Классификация фильтров

Среди фильтров, наиболее часто используемых на обогатительных фабриках для обезвоживания продуктов обогащения, можно выделить следующие типы.

К первому типу фильтров следует отнести фильтры, работающие под гидростатическим давлением столба фильтруемой суспензии. Это самые простые фильтры, к ним относятся фильтрующие чаны или песчаные фильтры. Песчаные фильтры применяются при малом содержании твердой фазы в суспензии и в целях осветления растворов. Они представляют собой чаны, в которых на ложном днище уложен слой песка, служащий фильтрующей перегородкой. Периодически необходимо регенерировать перегородку (промывать водой) или заменять на новую.

Второй тип – это вакуум-фильтры, среди которых различают вакуум-фильтры периодического и непрерывного действия.

К вакуум-фильтрам периодического действия относится рамный вакуум-фильтр. Рамные фильтры применяли в гидрометаллургии для осветления растворов от мути. Пакет из отдельных рамок (до 30 штук) подвешивается на направляющих и помещается в ванну с суспензией (фильтровальный ящик). Прямоугольная рама образована железной газовой трубкой с отверстиями диаметром 5 мм, на которую натянута рубашка из фильтроткани. Газовые трубки при помощи сборника-коллектора соединяются с вакуум-системой. Внутри рамок создается вакуум и начинается процесс фильтрования. На фильтроткани образуется осадок из взвешенных частиц раствора. Когда скорость фильтрования резко падает, вакуум-насос отключают, осветленную суспензию из ванны выпускают и при необходимости осуществляют промывку осадка водой под вакуумом. Разгрузку осадка производят сжатым воздухом, подаваемым через тот же коллектор, и цикл повторяется. Рамные вакуум-фильтры отличает простота конструкции, ремонта и замены изнашиваемых частей. К недостаткам следует отнести малую производительность.

Среди вакуум-фильтров непрерывного действия различают:

– барабанные с внешней фильтрующей поверхностью;

– барабанные с внутренней фильтрующей поверхностью;

– дисковые с боковой фильтрующей поверхностью;

– ленточные с горизонтальной фильтрующей поверхностью;

– план-фильтры.

Третий тип фильтров – фильтр-прессы, которые, в свою очередь, по конструктивному оформлению и по принципу действия подразделяются на вертикальные, горизонтальные, рамные, камерные, ленточные.

К четвертому типу фильтров можно отнести гипербарические или высоконапорные фильтры. Напорный дисковый фильтр представляет собой встроенный в цилиндрическом напорном резервуаре дисковый фильтр. В напорном резервуаре создается повышенное давление с помощью сжатого воздуха. Внутреннее пространство сегментов фильтровальных дисков находится под атмосферным давлением и таким образом создается необходимая для процесса фильтрования разница в давлении по обеим сторонам фильтровального полотна. Высоконапорные фильтры выпускает фирма Andritz (Австрия).

Вакуум-фильтры непрерывного действия работают с применением вакуума, который во время фильтрования поддерживается постоянным, и характеризуются полной автоматизацией смены отдельных циклов фильтрования.

На отечественных железорудных и углеобогатительных фабриках, как правило, применяют дисковые вакуум-фильтры. На фабриках, перерабатывающих руды цветных и редких металлов, наряду с дисковыми, используют барабанные вакуум-фильтры с наружной фильтрующей поверхностью. На фабриках по обогащению апатитовых и фосфоритовых руд распространение получили барабанные фильтры с внутренней фильтрующей поверхностью. На ряде предприятий для обезвоживания зернистого материала применяют ленточные вакуум-фильтры. Для труднофильтруемых суспензий иногда используются барабанные вакуум-фильтры со сходящим полотном. Очень редко применяют нутч-фильтры, карусельные и тарельчатые вакуум-фильтры (план-фильтры).

Барабанный вакуум-фильтр с наружной фильтрующей поверхностью

Барабанные фильтры с внешней фильтрующей поверхностью изготовляют в обычном (типа БОУ) и кислотостойком (типа БОК) исполнении для фильтрования тонкозернистых материалов с верхним пределом крупности 65–70% класса –0,074 мм. Эти фильтры находят наибольшее применение на фабриках, перерабатывающих руды цветных и редких металлов для обезвоживания свинцовых, медных, цинковых, молибденовых концентратов и неметаллических, например, баритовых концентратов.

Фильтры имеют типоразмерный ряд: БОУ 5‑1,75; БОУ 10‑2,6; БОУ 20‑2,6; БОУ 40‑3; БОУ 100‑4,2; где первая цифра это площадь фильтрования, м 2 ; вторая цифра – диаметр барабана, м.

Барабанный вакуум-фильтр с наружной фильтрующей поверхностью (рис. 4.6) состоит из вращающегося барабана 1 , установленного в двух опорных подшипниках 11 , ванны 4 для приема суспензии, мешалки 5 , полых цапф 10 , привода барабана 3 , распределительных головок 2 . Суспензия поступает в ванну снизу по патрубкам, избыток её переливается. Вертикальная перегородка делит барабан на две изолированные друг от друга секции. Барабан погружен приблизительно на 40% фильтрующей поверхности в суспензию. Барабан вращается на полых чугунных цапфах в подшипниках, укрепленных на торцевых стенках ванны. Вращение барабана осуществляется от электродвигателя через многоступенчатый редуктор на приводную шестерню, укрепленную на цапфе барабана.

В ванне установлена качающаяся (маятниковая) мешалка для предотвращения осаждения твердых частиц пульпы. Мешалка имеет отдельный привод 6 . В одной из торцовых стенок ванны имеется переливное окно 16 , через которое удаляется избыток пульпы, благодаря чему поддерживается постоянный уровень пульпы в ванне. Снизу имеются люки 18 для выпуска пульпы при остановке.

Поверхность барабана покрыта перфорированными стальными листами 9 с отверстиями диаметром 5 мм. Сверху на эти листы натягивают фильтроткань, укрепляя её на барабане забивкой жгутов в пазы между ячейками барабана и навивкой мягкой проволоки по окружности барабана.

Рис. 4.6. Барабанный вакуум-фильтр с внешней фильтрующей поверхностью:
1 – барабан; 2 – распределительные головки; 3 – привод барабана; 4 – ванна; 5 – мешалка; 6 – привод мешалки; 7 – опорная рама;
8 – ножевое устройство для съема осадка; 9 – перфорированный лист; 10 – цапфа; 11 – подшипник; 12 – трубы для отвода фильтрата;
13 – сменная ячейковая шайба; 14 – выводные трубы, соединяющие распределительную головку с вакуумом; 15 – выводные трубы для подачи сжатого воздуха; 16 – окно для перелива пульпы; 17 – патрубок для подачи исходной пульпы; 18 – отверстие для выпуска пульпы
из корыта; 19 – отверстие для чистки корыта; 20 – устройство для навивки проволоки на барабан

Внутренняя полость барабана, образованная фильтрующей поверхностью и поверхностью барабана, разделена в радиальном направлении на 24 неглубокие секции (ячейки), каждая из которых соединена отводящими трубками 12 с каналами пустотелых цапф. К торцам пустотелых цапф пружинами прижаты распределительные головки со сменными ячейковыми шайбами 13 . Они служат для попеременного подключения внутренних секций барабана к вакуум-проводу и трубам, подающим сжатый воздух 15 и отводящим фильтрат 14 . Распределительная головка неподвижна и при вращении барабана происходит попеременное соединение отдельных секций барабана с определенными камерами распределительной головки.

