Фильтры непрерывного действия

Фильтры непрерывного действия работали только под вакуумом. В последнее время появились конструкции таких фильтров, работающих под давлением.

Непрерывно действующие вакуум-фильтры представляют собой вращающиеся барабаны или диски, внутри которых при помощи вакуум-насоса создано разрежение; поверхность барабанов (или дисков) покрыта фильтрующей перегородкой. При вращении барабана часть его поверхности погружается в фильтруемую суспензию, фильтрат проходит через фильтрующую перегородку внутрь барабана, а осадок остается на ней. По мере вращения барабана осадок промывается и снимается с поверхности. Таким образом, за один оборот барабана происходит непрерывное автоматическое чередование всех циклов работы фильтра—фильтрование, промывка, сушка и разгрузка.

Барабанные вакуум-фильтры с наружной фильтрующей поверхностью. Барабанный непрерывно действующий вакуум-фильтр с наружной фильтрующей поверхностью (рис.) представляет собой полый барабан 1, погруженный в резервуар с фильтруемой суспензией и вра­щающийся в ней. Барабан имеет перфо­рированную или рифленую поверхность и покрыт металлической сеткой, на кото­рую натянута фильтрующая ткань. Барабан разделен на несколько разобщенных секторов (ячеек), сообщающихся через каналы в полых цапфах с неподвижной распределительной головкой 2, состоящей из нескольких камер. В отдельные камеры головки подведены трубопроводы вакуума или сжатого воздуха.

Осадок, отделившийся от ткани, легко снимается ножом, подве­денным к фильтрующей поверхности. После съема осадка ткань для ее регенерации вторично продувается воздухом (паром) или промывается водой. После этого процесс начинается сначала.

Поверхность фильтрации барабанных вакуум-фильтров обычно равна 5—40 м².

Барабанные вакуум-фильтры с внутренней фильтрующей поверх­ностью. В описанных выше вакуум-фильтрах фильтруемая суспензия находится снаружи барабана, вследствие чего на фильтрующую ткань осаждаются в первую очередь наиболее мелкие частицы, так как крупные, обладающие большим весом, располагаются в нижних слоях жидкости в резервуаре. Образование первоначального слоя осадка из наиболее мелких частиц затрудняет фильтрацию и уменьшает производительность фильтра.

Этот недостаток устранен в конструкции непрерывно действую­щего вакуум-фильтра с внутренней фильтрующей поверхностью (рис.). Здесь ячейки расположены кольцом по окружности барабана и рабочей стороной, покрытой фильтрующей тканью, обращены во внутрь барабана.

Суспензия поступает внутрь барабана 1 по трубе 2 и располагается в его нижней части; при этом на фильтрующей поверхности в первую очередь осаждаются более тяжелые частицы, и таким образом устраняется возможность закрытия пор ткани мелкими частицами.

Циклы работы сменяются так же, как и в барабанных вакуум-фильтрах с наружной фильтрующей поверхностью. Осадок, снимаемый ножом 3, падает на помещенный внутри барабана ленточный транспортер или шнек 4 и удаляется через открытую торцовую часть барабана.

Дисковые вакуум-фильтры. Наряду с барабанными фильтрами широко распространены также дисковые вакуум-фильтры непрерывного действия. Основными преимуществами этих фильтров по сравнению с барабанными являются:

1) значительно меньший расход энергии;

2)простота смены фильтрующей ткани и меньший расход ее (при повреждении ткань может быть заменена на одном лишь секторе, составляющем от одной восьмой до одной двенадцатой части окружности диска);

3)компактность установки, и более низкая стоимость аппарата.

4)Дисковые вакуум-фильтры обладают большой поверхностью фильтрации (до 85 м²).

Дисковый вакуум-ф и л ь т р (рис.) имеет следующее устройство.

На пустотелом валу 1 посажены диски 2, состоящие из отдельных деревянных (иногда алюминиевых и из других материалов) секторов, обтянутых фильтрующей тканью. Вал с дисками медленно со скоростью до 3 об/мин.) вращается в резервуаре 3, в который подается фильтруемая суспензия. Вследствие разрежения внутри дисков, создаваемого вакуум-насосом (присоединенным к фильтру по той же схеме, что у барабанного вакуум-фильтра), жидкость проходит через ткань внутрь дисков и по полому валу удаляется в приемник фильтрата.

Осадок прилипает к фильтрующей поверхности каждого диска в виде лепешки, толщина которой зависит от свойств осадка.

Основными частями тарельчатого вакуум-фильтра или план-фильтра (рис.) является вертикальный вал 1 и горизонтальный перфорированный диск 2 с невысоким наружным бортом, разделенный на секторы-ячейки.

Рис. 13. Тарельчатый вакуум-фильтр (план-фильтр):

1—вертикальный вал; 2—горизонтальный вращающийся диск (тарелка); 5—распределитель­ная головка; 4—нож для съема осадка.

Каждая ячейка фильтра соединена с распределительной головкой 3, расположенной под диском. Фильтруемая суспензия подается сверху на ткань, покрывающую диск; осадок, снимается ножом 4 и сбрасывается в шнек или на ленточный транспортер. Фильтрация осуществляется за время почти полного оборота диска в горизонтальной плоскости, причем за время одного оборота секторы-ячейки последовательно соединяются со всеми секторами распределительной головки. Фильтр работает при разрежении 100—200 мм рт. ст.

