Фильтры непрерывного действия

ФИЛЬТРЫ ПЕРЕОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ

Не приводя детального вывода, выражение для максимальной производительности для поверхности фильтра в 1 м можно представить в следующем виде:

, (3.7)

где

, (3.8)

, (3.9)

, (3.10)

В этих выражениях - вспомогательное время; - динамическая вязкость промывной воды; -давление при промывке; -число одновременно промываемых слоев осадка; и -начальная и конечная концентрация растворимого вещества в промывной жидкости; -константа промывки.

Минимальная продолжительность цикла работы фильтра:

, (3.11)

при этом время фильтрации , (3.12)

время промывки , (3.13)

Полная максимальная производительность фильтра:

, (3.14)

Здесь площадь фильтрования:

, (3.15)

При этом объем фильтра: , (3.16)

и толщина осадка: , (3.17)

Затраты на работу установки, включающей фильтров,

, (3.18)

где - общий объем фильтрата, подлежащего удалению из суспензии; Т-затраты на время одного цикла работы фильтра; -объем фильтрата с 1 м площади фильтрования за цикл: - площадь поверхности фильтрата

Затраты на проведение одного цикла работы фильтра:

, (3.19)

где - затраты на проведение рабочих операций фильтрации и промывки, причем производственные затраты на фильтрацию, затраты на амортизацию фильтр-прессов ( стоимость фильтр-пресса, время его амортизации, число рабочих суток в году, число рабочих часов в сутках); - затраты на проведение вспомогательных операций ( затраты на разгрузку, сборку и разборку фильтр-пресса).

После подстановки выражения (3.19) в уравнение (3.18) его диференцируют и приравнивают производную к нулю. Тогда получают:

, (3.20)

откуда вспомогательное время , (3.21)

Оптимальная толщина слоя, а следовательно и оптимальная толщина плиты

, (3.22)

Оптимальная продолжительность цикла работы фильтра: , (3.23)

При этом время фильтрации , (3.24)

время промывки , (3.25)

Оптимальная производительность фильтра:

, (3.26

Оптимальное число фильтров для получения фильтрата в количестве :

, (3.27)

Минимальные затраты на работу одного фильтр-пресса за цикл:

Затраты при максимальной производительности фильтра:

, (3.30)

Минимальные затраты на работу нескольких фильтров:

, (3.29)

Минимальное число фильтр-прессов:

, (3.31)

Если , то :

, (3.32)

ФИЛЬТРЫ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

Необходимая производительность фильтра по фильтрату:

, (3.33)

по воздушно-сухому осадку:

, (3.34)

где -содержание твердой фазы в воздушно-сухом осадке.

Среднее удельное сопротивление осадка и фильтрующей перегородки определяют при заданном давлении фильтрации.

Параметры уравнения фильтрации для единицы площади фильтра:

Время фильтрации:

, (3.35)

Время промывки можно определить следующим образом. Зная на основании экспериментов количество промывной жидкости, расходуемой на единицу массы влажного осадка, определяют количество промывной жидкости, расходуемой на единицу площади фильтра:

,

Определение скорости промывки аналогично определению скорости фильтрации:

, (3.37)

откуда время промывки:

, (3.38)

Заменив

, (3.39)

и учитывая, что , получают время промывки:

, (3.40)

где

, (3.41)

При подаче воды форсунками время промывки надо увеличить, так как для предупреждения размывания осадка приходится покрывать водяными струями большую поверхность, чем зона промывки. Увеличение времени на промывку через отношение v действительно орошаемой форсунками площади фильтра к теоретической площади зоны промывки, т.е.:

, (3.42)

При подаче воды форсунками время промывки надо увеличить, так как для предупреждения размывания осадка приходится покрывать водяными струями большую поверхность, чем зона промывки. Увеличение времени на промывку через отношение v действительно орошаемой форсунками площади фильтра к теоретической площади зоны промывки, т.е.:

, (3.42)

где -число секций фильтра, одновременно находящихся в зонах просушки, съема и мертвых зонах; -общее число секций фильтра.

Эти величины могут быть заданы или выбраны по конструктивным соображениям.

Общая продолжительность рабочего цикла или время, затрачиваемое на один оборот барабана:

, (3.44)

При определении времени просушки осадка необходимо учесть, что обычно угол , занимаемый сектором зоны отдувки и съема осадка, составляет 45 - 55

Угол ( сектора мертвой 'зоны (от уровня жидкости до верхней границы зоны фильтрации) составляет 3°. угол сектора зоны от верхней границы зоны фильтрации до середины ее вервей ячейки составляет 360/2 . Угол, занимаемый секторами съема осадка и мертвых зон, равен сумме указанных углов:

, (3.45)

Тогда время просушки осадка:

, (3.46)

Полная поверхность фильтра:

, (3.47)

Частота вращения барабана в минуту:

, (3.48)

Углы секторов фильтра:

зоны фильтрации

, (3.49)

зоны промывки

, (3.50)

зоны просушки

, (3.51)

мертвых зон (ниже уровня жидкости)

, (3.52)

В выражениях (3.49)-(3.51) угловая скорость барабанная фильтра.

Глубина погружения барабана в суспензию:

, (3.53)

где диаметр барабана.

Выбор вспомогательного оборудования. Для выбора вакуум насосов необходимо знать зависимость количества воздуха просасываемою через зоны промывки и просушки, от времени пребывания в этих зонах. Для приближенного определения этой зависимости можно рекомендовать формулу:

, (3.54)

где динамическая вязкость воздуха; коэффициент, учитывающий превышение действительного расхода воздуха над теоретическим из-за попадания наружного воздуха через не плотности.

Для определения сечения трубопроводов можно принимать следующие скорости: для жидкостей -0,5 м/с, для мокровоздушной смеси- 4м/с.

Полезный объем ванны для фильтров:

, (3.55)

где объем поступающей суспензии:

, (3.56)

здесь плотность суспензии:

, (3.57)