Барабан фильтра:

Корпус барабана, состоящий из обечайки и двух передних стенок, размещен в опоре, которая соединена с валом барабана. Посредством отделения кольцевых полосок обечайка барабана разделяется на сегменты; три таких полоски снабжены канавками для закрепления фильтровальной ткани. Выемки сегментов имеют съемные прокладки, состоящие из сеток на верхней стороне и включающие опорные участки на стороне барабана. Фильтрат засасывается из пространства между сеткой и обечайкой барабана, течет по направлению к распределительной головке через систему труб на одной стороне барабана и раструб. На передней стенке со стороны привода расположены одно или два смотровых окна в зависимости от размера установки.

Система управления:

Система управления сконструирована в виде регулирующей клапанной головки, состоит из следующих деталей: клапанной головки, регулирующего диска, опорной плиты, трубы и натяжного устройства из мягкой стали. Стационарная передняя клапанная головка с регулирующим диском подпружинена по направлению к опорной плите, вращающейся с барабаном. Диск регулятора изолирует отдельные ячейки, которые соединены с трубами передней клапанной головки. Некоторые трубы передней клапанной головки оборудованы необходимыми соединительными патрубками.

Корыто фильтра:

Глубина погружения барабана варьируется между 7 и 37%. Корыто заострено концентрически по отношению к барабану, усилено посредством внешних стальных профилей и соединено с боковыми стенками. Эти боковые стенки сконструированы как опоры из стальных профилей, имеют ребра для крепления опорных роликов барабана, привода фильтра, опоры вала мешалки и опорной конструкции фильтра при необходимости. Корыто оборудовано соединительными патрубками для подачи и перелива и патрубками разгрузки.

Мешалка в сборе:

Сварное устройство представляет собой маятниковую мешалку с перемешивающей сеткой, подвешено с обеих сторон и оборудовано лопастями. Мешалка закреплена под осью барабана в опорных роликах, вращается в подшипниках с консистентной смазкой, установленных непосредственно в передних стенках корыта.

Ленточная разгрузка:

Этот метод разгрузки используется для требований по тонкому и вязкому фильтрационному кеку, обеспечивает простую разгрузку из фильтровальной ткани, разбивая кек при обратном движении ткани. Фильтровальная ткань может эффективно промываться до повторного погружения в шлам.

Состоит из комплекта роликов, направляющих ткань через систему разгрузки, систему промывки и обратно в нижнюю часть барабана и в корыто. Может быть легко заменена. Удобный доступ для техобслуживания.

Покраска:

Все детали вакуум-фильтра из обычной стали имеют два слоя краски. Кроме того внутри барабана на них также нанесен завершающий слой краски. Отделочные покрытия устойчивы к воздействию кислот и щелочей.

Детали из нерж. стали не окрашены.

Труба очистки барабана:

Установлена внутри корыта перед барабаном и состоит из промывочной трубы с форсунками для выполнения заключительной стадии разгрузки верхнего фильтрующего слоя на подкладке и интенсивной промывки барабана и фильтрующей ткани.

Сепаратор фильтрата:

Вспомогательный бак для сепарации фильтрата с соответствующими патрубками, соединенными фланцами с входом бака и с вакуумной сетью на верхней стороне, а также для дренажа фильтрата на нижней стороне с соответствующим центробежным насосом.

Полностью из нерж. стали с необходимыми смотровыми окнами, уровнемерами, датчиками уровня и соответствующими опорами.

Инжиниринговый проект: Разработка и внедрение оптимальной конструкции барабанных вакуум фильтров с ножевым съемом осадка и обеспечивающими 9% -ю влажность осадка

Для предприятий специализирующихся на производстве соды, специалисты компании разработали оптимальную конструкцию барабанных вакуум фильтров с ножевым съемом осадка и обеспечивающими 9% -ю влажность осадка.

Техническая характеристика разработанных барабанных фильтров:

Конструктивные особенности:

Барабан

Размеры:
Диаметр: 3000 мм
Длина: 5400 мм
Фильтровальная поверхность: 50 м 2
Количество секторов: 24

Барабан изготовлен из углеродистой стали, поверхность, соприкасающаяся со средой гумированна. На боковых поверхностях барабана предусмотрены смотровые окна с каждой стороны. Поверхность барабана перфорирована и разделена на 24 продольных секции. Каждая секция покрыта полипропиленовой сеткой, поверх барабана натянута фильтровальная ткань.

Приводное устройство

Приводное устройство состоит из двухступенчатого редуктора с червячной передачей с механическим вариатором скорости и с двигателем 4 кВт, 400 В, 50 Гц с фланцами.

Скорость барабана регулируется вручную от 0,2 до 1 об/мин.

Распределительный клапан

Конструкция из чугуна, внутри футерован резиной, плоский с пластиной, компенсирующей износ, из PTFE и с распределительным диском из полипропилена, который отделяет выход от погруженных в среду и соприкасающихся со средой частей и осуществляет продувку воздухом в секторах на нагнетательной фазе.

Каждый выход имеет гибкую, плоскую резиновую вставку, способную выдержать вакуум. Вакуумметры показывают уровень вакуума на каждом выходе из клапана. Оба выхода: DN 150 PN 10.

Корыто фильтра

Корыто фильтра представляет собой сварную конструкцию из углеродистой стали, внутренняя поверхность гумированна. Внизу корыта расположен дренажный вентиль благодаря которому возможно регулировать уровень суспензии в корыте и соответственно менять уровень погружения барабана в суспензию от 10 и до 40%. В корыте предусмотрены два смотровых отверстия для контроля состояния корыта.

Мешалка

Мешалка вибрационного типа изготовлена из конструкционной стали, погружаемая часть футерована резиной. Лопасти должны быть приварены к раме мешалки параллельно барабану и иметь пространство для хода смежных лопастей. Мешалка приводится в действие при помощи кривошипно-шатунного механизма и монтируется между резервуаром и рамой. Коленчатый вал приводится от эл. двигателя 3 кВт, 400 В, 50 Гц, 3 фазы через редуктор с червячной передачей.

Подшипники кривошипа самоцентрирующиеся антифрикционные. Узел кривошипа мешалки должен быть полностью защищены металлической защитой. Скорость мешалки 16 об./мин.

Устройство съема осадка

Фильтр укомплектован скребковым устройством среза осадка изготовленным из полипропилена.

Расстояние между скребком и барабаном регулируется.

Для отлипания осадка от фильтровальной ткани используется противоточный поток воздуха в секторе барабана рядом с устройством съема осадка.

Фильтровальная ткань

Полипропилен.

Сборник фильтрата

Изготовлен из углеродистой стали, внутри футерован полимером и укомплектован двумя противоположными смотровыми окнами и переключателем низкого/высокого уровня.

Размеры цилиндрической части:
Диаметр: 3000 мм
Высота: 3000 мм

Направляющее устройство проволоки

Чтобы предотвратить повреждение ткани потоком воздуха, вокруг барабана должна быть обмотана проволока из нержавеющей стали 316 при использовании автоматического устройства.

Оно состоит из квадратной трубной балки, которой опора двигается на У-образном ролике, приводимым вращением барабана через цепную передачу.

Опора несет барабан для проволоки, который во время намотки проволоки держит проволоку в напряжении с помощью дискового тормоза.

