Фильтровальные аппараты непрерывного действия

Фильтрация. Разновидность фильтров и фильтруемых сред. Дать краткое описание аппаратам данной технологии. Сравнить аппараты по эффективности

Фильтрация — эго механическое (с помощью фильтровального материала) разделение суспензии на жидкость и твердое вещество на основе разного размера частиц.
Используемый здесь фильтровальный материал пропускает практически свободную от твердого вещества жидкость (фильтрат) и задерживает частицы твердого вещества (фильтровальный осадок).
Фильтрация может проводиться с разной целью — для осветления, когда нужен только фильтрат, и разделения, когда и фильтрат, и фильтровальный осадок передаются на дальнейшую обработку.
В зависимости от механизма осаждения твердых частиц, различают следующие способы фильтрации; ситчатый. глубинный и через фильтровальный осадок.

Фильтровальные аппараты периодического действия

Нутч-фильтр

Нутч-фильтры состоят из плоского резервуара цилиндрической формы с горизонтальной фильтрующей поверхностью.
Современные конструкции оснащены ме­ханизмами, приводящими во вращение находя­щиеся в резервуаре мешалку и отводящую ло­патку. Для инициации процесса фильтрации используется преимущественно избыточное давление.

Рабочий цикл нутч-фильтра включает в себя несколько этапов:
— В фазе собственно фильтрации суспензия протекает в нутч, образуя на фильтрующей поверхности все возрастающий фильтровальный осадок. Мешалка равномерно распределяет суспензию по фильтрующей поверхности.
— После прекращения подачи суспензии и слива фильтрата на осадок разбрызгивается промывочная жидкость.
— После стекания промывного фильтрата отключается подача сжатого газа Расположенная по центру отводящая трубка с лопаткой опускается, и вращающаяся лопатка сдвигает осадок в отводящую трубку.
Нутч-фильтры хорошо зарекомендовали себя при разделении суспензий с образованием пористого осадка.

Тарельчатый фильтр

Тарельчатые фильтры, которые в зависимости от их формы называют также пластинчатыми или дисковыми, имеют достаточно большое число фильтровальных тарелок (до 20 штук), размещенных друг над другом на центральном, вертикально стоящем полом валу. Вся эта конструкция находится в сосуде под давлением.
Каждая фильтровальная тарелка представляет собой собственно фильтрующий элемент с полым днищем, обтянутым фильтровальным материалом.

Процесс фильтрования проходит за одну рабочую операцию.
Сосуд заполняется суспензией снизу, после чего в него подается давление. Оно отжимает суспензию на отдельных фильтровальных тарелках сквозь фильтровальный материал. Фильтрат просачивается через фильтровальный материал и стекает по днищу тарелки и перфорированному полому валу. На фильтровальном материале образуется осадок.
После спуска остаточной суспензии из сосуда лежащий на тарелках осадок можно промыть, пропуская через него воду, а затем подсушить продувкой теплого воздуха.
После снятия давления и открытия донной задвижки происходит выгрузка фильтровального осадка. С этой целью пакет тарелок приводится во вращение, причем осадок сбрасывается с тарелок и выпадает из сосуда.
Тарельчатые фильтры обладают большой фильтрующей поверхностью.

Фильтр-пресс

Фильтр-прессы состоят из большого числа (до 50 штук) расположенных вертикально друг за другом фильтровальных элементов. Отдельные элементы представляют собой рифленые пластины, покрытые фильтровальным полотном. Эти пластины установлены с возможностью смещения на направляющих штангах. В процессе фильтрации пластины гидравлическим способом прижаты друг к другу между неподвижной (головной) частью и подвижной частью, так что достигается их взаимное уплотнение. При выгрузке отдельные пластины выдвигаются относительно друг друга и фильтровальный осадок извлекается вручную либо полностью автоматически.
В зависимости от исполнения отдельных фильтровальных элементов различают два вида фильтр-прессов.
У рамного фильтр-пресса разделительная камера представляет собой плоскую квадратную полость, образованную полой рамой и двумя фильтровальными пластинами с рифленой поверхностью.
Эти пластины обтянуты фильтровальным полотном, фиксированным между рамами и пластинами.
Подлежащая разделению суспензия притекает в разделительные камеры сверху под давлением (от 3 до 15 бар) по общей подающей трубе. Фильтрат проникает сквозь фильтровальное полотно, стекает по канавкам в пластинах и отводится по расположенному внизу коллектору. Твердое вещество образует на полотне осадок, который с течением времени заполняет почти всю разделительную камеру. Тогда фильтр-пресс открывается за счет разъема пластин и полых рам и фильтровальный осадок просто вываливается сам либо извлекается иным способом. После совмещения пластин и рам начинается новый рабочий цикл.
Чтобы было удобнее раздвигать и сдвигать пластины и полые рамы, они смонтированы на направляющих штангах, что заметно ускоряет эту операцию.
У камерного фильтр-пресса разделительная камера образуется квадратными углублениями в достаточно толстых пластинах, обтянутых фильтровальным полотном. Суспензия притекает по центру. Фильтрат просачивается сквозь фильтровальное полотно и стекает по двум коллекторам. Осадок постепенно увеличивается в фильтровальной камере и после раздвигания пластин просто выпадает.
Рамные фильтр-прессы используются преимущественно для легко фильтруемых суспензий и жидкого шлама.
Камерные фильтр-прессы вполне годятся и для разделения суспензий, с трудом поддающихся фильтрации, производимой, например, с целью осветления.

Фильтровальные аппараты непрерывного действия