воды, 10 – отвод промывной воды, 11 – коллектор, 12, 13 – трубы, 14 – кольцевой коллектор, 15 – гидроэлеватор. Потоки: I – вода, II – сточная вода, III – промывная вода, IV – очищенная вода

Рис. 2.42. Микрофильтр:

1 – вращающийся барабан, 2 – устройство для промывки, 3 – лоток для сбора промывных вод, 4 – труба для отвода промывных вод, 5 – камера для удаления осветленной воды. Потоки: I – сточная вода, II – промывная вода, III – осветленная вода

3 4 5 6 7 4 I 8 1 9 II

Рис. 2.43. Фильтр

с пенополиуретановой загрузкой:

1 – слой пенополиуретана, 2 – камера, 3 – элеватор, 4 – направляющие ролики, 5 – лента, 6 – ороситель, 7 – отжимные ролики, 8 – емкость для регенерата, 9 – решетчатая перегородка. Потоки: I – сточная вода, II – очищенная вода

Рис. 2.44. Центрифуга с инерционной выгрузкой осадка:

3 II I 4 Узел А 2 5 А 6 10 III 1 8

1 – воронка для поступления суспензии, 2 – ротор, 3 – канал для удаления фугата, 4 – канал для удаления твердых частиц, 5 – шнек

Рис. 2.45. Гидроциклон:

1 – цилиндрическая часть корпуса, 2 – коническое днище, 3 – штуцер для подачи суспензии, 4 – штуцер для выхода шлама, 5 – патрубок, 6 – перегородка, 7 – штуцер для слива

Рис. 2.46. Фильтрующая центрифуга периодического действия:

1 – станина, 2 – перфорированный барабан, 3 – крышка, 4 – кожух, 5 – ступица, 6 – подшипник, 7 – электродвигатель, 8 – шкив с ременной передачей, 9 – дренажная сетка, 10 – фильтрующая ткань. Потоки: I – суспензия, II – осадок, III – фильтрат

	1 2 3 4 5 6 I 1 7 I III II III II

Рис. 2.47. Фильтрующая центрифуга

с гравитационной выгрузкой осадка:

1 – вал, 2 – барабан, 3 – распределительный диск, 4 – упорная втулка. Потоки: I – суспензия, II – осадок, III – фильтрат

Рис. 2.48. Центрифуга

Непрерывного действия

с пульсирующей выгрузкой осадка:

1 – полый вал, 2 – шток, 3 – корпус, 4 – поршень-толкатель, 5 – приемный конус, 6 – барабан, 7 – сито. Потоки: I – суспензия, II – осадок, III – фильтрат