Опора регулируется так, чтобы двигаться параллельно барабану вперед, в обратном направлении, используя соответствующий рычаг.

Материалы конструкции нержавеющая сталь для балки, HDP для ролика и углеродистая сталь с покрытием для опоры.

Направляющее устройства можно передвигать и использовать для каждого фильтра.

Принцип действия барабанного фильтра:

Основным рабочим органом фильтра является барабан, наружная поверхность которого перфорирована и разделена на 24 продольные секции, поверх которых, расположен фильтровальный элемент, барабан крепится на подшипниковые опоры и помещен в корыто с суспензией. Фильтр снабжен рамной мешалкой размещенной на общем валу барабана фильтра и погруженной в суспензию. Мешалка приводится в действие кривошипно-шатунным механизмом и совершая в процессе работы фильтра поступательные колебания в корыте, препятствует оседанию осадка на дно корыта. Вал фильтра полый, внутри которого размещена система полипропиленовых коллекторов, каждый из которых подведен к продольной секции фильтра с одной стороны и к делительной головке фильтра с другой. Делительная головка фильтра соединена с системой коллекторов через специальную шайбу. В ходе процесса фильтрования делительная головка фильтра при помощи шайбы поочередно соединяет секции фильтра через коллектора и распределительный клапан с различными исполнительными устройствами последовательно осуществляя все стадии процесса.

Цикл работы барабанного фильтра выглядит следующим образом:

1-я стадия: начало цикла

подача суспензии в резервуар фильтра, при достижении нужного уровня (20-33% погружения барабана фильтра в суспензию) включается вакуумный насос и начинается рабочий цикл - барабан фильтра начинает вращение

2-я стадия: фильтрование

в погруженных секторах барабана суспензия под воздействием вакуума поступает к погруженным секторам барабана, встретивший с фильтровальной тканью сектора происходит разделение, в результате которого очищенный фильтрат проходит через фильтровальную ткань и по коллектору, подведенному к сектору поступает в приемник фильтрата, а твердые частицы оседают на фильтровальной ткани поверхности сектора образуя слой осадка

3-я стадия: окончание стадии фильтрования

барабан медленно вращается и выносит образовавшийся слой осадка из корыта с суспензией

4-я стадия: обезвоживание осадка

по ходу вращения барабана образовавшийся слой осадка вышедший из корыта обезвоживается посредством вакуума вплоть до подхода к зоне съема

5-я стадия: подготовка осадка к съему

перед зоной съема заканчивается обезвоживание осадка, который к этому моменту достиг требуемой влажности, отключается вакуум и начинается обратная продувка воздухом в противотоке, благодаря чему обезвоженный осадок разрыхляется и лучше отходит при съеме от фильтровальной поверхности сектора барабана

6-я стадия: съем осадка

обезвоженный разрыхленный осадок по ходу вращения подходит к съемному устройству (нож) посредством которого происходит его съем с поверхности барабана

7-я стадия: окончание цикла

вакуум и продувка выключены, фильтр вновь погружается в корыто с суспензией

при входе в корыто с суспензией цикл работы фильтра повторяется, открытие и закрытие вакуума в секторах автоматически контролируется специальным клапаном, смонтированным на фильтре

на фильтре предусмотрена возможность регулирования времени фильтровального цикла, воздействия на скорость вращения барабана и на уровень суспензии в резервуаре

Схема работы барабанного вакуум фильтра с ножевой разгрузкой:

Чертеж барабанного вакуум фильтра с ножевой разгрузкой

Кальцинированной соды для отделения бикарбоната натрия от раствора были применены непрерывно действующие фильтры. Эти фильтры широко используются также в других отраслях химической технологии.

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. 145) представляет собой полый барабан /, 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. На схеме патрубки 3 и 4 соединены с линией ваку­ума, а 5 и 6-с линией сжатого воздуха. Таким образом, весь барабан разделен на зоны, размещение и величина которых зависят от устройства камер головки.

Погружаясь при вращении в филь­труемую смесь, соответствующий сектор барабана сообщается с зоной фильтра­ции 1, ив этом секторе устанавливается

Вакуум. При этом фильтрат отсасывается через фильтрующую ткань внутрь сектора и отводится через распределительную головку и патру­бок 3. На фильтрующей поверхности образуется постоянно увеличива­ющийся слой осадка. ^

После выхода сектора из фильтруемой жидкости в него засасывается воздух, который просушивает осадок и вытесняет остаток фильтрата из

Пор осадка внутрь сектора (зона II-про­сушивание). Затем, если осадок требует промывки, по трубам 7 подводится вода, которая также просасывается через слой осадка внутрь сектора (зона IV-промыв­ки). Промывная вода может быть отве­дена либо вместе с фильтратом через пат­рубок 3, либо отдельно от него через пат­рубок 4. Далее, промытый и вновь под­сушенный осадок отдувается от фильтру­ющей поверхности сжатым воздухом, по­ступающим изнутри сектора (зона VI- отдувки).

^Для повышения плотности прилегания фильтрующей ткани к под­кладочной сетке при отдувании осадка, ткань обматывают проволокой с шагом между витками 40-50 мм\ концы проволоки укрепляют в боковых стенках барабана.

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, поступающими в сектор в зоне VIII-регенерации. После этого процесс начинается сначала.

«Мертвые» зоны III, V, VII и IX, расположенные между рабочими зонами I, II, IV, VI и VIII, препятствуют сообщению последних между собой в момент перехода сектора из одной зоны в другую.

Рис. 147. Барабанный вакуум-фильтр:

/-барабан; 2-цапфа; 3-распределительная „головка; 4-подшипники; 5-корыто; б-мешалка; 7-устройство для затирания трещин

*в осадке; 8-редуктор; 9-электродвигатель.

Важной деталью фильтра является распределительный золотнико­вый механизм, называемый распределительной головкой (рис. 146), при помощи которой осуществляется чередование циклов процесса фильтрации. Головка состоит из двух дисков-вращающегося 1 и неподвижного 2. Когда отверстия вращающегося диска находятся про­тив большой щели 3 неподвижного диска, секторы барабана соединяются с вакуум-насосом и отфильтрованная жидкость поступает в сборник фильтрата. При повороте барабана на некоторый угол отверстия по­движного диска совмещаются последовательно со щелями 4 и 5, соединен­ными со сборниками промывных вод, а затем отверстия 6 и 7 соединяют секторы барабана с трубопроводом сжатого воздуха для осушки осад­ка и очистки фильтрующей поверхности.

На рис. 147 показан барабанный вакуум-фильтр, основной частью которого является барабан 1 с полой цапфой 2. К цапфе прилегает распределительная головка 3, отверстия которой против ячеек в цапфе открывают доступ из секторов барабана в камеры головок. В корыте 5 фильтра установлена мешалка 6 для размешивания суспензии. Спе­циальное устройство 7 служит для затирания трещин, образующихся в слое осадка.