Горизонтальные тарельчатые вакуум-фильтры применяют главным образом для обезвоживания крупнозернистых тяжелых суспензий.

Ленточные вакуум-фильтры. Непрерывно действующие ленточные фильтры находят все большее распространение в химической промышленности.

Рис. 14. Ленточный вакуум-фильтр:

1— стол с вакуум-камерами; 2—перфорированная резиновая лента; 3—приводной барабан; 4—натяжной ба­рабан; 5—фильтрующая ткань; 6—лоток для подачи суспензии; 7—форсунки; 8—коллектор для фильтрата; 9—валик для съема осадка; 10—редуктор; 11—электродвигатель.

Ленточный вакуум-фильтр (рис.) собирается на длинном столе, на котором закреплены ячейки или вакуум-камеры, соединяющиеся со сборником фильтрата и промывных вод. По поверхности стола скользит перфорированная резиновая лента 2 специального профиля, натянутая между приводным барабаном 3 и натяжным барабаном 4.

Рифленая поверхность ленты разделена поперечными ребрами на ряд секций, имеющих посредине вырезы удлиненной формы. По обе стороны ленты расположены высокие борта и желобы для резинового шнура, при помощи которого достигается плотное прилегание фильтрую­щей ткани к ленте. Ткань надевается поверх ленты в виде бесконечного полотна; по краям полотна вшиты резиновые шнуры, входящие в желобы резиновой ленты.

Ткань отделяется от резиновой ленты в конце стола и огибает валик 9, при этом с нее сбрасывается осадок. Иногда применяют секционный валик и подводят к нему пар или сжатый воздух для продув­ки ткани.

В ленточных звеньевых фильтрах резиновая лента заменена ковшами с перфорированным ложным днищем, укрепленным на бесконечной цепи. Днища ковшей покрыты фильтрующей тканью и соеди­нены гибкими трубками с золотниковым башмаком, скользящим по зер­калу камер, находящихся под вакуумом.

Ленточные капиллярные фильтры. В фильтрах этой конструкции (рис. 15) используется бесконечная фильтрующая лента 1 (из ткани), натянутая на направляющие ролики.

Ткань движется вследствие трения о бесконечные ленты 2 из войлока или фетра. Эти ленты также натянуты на направляющие ролики и приводятся в движение посредством парных валиков 5, которые одновременно используются для удаления влаги из капилляров отсасываю­щей войлочной ленты. Нижний горизонтальный участок фильтрующей ткани 1 поддерживается несущей решеткой 4, движущейся в том же направлении, что и ткань.

Таким образом, в капиллярных ленточных фильтрах действие вакуума заменено всасывающим эффектом капиллярных сил.

Ленточные фильтры пригодны для фильтрации суспензий с небольшим содержанием твердой фазы. Они отличаются от барабанных филь­тров простотой конструкции и повышенной производительностью при фильтрации неоднородных осадков, так как на ленте в первую очередь осаждаются более крупные частицы. Недостатками этих фильтров яв­ляются небольшая поверхность фильтрации и неполное использование фильтрующей ткани.

Фильтры непрерывного действия, работающие под давлением. Непрерывная фильтрация хорошо фильтрующихся осадков, главным образом кристаллических, осуществляется на непрерывно действующих вакуум-фильтрах. Плохо фильтрующиеся аморфные осадки до последнего времени обычно отделяли при помощи фильтров периодического действия, фильтр-прессов и нутч-фильтров.

Создание фильтров непрерывного действия работающих под давлением, позволило проводить фильтрацию также вязких и легко испаряю­щихся жидкостей непрерывным методом, а фильтрацию суспензий выполнять со значительно большей производительностью, чем на вакуум-фильтрах, работающих при перепаде давлений, меньшем 1 ат.

Барабанный непрерывно действующий фильтр, работающий под давлением. По своему устройству этот фильтр аналогичен обычному вакуум-фильтру. В отличие от последнего барабан фильтра заключен в герметический кожух. Суспензия подается под действием сжатого воздуха или насосом через нижний патрубок под давлением 2—5 ат и заполняет фильтр до уровня переливного патрубка, через который избыток суспензии отводится обратно в сборник.

При фильтрации под давлением 0,3—0,5 МПадостигается сравнительно большая производительность фильтра, и материал имеет низкую остаточную влажность.

Рис. Барабанный непрерывно действующий фильтр, работающий под давлением:

1—барабан; 2—герметический кожух; 3— патрубок для подачи суспензии; 4— переливной патрубок; 5— па­трубок для подвода сжатого воздуха; 6—цапфа; 7—распределительная головка; 8—ролики для съема осад­ка; 9 —фильтрующая ткань; 10 —ведущий ролик; 11—шнек; 12 —подшипники.

Процесс фильтрации совершается при полной герметичности аппарата, и давление не снижается. К недостаткам фильтра следует отнести трудность съема осадка.

Имеются также ленточные и дисковые фильтры непрерывного действия, работающие под давлением. По принципу действия они аналогичны описанным выше ленточным и дисковым фильтрам, работающим под вакуумом, но имеют герметически закрытый кожух. Необходимое давление в них создается сжатым воздухом или инертным газом.

Дата добавления: 2014-10-31