Устройство фильтров

Уравнение фильтрования при постоянных разности давлений и скорости

Уравнение фильтрования при постоянной скорости

Уравнение фильтрования при постоянной разности давлений

Разделяя переменные V (объем фильтрата) и t (время) и интегрируя уравнение фильтрования в пределах: V(0,V), t(0,t) получим:

m*r_о*x_о*V²/2S + mR_фпV = DР*S*t

Уравнение показывает зависимость времени фильтрования от объема фильтрата или наоборот. Оно применимо для сжимаемых и несжимаемых осадков, т.к. при Р=const, r_о и x_о также постоянны.

Производную dV/dt заменяем конечным отношением V/t и получим:

W = V/St = DP/ m(r_о*x_о*V/S + R_фп) и далее можем записать:

DР =m*r_о*x_о*W²*t + m*R_фп*W,

т.е. при W = const DР возрастает со временем. Это уравнение работает для несжимаемых осадков. Для сжимаемых r_о=f(P).

Такой вид фильтрования осуществим, если чистая жидкость фильтруется через слой осадка постоянной толщины и при постоянном DР. Таким процессом является промывка осадка на фильтре способом вытеснения, когда над осадком находится слой промывной жидкости. Уравнение имеет вид:

V = DP*S*t/m(r_о*h_ос+R_фп),

т.е. дает зависимость объема фильтрата от времени фильтрования чистой жидкости. Т.к. DР постоянно, то уравнение применимо для сжимаемых и несжимаемых осадков. 39

1. Нутч-фильтр - фильтр периодического действия, работающий под вакуумом или под давлением, в котором направление силы тяжести и фильтрации совпадают. Нутч работает под давлением до 3 атм. Состоит из корпуса, откидного днища и опорной решетки, на которой укладывается фильтровальное полотно.

Рис. 47. а) Нутч-фильтр, работающий под давлением: 1 - корпус; 2 - штуцер для подачи сжатого воздуха; 3 - штуцер для подачи суспензии; 4 - рубашка; 5 - фильтровальная перегородка; 6 - опорная перегородка; 7 - днище; 8 - штуцер для удаления фильтрата. б) Ленточный друк-фильтр: 1 - привод; 2 - фильтрующее полотно; 3 - корпус; 4,5 - штуцера для суспензии и сжатого воздуха; 6 - фильтрующая плита; 7 - камера регенерации; 8 - штуцер для отвода фильтрата; 9 - механизм зажима.

2. Рамный фильтр-пресс - представляет собой аппарат периодического действия с вертикально расположенными чередующимися плитами и рамами, установленными на продольных стержнях станины.

Схема работы представлена на рис.48: стадии фильтрации и промывки. На первом (вертикальный разрез) канал для подвода суспензии (через рамы) и для отвода фильтрата (через плиты). На втором - разрез бок-низ: боковой канал для промывки ФП обратным током с подводом жидкости через плиты, вывод внизу через раму (выход через плиты закрывают краны). Выгрузка осадка производится вручную после расжатия плит.

Рис. 48. Схема работы рамного фильтр-пресса: а - стадия фильтрования; б - стадия промывки; 1 - верхний канал для подачи суспензии; 2, 9 - каналы; 3 - пространство между плитами; 4 - плиты; 5 - рама; 6 - канал для отвода фильтрата и промывной жидкости; 7 - кран; 8 - боковой канал для подачи промывной жидкости.

40 3. Фильтр-прессы автоматические камерные - ФПАКМ. Его можно рассматривать как ряд прямоугольных нутчей небольшой высоты, размещенных друг над другом. Конструктивно представляет набор горизонтальных плит с зажимаемым между ними бесконечным полотном. Включает две опорные плиты и набор фильтровальных плит между ними.

Цикл работы пресса состоит из операций сжатия плит, фильтрования, промывки и продувки осадка, раздвигания плит и разгрузки осадка с одновременным перемещением ткани (аналогично приведенному на рис.47б аппарату).

40 4. Барабанные фильтры. Барабанный вакуум-фильтр с наружной поверхностью фильтрования - имеет наиболее широкое применение.

Фильтр имеет горизонтальный цилиндрический перфорированный барабан, покрытый снаружи фильтровальной тканью. Барабан вращается вокруг своей оси и на 30-40% своей поверхности погружен в резервуар с суспензией. Внутри барабан разделен на несколько секторов или ячеек, которые при движении по окружности присоединяются к источникам вакуума и сжатого воздуха. Каждая ячейка проходит последовательно зоны фильтрования, первого обезвоживания, промывки, второго обезвоживания, удаления осадка и регенерации ткани.

Проходя две первые зоны, ячейка соединена с источником вакуума. В третьей и четвертой также с источником вакуума но промывная жидкость отводится в другой сборник. В последних двух зонах ячейка соединена с источником сжатого воздуха, который разрыхляет осадок и после срезания его ножом продувает ткань в направлении обратном фильтрации.

Рис. 49. Барабанный вакуум-фильтр: 1 - корыто для суспензии; 2 - цилиндр наружный перфорированный; 3 - цилиндр внутренний сплошной; 4 - фильтровальное полотно; 5 - секции фильтра; 6 - трубы; 7- форсунки; 8 - нож для снятия осадка; 9 - неподвижная часть головки с окнами в виде дуг; I - фильтрование через ткань; II - просушка осадка; III - промывка осадка; IV - отдувка и разрыхление осадка.

5. Ленточные фильтры - по принципу действия непрерывные; фильтрующая поверхность - лента, движущаяся подобно транспортерной. На верхнюю часть ленты в разных зонах поступает суспензия и промывная жидкость, а фильтрат и промой отсасываются снизу. Конструктивно много проще барабанного.

Рис. 50. Ленточный вакуум-фильтр: 1 - фильтровальное полотно; 2 - опорная резиновая лента (проницаемая); 3 - вакуум-камера для фильтрата; 4 - натяжной барабан; 5 - приводной барабан; 6 - лоток для подачи суспензии; 7 - форсунки для подачи промывной жидкости; 8 - коллектор для фильтрата; 9 - коллектор для промывной жидкости; 10 - нож для удаления осадка.

6. Дисковые фильтры - набор полых дисков на валу, разделенных внутри на сектора подобно барабанному; фильтрование осуществляется через боковую поверхность, обтянутую фильтровальной тканью. Достоинство - развитая поверхность.

Дата добавления: 2014-01-14