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

Схема установки непрерывно действующего барабанного вакуум - фильтра показана на рис. 148. Вакуум-фильтр 1 соединен со сборниками 2 и 3, из которых один служит для приема фильтрата, а другой для про­мывных вод. Сборники соединены с барометрическим конденсатором 4, орошаемым холодной водой и соединенным в свою очередь с воздуш­ным вакуум-насосом. При работе вакуум-насоса во всей системе соз­дается разрежение, вследствие чего фильтрат проходит через фильтрую­щую перегородку и собирается в сборнике 2, из которого непрерывно или периодически перекачивается центробежным насосом 5 на дальней­шую переработку. Промывные воды откачираются из сборника 3 насосом 6. Пары и газы из верхней части сборника отводятся по трубе в барометри­ческий конденсатор. Для того чтобы предупредить попадание фильтрата в конденсатор (в случае, когда центробежный насос не успевает перека­чивать всей поступающей в сборник жидкости), на верху вакуум-сбор­ника устанавливают автоматический клапан 7, связанный с поплавками 8. После того как жидкость в сборнике достигает определенного уровня, поднимающийся вместе с жидкостью поплавок открывает клапан и сборник сообщается с атмосферой; при этом в него поступает воздух, вакуум падает, фильтрация замедляется и насос откачивает из сборника избыток жидкости. Когда уровень жидкости понижается, поплавок опу­скается вниз, вследствие чего сборник разобщается с атмосферой и вновь соединяется с барометрическим конденсатором.

Толщина слоя осадка в непрерывно действующих барабанных вакуум-фильтрах составляет примерно 40 мм, а толщина слоя трудно фильтруемых осадков-всего 5-10 мм. Достигаемая толщина слоя осад­ка зависит от числа оборотов барабана (колеблется в пределах от 0,1 до 2,6 об /мин.).

Влажность получающегося осадка редко бывает ниже 10%, а чаще всего достигает 30% и более. Для вращения фильтра требуется привод мощностью 0,5-4 кет.

Осадок в вакуум-фильтрах отделяют (отдувают) сжатым возду­хом и снимают при помощи ножа или валика, вращающегося в направ­лении, обратном вращению фильтра. Осадок отделяется от ткани под действием сжатого воздуха низкого давления, налипает на валик и сни­мается с него скребком.

Для работы при малой толщине осадка (до 3 мм) применяют филь­тры со съемом осадка шнурами. При этом не требуется отдувки осадка, отпадает необходимость в компрессоре и уменьшается износ филь­трующей ткани.

В некоторых конструкциях фильтров осадок отлагается непосред­ственно на бесконечных толстых шнурах, заменяющих фильтрующую ткань; осадок удаляется при набегании шнуров на валик небольшого диаметра. Шнуры имеют более высокий срок службы, чем фильтрующая ткань.

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 внутренне^ фильтрующей поверхностью (рис. 149). 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.

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

Дисковый вакуу м-ф и л ь т р (рис. 150) имеет следующее устройство. На пустотелом валу 1 посажены диски 2, состоящие из от-

Дельных 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.

Смена циклов работы в фильтре этой конструкции происходит так же, как и в барабанном вакуум-фильтре.

Основными частями тарельчатого вакуум-фильтра или план-фильтр а (рис. 151) является вертикальный вал 1 и го-

Ризонтальный перфорированный диск 2 с невысоким наружным бор­том, разделенный на секторы-ячейки. Каждая ячейка фильтра соединена с распределительной головкой 3. расположенной под диском. Фильтруе­мая суспензия подается сверху на ткань, покрывающую диск; осадокf 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 pm. 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.

Ленточный вакуум-фильтр (рис. 152) 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.

Суспензия подается по лотку 6\ позади лотка помещен козырек, лри помощи которого регулируется уровень жидкости на ленте (избы­ток суспензии переливается через козырек и стекает в сливную воронку). Отфильтрованный осадок промывают на ленте водой из форсунок 7.

6

Зоны фильтрации и промывки разделены заградительным козырьком, который предотвращает перетекание суспензии в зону промывки. Филь­трат удаляется через коллектор 8.

^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. 153) 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 3, 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.

Суспензия поступает на движущуюся ленту по наклонному лотку 5. Находящаяся в суспензии жидкость всасывается капиллярами войлоч­ной ленты 2, а твердая фаза осаждается на фильтрующей ленте 1 и затем попадает в зону промывки. Промывная жидкость под действием капил­лярных сил всасывается лентами 2, а промытый осадок прилипает к бес­конечной ленте 6 при огибании фильтрующей тканью ролика 7; осадок, снимается с ленты 6 ножом 8. Жидкость из лент 2 удаляется проду­ванием через их поры горячего воздуха.

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 вы - полнять со значительно большей производительностью, чем на вакуум - фильтрах, работающих при перепаде давлений, меньшем 1 am.

Барабани ы й непрерывно действующий фильтр, работающий под давлением. По своему устройству эгот фильтр (рис. 154) аналогичен обычному вакуум-фильтру. В отличие от последнего барабан 1 фильтра заключен в герметический кожух 2. Су­спензия подается под действием сжатого воздуха или насосом через ниж­ний патрубок 3 под давлением 2-5 am и заполняет фильтр до уровня переливного патрубка 4, через который избыток суспензии отводится обратно в сборник.

Через верхний патрубок 5 поступает сжатый воздух, давление кото­рого соответствует давлению суспензии, нагнетаемой в резервуар филь­тра; вследствие этого фильтрация и слив избытка суспензии происходят беспрепятственно.

Осадок остается на поверхности вращающегося барабана, а филь­трат, прошедший во внутреннюю полость барабана, отводится через цапфу 6 и распределительную головку 7. Осадок сбрасывается со сходя­щей с барабана ткани 9 при огибании ею ролика 8. Что^і облегчить съем осадка, через этот ролик, имеющий перфорированную поверхность, продувают сквозь ткань сжатый воздух. Освобожденная от осадка ткань проходит затем второй (ведущий) ролик 10 и вновь охватывает барабан фильтра.

Снятый осадок попадает в герметически закрытый^шнек 11, к! кото­рому присоединен регулятор выгрузки (на рисунке не показан). Вал и цапфа барабана расположены на подшипниках 12, работающих под давле­нием.

При фильтрации под давлением 3-5 am достигается сравнительно большая производительность фильтра, и материал имеет низкую остаточ­ную влажность.

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.

Ленточный непрерывно действующий фильтр, работающий под давлением Для фильтрации суспензий, содержащих тяжелые твердые частицы, рекомендуется подавать суспен­зию на фильтрующую перегородку. К фильтрам этого рода относится ленточный фильтр, работающий под давлением (рис. 155). Он представляет собой закрытый прямоугольный кожух 5, внутри которого находится бесконечная фильтрующая лента 6, охватывающая два барабана У и 7; барабан 1 является ведущим.

Лента движется по опорным роликам 13, подшипники которых рас­положены внутри кожуха. Фильтрующая лента проходит вначале в верх­
ней части кожуха, а затем возвращается обратно через нижнюю часть по направляющим роликам 10. На обратном пути лента с помощью щеток и вспрыскивающего устройства очищается от остатков осадка.

Фильтр работает следующим образом. Суспензия поступает через патрубок 2 на ленту, движущуюся внутри кожуха, в котором сжатым

Воздухом создается давление. Воздух подается по трубопроводу 3 и вво­дится в нескольких местах кожуха фильтра.

*

Процесс фильтрации протекает при медленном движении ленты. Осадок остается на ленте, а фильтрат собирается в камере //и выво­дится из нее через патрубок 12. После фильтрации осадок на ленте может быть промыт* водой, подаваемой через форсунки 4. Обезвоженный оса­док сваливается с ленты в сборник 8 при движении ее по барабану 7 и удаляется при помощи шнека 9.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

Кафедра машиностроения

Реферат

По дисциплине: Механическое оборудование обогатительного производства

Тема: «Вакуум фильтр»

Выполнил: студент гр. ММ-11 /Сташко И.С. /

Проверил: доцент / Голиков Н.С. /

Санкт-Петербург

2014 год

Вакуум-фильтр оборудован тремя роликами: отдувочно-раз-грузочным, натяжным и возвратным. Для предупреждения соскальзывания и перекоса фильтровальной ткани относительно поверхности барабана фильтра и роликов в нее по краям вшиваются резиновые жгуты, соответственно которым на поверхности барабана и роликов (по бокам) устроены пазы. Резиновые жгуты обеспечивают герметичность в пределах зоны вакуума и одновременно являются направляющими при движении ткани.

Вакуум-фильтрационные установки состоят из вакуум-фильтров и необходимого для их работы вспомогательного оборудования: вакуум-насосов, воздуходувок, ресиверов и центробежных насосов.

Барабанный вакуум-фильтр со сходящим полотном

Вакуум-фильтр представляет собой полый барабан 1 с перфорированной боковой поверхностью, разделенной изнутри на отдельные ячейки. Поверхность барабана покрыта металлической сеткой и затем фильтровальной тканью. Вал барабана 4 -- полый. С одной стороны он соединен с приводом, а с другой -- с распределительным устройством, позволяющим при вращении барабана отдельным ячейкам соединяться с различными полостями его неподвижной части для последовательного проведения отдельных операций фильтрования. Барабан погружен (на 0,3--0,4 своего диаметра) в резервуар 11, содержащий фильтруемую суспензию. Для того чтобы эта суспензия не выпадала в осадок, предусмотрена качающая мешалка 12.

На вакуум-фильтрах подлежит автоматизации дозирование подаваемых реагентов. вакуум фильтр барабанный дегельминтизация

После вакуум-фильтрования в осадке еще останется 23,83 г/г воды, а после центрифугирования 8,98 г/г. Таким образом, не удаляемый никакими из названных способов остаток воды в гид-ратном осадке составляет 8,98 г/г. Из сказанного совершенно очевидно, что обычным отстаиванием практических результатов обезвоживания гидратных осадков достичь невозможно. Между тем также становится очевидным большое значение механического обезвоживания осадка на вакуум-фильтрах или центрифугах. Однако и вакуум-фильтрование осадков не во всех случаях дает благоприятные результаты. Факторами, которые могут влиять на обезвоживаемость осадков, являются количество сухого вещества в осадке М, величина вакуума, время фильтрования, время предварительного отстаивания, соотношение в осадке закисного и окисного железа, соотношение железа и сульфата кальция, применение так называемого «оборотного осадка», добавление при нейтрализации карбоната кальция, аэрирование для окисления двухвалентного железа до трехвалентного, величина pH.

Общий вид барабанного вакуум-фильтра БОУ2()-2,6 с поверхностью фильтрации 20 м2

Хотя на фильтр-прессах и ленточных прессах обезвоживают до 75 % всех осадков, в Великобритании для этой цели применяют и вакуумные фильтры. Наиболее широко распространенная конструкция -- барабанный вакуум-фильтр. Барабан состоит из ряда камер, к каждой из которых может подводиться либо вакуум (40--90 кПа), либо избыточное давление. В качестве фильтрующего материала может использоваться ткань, проволочная сетка или конструкция из плотно упакованных проволочных спиралей, расположенных таким образом, чтобы их оси совпадали с направлением вращения. Ил загружают в резервуар, в который погружен барабан, вращающийся со средней скоростью 5 мм/с. В результате вакуумирования погруженной камеры пленка влажного осадка налипает на фильтрующий материал. В процессе вращения барабана ваку-умирование продолжается для создания движущей силы фильтрационного процесса. Незадолго до завершения полного оборота вакуумирование прекращается и прикладывается избыточное давление. Это обеспечивает отделение осадка. Как правило, осадок при таком процессе содержит больше влаги, чем полученный на фильтр-прессе. Тем не менее этот процесс обладает таким важным преимуществом, как непрерывность. Эксплуатационные характеристики процесса вакуумного фильтрования приводятся в работе Нельсона и Тэвери , там же дается перечень возможных аварийных ситуаций.и программа предупредительного контроля оборудования.

Барабанные вакуум-фильтры предназначены для фильтрования различных суспензий. Они широко применяются в химической, пищевой, горнорудной, металлургической, нефтеперера батывающей и других отраслях промышленности. Для бесперебойной работы вакуум-фильтров толщина слоя кэка при фильтровании суспензии на них или на погружной воронке должна достигать в течение 4 мин не менее 5 мм. Этому требованию удовлетворяют осадки городских сточных вод, прошедшие предварительную обработку (промывку и коагуляцию). Барабанные вакуум-фильтры являются автоматическими непрерывнодействующими механизмами.

При подготовке вакуум-фильтров к пуску Проверяют наличие масла в масленках и отверстиях для смазки всех смазываемых узлов, надежность закрепления фильтровальной ткани на барабане и ее чистоту, исправность вакуум-насосов, ресиверов, воздуходувок, вакуумной и воздушной линий, дозирующих устройств. Перед пуском закрывают все задвижки и на 20--30 мин пускают фильтры вхолостую. Пуск вакуум-фильтров в работу производят следующим образом: открывают подачу скоагулированного осадка в корыто и включают привод барабана; открывают задвижку на вакуумной линии между ресиверами и вакуум-насосами, а также на линии подачи сжатого воздуха, включают вакуум-насосы и воздуходувки; когда осадок в корыте достигнет уровня переливной трубы, открывают задвижки на вакуумной линии между ресиверами и вакуум-фильтрами; после того как толщина слоя кэка на фильтре составит 5--20 мм, включают центробежные насосы по перекачке фильтрата и производят регулировку подачи осадка в корыто, откачки фильтрата из ресиверов, величины вакуума и давления воздуха.

Показатели работы вакуум-фильтров зависят от правильного режима эксплуатации всего комплекса сооружений по обработке осадка. Поэтому основными задачами эксплуатации вакуум-фильтрационных установок являются поддержание необходимой степени обработки осадка перед обезвоживанием и выбранного оптимального режима работы вакуум-фильтров, вакуум-насосов и воздуходувок. Получение оптимальных лабораторных данных и перенесение их на производственные установки требуют соответствующего практического опыта и должны поручаться технологу -- специалисту в области фильтрования.

Преимущество дисковых вакуум-фильтров перед барабанными состоит в том, что занимают меньшую площадь.

При принятой компоновке вакуум-фильтры устанавливаются на отметке (+15м).[ ...]

За последние годы барабанные вакуум-фильтры получают широкое применение для обезвоживания шламов, образующихся при нейтрализации травильных вод известью. При травлении черных металлов отработанные растворы содержат до 1 % серной кислоты и до 200 г/л сернокислого железа. После нейтрализации известью образуется шлам влажностью 85--96%- Обезвоживание шлама на барабанных вакуум-фильтрах позволяет снизить его влажность до 50--75%.

В процессе работы барабанных вакуум-фильтров надо обращать особое внимание на состояние и степень загрязненности фильтровальной ткани. Когда скорость фильтрования уменьшится настолько, что дальнейшая работа вакуум-фильтра станет неэффективной, фильтрование прекращают и производят регенерацию фильтровальной ткани. Регенерацию ткани можно выполнять различными способами: механической очисткой специальными щетками с одновременной промывкой водой, в которую добавлены моющие средства, и продувкой воздухом; промывкой 10%-ным иаствором ингибированной соляной кислоты; комбинацией этих способов. Оптимальный расход ингибированной кислоты устанавливают опытным п тем. Раствор кислоты после регенерации фильтровальной ткани может быть использован повторно, если он не очень загрязнен.

При 5 =1 производительность вакуум-фильтра с увеличением давления увеличивается незначительно (практически постоянна).

Уравнение учитывает как условия работы вакуум-фильтров (Р, т, М), так и свойства обезвоживаемого осадка (/?, Си, Ск) и позволяет оценить влияние этих факторов на процесс фильтрования. Так, например, изменение продолжительности оборота барабана вакуум-фильтра с 1,5 до 8 мин. если считать, что остальные величины, входящие в уравнение, остаются неизменными, может понизить производительность вакуум-фильтра в 2,3 раза. Снижение влажности »сходного осадка с 98 до 92% может увеличить производительность вакуум-фильтра (при влажное!ч кэка 70--75% и прочих постоянных величинах) в 2,5--2,8 раза. При увеличении влажности кэка с 75 до 85% производительность фильтра увеличивается в 1,5 раза. Так как параметры, входящие в уравнение (17>, взаимосвязаны, то при выборе их оптимальных значений следует исходить из свойств конкретного осадка, подлежащего обезвоживанию.

Механическое обезвоживание производят на вакуум-фильтрах с разрежением до 50--80 кПа. Добавление к осадкам древесной муки, молотого мела, извести, каменноугольной пыли или флокулянтов позволяет получить кек с влажностью 60--80 %. Более экономичным, по мнению многих специалистов, является применение фильтр-прессов. При добавлении извести 10--50 % или флокулянтов совместно с летучей золой получают кеки с содержанием 45--50 % твердого. Для улучшения работы фильтр-прессов в качестве присадочных материалов можно использовать активный уголь, диатомит и др. При центрифугировании осадков содержание твердой фазы в них повышается до 10--15 %, а в случае применения реагентов -- до 25--30 %.

Другими недостатками серийно выпускаемых вакуум-фильтров являются трудоемкость экипировки барабана фильтровальной тканью и то, что часть фильтрата, остающаяся в трубках секций при выходе из зоны вакуума и переходе в зону отдувки, выдувается сжатым воздухом, несколько разжижая образовавшийся кэк.

Основными рабочими параметрами барабанных вакуум-фильтров являются продолжительность фильтроцикла и величина вакуума.

При фильтровании на вращающемся барабанном вакуум-фильтре разность давлений создается вакуум-насосом. Фильтрующей средой на барабанном вакуум-фильтре является фильтровальная ткань и слой осадка, налипающий на ткань в процессе фильтрования. В начале цикла фильтрование происходит через ткань, в порах которой частички осадка задерживаются и создают добавочный фильтрующий слой. При продолжении фильтрования этот слой увеличивается и представляет собой главную часть фильтрующей среды, а назначение ткани сводится только к поддержанию фильтрующего слоя. Таким образом, при фильтровании происходят два процесса: протекание жидкости через пористую массу и образование пористой массы или слоя осадка (кэка).

Метод механического обезвоживания осадка на вакуум-фильтрах непрерывного действия находит все более широкое применение для очистки как городских, так и промышленных сточных вод. Следует отметить, что I м фильтрующей поверхности в 2000 раз эффективнее Гм2 иловых площадок. Это означает, что вакуум-фильтр поверхностью 40 м2 может заменить 8 га иловых площадок. Таким образом, внедрение вакуум-фильтрации для обезвоживания осадка сточных вод - весьма актуальная задача.

Определенный интерес представляет ленточный вакуум-фильтр, предназначенный для непрерывного фильтрования суспензии . Он позволяет получить продукт высокого качества в результате снижения содержания твердой фазы в осветленной жидкости, увеличить производительность фильтра и снизить энергозатраты на 10 - 15%.

Схема действия ячейкового барабанного вакуум-фильтра

Каких-либо обобщающих показателей производительности вакуум-фильтров при обезвоживании на них осадков производственных сточных вод нет. Оптимальную нагрузку на фильтры приходится принимать на основании предварительных экспериментальных данных и уточнять ее в процессе эксплуатации.

Лучшим из механических способов является обезвоживание осадка на вакуум-фильтрах, при котором влажность понижается до 70--80%. Если необходимо получение меньшей влажности, то следует применять предварительное обезвоживание осадка на вакуум-фильтрах с последующей сушкой термическим путем.

Основным критерием, характеризующим обезвоживание активного ила при вакуум-фильтрации, является его удельное сопротивление. Для обеспечения устойчивой работы вакуум-фильтра удельное сопротивление активного ила не должно превышать 10-1010--50-1010 см/г . Удельное сопротивление сырого активного ила сооружений биологической очистки сточных вод НПЗ изменяется в широких пределах: от 30-1010 до 380-1010 см/г, а сброженного ила колеблется в пределах 1210-1010--1430-1010 см/г, поэтому сброженный ил без добавления коагулянтов практически не обезвоживается.

Из рис. 23 видно, что при 5 = 0,585 с увеличением давления производительность вакуум-фильтра по фильтрату увеличивается.

Опыты, проведенные на станции аэрации г. Чикаго (США), показали, что производительность вакуум-фильтров увеличивается и срок службы ткани удлиняется при промывке ее через каждые 48 ч работы фильтра водой с добавлением тританол-алкиларилсульфоната (60%-ный детергент разводится в воде из расчета 1,7 кг на 1 м3 воды) и каустической соды. Промывка производится при вращении барабана фильтра в течение 4 ч Пери-одически фильтровальная ткань (дакрон) регенерируется 18%-ным раствором ингибированной соляной кислоты, разбрызгиваемым по ее поверхности при вращении барабана. При сильном заиливании фильтровальная ткань регенерируется 5%-ным раствором ингибированной соляной кислоты, для чего последний заливается в корыто фильтра, где вращается барабан в течение 15--18 ч. После регенерации ткань в течение 1 ч промывается водой. Показателем замены фильтровальной ткани является полное закупоривание ее поверхности более чем на 25%.

Механическое обезвоживание осадков после тепловой обработки осуществляется преимущественно на фильтр-прессах; реже применяются барабанные вакуум-фильтры и еще реже -- центрифуги. Предпочтительнее применять фильтр-прессы. Они обеспечивают получение осадков с наиболее низкой влажностью -- до 45--50 %, что особенно важно при последующем сжигании осадков. Для обезвоживания на вакуум-фильтрах и в центрифугах температура обработки осадка в реакторе должна быть на 10--15 °С выше, чем при обезвоживании на фильтр-прессах. Влажность обезвоженных осадков можно принимать: для вакуум-фильтров -- 68-- 72 %, для фильтр-прессов -- 45-- 50 %, для центрифуг -- 73--78 %. Производительность обезвоживающих аппаратов устанавливается опытным путем. Для ориентировочных расчетов можно принять производительность: барабанных вакуум-фильтров -- 10-- 12 кг/(м2-ч), фильтр-прессов типа КМП (ФПАКМ) - 12-15 кг/(м2 ч).

В отличие от фильтрационных процессов, которые работают периодически и при большой разнице давлений, вакуум-фильтры работают непрерывно при разнице давлений ниже 0,8 ат.

По данным американских специалистов, ПАУ, выгружаемый из отстойников, после обезвоживания на центрифугах или вакуум-фильтрах может быть регенерирован термическим способом, в частности в печах с псевдоожиженным слоем многоподовых печах.

Проектно-конструкторским бюро Академии коммунального хозяйства им. К. Д. Памфилова на основании испытания описанного вакуум-фильтра разработаны рабочие чертежи регенерационного узла---приставки к барабанному вакуум-фильтру БОУ5-1,75 поверхностью фильтрации 5 м2. Приставка состоит из трех роликов и желоба для промывной воды, по конструкции аналогичных описанному выше вакуум-фильтру. Для предотвращения провисания ткани при ее движении от поверхности барабана фильтра до отдувочно-разгрузочного ролика предусмотрена установка под тканью поддерживающего рольганга.

Механическое обезвоживание осадка с дегельминтизацией (вариант IV). Механическое обезвоживание сырых осадков на барабанных вакуум-фильтрах целесообразно применять на станциях пропускной способностью свыше 30--50 тыс. м3/сут, а также при поступлении на станцию больших объемов производственных сточных вод . При этом необходимо предусматривать дегельминтизацию обезвоженных сырых осадков и активного ила бытовых -сточных вод .

Для приготовления проб ила был отобран избыточный активный ил с очистных сооружений УОЛНПЗ. Ил подвергался обезвоживанию на вакуум-фильтре (максимальная степень обезвоживания - 88).

Из возможных методов обезвоживания осадков сточных вод рациональным в настоящее время является обезвоживание на барабанных вакуум-фильтрах. При влажности шлама, подаваемого на обезвоживание, 70--60% производительность вакуум-фильтра по сухому веществу составляет Ю0--200 кг/(м2-ч).

Если осадок, выделенный из нейтрализованной сточной воды в отстойниках, в дальнейшем подлежит механическому обезвоживанию на вакуум-фильтрах, фильтр - прессах или центрифугах, то его из отстойников перекачивают в осадкоуплотнители, рассчитываемые на продолжительность пребывания в них осадков не менее 6ч. Обезвоживание осадка на вакуум-фильтрах предусматривается при количестве сухого вещества в нем не менее 25кг/м3. В качестве фильтрующей ткани применяют капрон и бельтинг.

На станции очистки сточных вод в г. Нью-Рошелл (штат Нью-Йорк) осадок, сброженный в двухступеиных метантенках, обезвоживается на вакуум-фильтрах поверхностью фильтрации 18,6 м2, промывка осадка не производится. Влажность обезвоживаемого осадка 88--92, щелочность 42 мэкв!л, pH = 6,9. При дозах коагулянтов хлорного железа 3% и извести 7,4% веса сухого вещества осадка производительность вакуум-фильтров составляет 30--40 кг/м2 * ч по сухому веществу, а влажность кэка 70--77,5%.

Проведенные нами опыты показали, что оптимальной концентрацией активного ила, позволяющей получить максимальную производительность вакуум-фильтров при минимальных расходах коагулянтов, является концентрация 22--26 г/л для активного ила из вертикальных уплотнителей и 30--36 г/л для активного ила из радиальных илоуплотнителей.

Бюрлингеймом на основании анализа работы трех очистных станций США, обслуживающих города с населением около 50 тыс. человек, сделан вывод, что обезвоживание на вакуум-фильтрах сырых осадков обходится дешевле, чем сбраживание их в метантенках и подсушка на иловых площадках.

Содержащий 50% влаги радиоактивный шлам с удельной активностью до 1 кюри]л получается в результате химической обработки жидких отходов и отделения осадка на барабанном вакуум-фильтре с намывным слоем из диатомит. Дозировка и подача шлама в битуматор производится с помощью шестеренчатого насоса и мембранного дозатора. Для оптимизации процесса битумирования в аппарат подается раствор поверх-ностно-активных веществ одновременно с расплавленным битумом также с помощью дозирующих устройств. Битуматор длиной 6 м снабжен двумя шнеками, вращающимися со скоростью 180 об/мин. Винты шнеков имеют переменный шаг, что позволяет создать в битуматоре три зоны.

Под оптимальной дозой понимается такой минимальный расход химических реагентов, который снижает удельное сопротивление осадка до величин, указанных в табл. 19, обеспечивая тем самым устойчивую работу вакуум-фильтров. При этом доза коагулянтов будет тем ниже, а производительность вакуум-фильтров тем выше, чем меньше была величина удельного сопротивления исходного осадка.

Исследованиями, проведенными в НИИ КВОВ АКХ им. К. Д. Памфилова установлено, что для кондиционирования активного ила наиболее эффективным является катионный флокулянт типа ВА. Однако при обезвоживании осадка на вакуум-фильтре он обеспечивает снижение влажности до 85%. Для сравнения заметим, что при кондиционировании осадка хлорным железом и известью осадок, обезвоженный на вакуум-фильтре, имеет влажность 72--80 %.

Осадки бытовых сточных вод, подлежащие механическому обезвоживанию, необходимо подвергать предварительной обработке. Метод механического обезвоживания осадка бытовых и производственных сточных (на вакуум-фильтрах, центрифугах и фильтр-прессах) необходимо выбирать с учетом физико-химических свойств осадка и местных условий. Перед обезвоживанием на вакуум-фильтрах сброженного осадка следует предусматривать промывку его очищенной сточной водой. Количество промывной воды для сброженного осадка из первичных отстойников 1,0-1,5 м3/м3,для сброженной в мезофильных условиях смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила 2-3 м3/м3, то же в термофильных условиях-3-4 м3/м3. Продолжительность промывки осадка 15-20 мин. При коагулировании осадков бытовых сточных вод в качестве реагентов применяют хлорное железо или сернокислое окисное железо и 10 -ный раствор извести. Известь добавляют в осадок после введения хлорного или сернокислого окисного железа. Количество реагентов в расчете на FeCi или Fe2(so4)3 и Сао принимают в процентах от массы сухого вещества осадка: для сброженного осадка первичных отстойников Peci - 3-4, CaO - 8-10, для сброженной смеси осадков первичных отстойников и избыточного активного ила FeCl - 4-6, CaO - 10-15, для сырого осадка первичных ОТСТОЙНИКОВ РеС13 - 2-3,5, СаО - 6-9, для смеси сырых осадков первичных отстойников и уплотненного избыточного активного ила: FeCi - 3-5, CaO - 9-13, для уплотненного избыточного ила из аэротенков на полную очистку Feci3 - 6-9, CaO - 17-25.Во всех случаях дозу Pe2(so4>3 увеличивают на 30-40% по сравнению с дозами хлорного железа.

Не менее эффективным способом понижения удельного сопротивления осадков любого происхождения является их замораживание. Влажность такого осадка (после оттаивания и последующего отстаивания) значительно уменьшается. Производительность вакуум-фильтров при его обезвоживании увеличивается в 2--5 раз. Особенно эффективно вымораживание применительно к тонкодиспергированным осадкам, трудно отдающим влагу.

Установлено , что избыточный активный ил уплотняется в илоуплотнителях до влажности 97,9-97,6% в течение суток, при дальнейшем хранении его влажность практически не снижается. Избыточный активный ил можно обезвоживать на серийно выпускаемых вакуум-фильтрах с обязательной обработкой коагулянтами. Использование вакуум-фильтрации для обезвоживания активного ила позволяет в 5-6 раз уменьшить его объем, но не решает проблему ликвидации образующегося осадка. Поэтому относительно простым и удобным путем ликвидации нефтешламов и активных илов является совместное их сжигание. Учитывая возможность использования продуктов сгорания, данное решение вопроса является рациональным для многих случаев.

Влажность осадка после отстойников 98-99,5%. Для снижения влажности осадка рекомендуется дополнительное отстаивание в шламоуплотнлтепе в течение 3-5 суток. Осадок из шламоуплотнителя подается на узел обезвоживания (вакуум-фильтрация, фильтр-прессование, центрифугирование). Влажность осадка после вакуум-фильтра типа БОУ и БсхОУ составляет 80-85%, после центрифуги типа ОГШ - 72-79%, после фильтр-пресса типа ФПАКМ - 65-70%.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Разработка блок-схемы алгоритма расчета на ЭВМ барабанного вакуум-фильтра производительностью 2850 кг/сут. сухого осадка. Виды нутч-фильтров. Дисковые и карусельные вакуум-фильтры. Применение фильтр-прессов для разделения суспензий. Блок-схема процесса.

курсовая работа , добавлен 24.10.2012


Изучение барабанных вакуум-фильтров с сходящим полотном и с наружной фильтрующей поверхностью. Рассмотрение схемы строения и режимов работы прибора. Расчет на прочность обечайки барабана, торцовой крышки и цапфы. Описание жидкостных и газовых фильтров.

реферат , добавлен 07.09.2011


Анализ оборудования для фильтрации. Описание, технологические и энергетические расчеты барабанного вакуум-фильтра. Особенности эксплуатации оборудования. Последовательность пуска и остановки. Недостатки конструкции: причины, меры по их устранению.

курсовая работа , добавлен 12.04.2017


Технологический расчет барабанного вакуум–фильтра фильтровальной установки. Выбор вспомогательного оборудования, емкостей. Расчет подогревателя исходной суспензии, диаметра и барометрической высоты труб. Оценка мощности, потребляемой вакуум–насосом.

курсовая работа , добавлен 13.02.2014


Краткая характеристика предприятия ЗАО "Сарапульская кондитерская фабрика". Технология приготовления сахарного сиропа. Конструкция и принципы работы вакуум-аппарата, охлаждающей, тянульной и дражировочной машин. Особенности работы вспомогательных цехов.

отчет по практике , добавлен 01.10.2010


Конструкція, області застосування випарних апаратів. Доставка, приймання, зберігання сировини. Виробництво томатного пюре періодичним способом. Інспекція і сортування томатів. Розрахунок барометричного конденсатора. Об’ємна продуктивність вакуум-насоса.

курсовая работа , добавлен 27.11.2014


Применение сетевых помехоподавляющих фильтров на производстве. Амплитудно-частотная характеристика фильтров. Виды индуктивностей или проходных конденсаторов. Специфика работы дросселей на высоких частотах. Подавление помех в цепях электропитания.

курсовая работа , добавлен 27.04.2016


Значение современной целлюлозно-бумажной промышленности для мирового хозяйства. Работа промывного цеха сульфатцеллюлозного завода с производительностью целлюлозы в 340 тонн за сутки. Основные расчеты и выбор вакуум-фильтров для промывки целлюлозы.

курсовая работа , добавлен 09.05.2011


Основы теории и сущность процессов выпаривания. Особенности процессов многократного выпаривания и применение термокомпрессоров в выпарных установках. Технологическая схема производства сгущенного молока. Расчет двухкорпусной вакуум-выпарной установки.

курсовая работа , добавлен 24.12.2009


Представление принципиальной схемы вакуум-выпарной установки, ее технологические характеристики. Расчет вспомогательного оборудования, барометрического конденсатора, теплообменного аппарата, штуцеров. Проверка на прочность и устойчивость аппаратов.

Для фильтрования под вакуумом применяются, чаще всего, воронки Бюхнера и Шотта.

Ее особенность в том, что внутри установлена пластина, похожая на дуршлаг - с отверстиями. На эту пластину предполагается укладывать фильтровальную бумагу. Чаша воронки имеет цилиндрическую форму.

Для фильтрации под вакуумом воронка Бюхнера вставляется в резиновую пробку, которой герметично закрывается сосуд-приемник. Приемный сосуд, в свою очередь, подсоединяется к водоструйному насосу или линии вакуума. При использовании водоструйного насоса, который внезапно может отключиться (вода пропала), рекомендуется между колбой-приемником и водоструйным насосом ставить промежуточный сосуд. Этот сосуд защитит приемник от засасывания воды при остановке насоса.

Воронка лабораторная Бюхнера изготавливается из фарфора и покрывается глазурью со всех сторон, исключая верхнюю кромку. Фарфор - термостойкий и химически стойкий, прочный материал, поэтому воронка подходит для фильтрования химически агрессивных жидкостей (кроме плавиковой кислоты), горячих растворов и расплавов с температурой до +600 °С.

Промышленность выпускает воронки разного диаметра. В российской классификации воронки Бюхнера различаются по номеру (от одного до шести), чем больше номер, тем больше диаметр воронки (от 65 до 215 мм). Соответственно, воронка с большим номером выше, в ней больше отверстий и сами отверстия увеличиваются от 1,25 мм до 3 мм.

Скорость фильтрования зависит как от степени разреженности воздуха, так и от диаметра воронки - чем она больше, тем быстрее происходит фильтрация.

Ее особенность в том, что внутрь впаяна пористая пластина-фильтр, изготовленная из спеченной стеклянной крошки. Этот тип воронки не нуждается в дополнительном бумажном фильтре, что резко расширяет список веществ, которые можно через нее фильтровать. Например, с ее помощью можно очищать кислоты и щелочи, растворяющие бумагу, от механических примесей.

Воронка лабораторная Шотта, так же, как и воронка Бюхнера, особенно востребована для фильтрационных работ при пониженном давлении. Выполняется из прочного и термостойкого стекла, чаще всего боросиликатного, закаленного.

Конструкционно воронки Шотта подразделяются на:
- без шлифа, с чашей в виде конуса;
- без шлифа с чашей в виде цилиндра;
- со шлифом на сливной трубке;
- со шлифом и отводом на сливной трубке (к отводу подключается водоструйный насос или линия вакуума).

Воронки без шлифа вставляются в сосуд-приемник через резиновую пробку. Для фильтрации при пониженном давлении следует использовать приемный сосуд с отводом, отлично для этого подходит колба Бунзена.

Воронки Шотта классифицируют по номеру. Чем больше номер, тем больше в фильтре отверстий и тем они меньше. Российский ГОСТ предусматривает указание пористости фильтра, например, ПОР 1,6 означает, что максимальный размер пор составляет 1,6 мкм. По европейской классификации пористость аналогичной воронки обозначается S4.

Скорость фильтрования зависит от пористости фильтра, диаметра воронки и уровня разрежения в сосуде-приемнике.

Воронки Бюхнера и Шотта очищают химическим способом.

В нашем магазине можно купить воронки Бюхнера и Шотта разных диаметров, колбы Бунзена , различную лабораторную посуду, пробки. На весь ассортимент доступные цены, а выбор помогут сделать опытные менеджеры.