Воздуходувки для очистки фильтров
Фильтрация может быть определена как отделение твердых частиц от жидкости, осуществляемое путем пропускания жидкостей через пористую среду. Если фильтрат течет через среду под действием гидростатического напора, то это называется гравитационной фильтрацией. Если используется давление выше атмосферного перед средой, то это называется фильтрацией под давлением, а если ниже по потоку среды применяется разрежение, то это вакуумная фильтрация. Центробежная фильтрация происходит, когда к среде прикладывается центробежная сила.
Целью процесса фильтрации может быть получение сухих веществ, где ценным продуктом является осадок, осветленной жидкости, где ценным продуктом является фильтрат, или и то, и другое. Фильтры могут работать как с перерывами, так и периодически, а также на непрерывной основе. Каждое из этих устройств имеет свое применение в зависимости от типа обрабатываемого материала и его оптимального использования в технологическом цикле. Некоторые из этих приложений пересекаются, и возникнет необходимость сделать выбор. Очень часто этот окончательный выбор будет зависеть не только от технологических, но и от экономических целей.
Преимущества и недостатки вакуумной фильтрации
Преимуществами оборудования для вакуумной фильтрации являются:
- подаваемый материал находится в фильтре под атмосферным давлением, и
- жмых формируется под атмосферным давлением.
Недостатками являются: вакуумная система должна обслуживаться в комплекте с вакуумными насосами, фильтрационными насосами и дополнительными аксессуарами. Вакуумные фильтры нельзя использовать для фильтрации летучих веществ в стандартных условиях. Большинство вакуумных фильтров не могут обрабатывать сжимаемые твердые частицы, которые трудно фильтровать. Вакуумные фильтры непрерывного действия негибки и плохо работают, если поток их подачи изменяется в зависимости от скорости, консистенции или характера твердых частиц.
Типы вакуумных фильтров
Вакуумный фильтр с вращающимся барабаном уже много лет является рабочей лошадкой в этой области. Базовый дизайн претерпел незначительные изменения. Однако с появлением новых и улучшенных строительных материалов в компонентах стало доступно несколько выгодных изменений и опций. Барабаны теперь можно изготавливать из различных металлов, пластмасс и резины для работы с агрессивными материалами. Единственным ограничением будет связанная с этим экономика. Внутренние трубопроводы и клапаны также выиграли от использования материалов, устойчивых к коррозии и истиранию, что значительно сократило время простоев для устранения утечек и потери вакуума. Фильтрующие материалы в почти бесконечном разнообразии доступны для удовлетворения конкретных условий. Ремни для разгрузочных работ могут быть снабжены специальными застежками для быстрой замены и специальной окантовкой, позволяющей выдерживать большие нагрузки от направляющих механизмов.
Скребковый тип. Этот метод выгрузки применим в тех случаях, когда корж рассыпчатый и имеет плохие механические качества. Другими словами, если нам удается получить довольно густую корку, которая легко отделяется от фильтровальной ткани, обычно достаточно какого-либо отвода лопастей.
Роторный дисковый тип. Принцип работы такой же, как у вращающегося барабана, и в нем используется аналогичный тип фильтрующего клапана. В этом типе фильтров вращающиеся диски, работающие в вертикальной плоскости, сформированы из различных секторов в форме круга, которые установлены в центральную трубу для поддержки дисков и проведения роторный фильтр из фильтрата. Сектора имеют ребристую конструкцию для облегчения дренажа. Эти сектора могут быть удалены, не мешая другим, и при низких скоростях часто можно заменить секцию, не останавливая фильтр. Ткань фильтрующего материала надевается на сектора и завязывается на ниппеле фильтрата.
Горизонтальные вакуумные фильтры непрерывного действия. Этот класс вакуумных фильтров непрерывного действия характеризуется горизонтальной фильтрующей поверхностью в виде стола, ленты или нескольких лотков, расположенных по кругу. Принцип действия горизонтального типа фильтра такой же, как и у фильтров с вращающимся барабаном или диском. Жидкость в подаваемой суспензии проходит через фильтрующий материал, оставляя твердые частицы, осажденные на этой среде. Разница заключается в том, что фильтрующий материал находится в горизонтальном положении. Вы могли бы охарактеризовать их как фильтры с плоским слоем и высокой производительностью. Они особенно подходят для гранулированных, быстро фильтрующихся материалов и концентратов с высоким удельным весом.
В списке преимуществ устройства с вращающимся барабаном и поддоном позволяют независимо выбирать толщину осадка, время промывки и цикл сушки. Часто можно обрабатывать осадок толщиной от 10 до 13 сантиметров. Благодаря широко открытому дренажу возможна высокая гидравлическая и пневматическая производительность. Часто производительность вакуума 12 м3/мин/м2 оправдана для достижения целей минимальной влажности. Благодаря хорошему дренажу достигается четкое разделение между промывочными растворами противотока.
Увеличение производительности вакуумного фильтра
Чтобы достичь максимальной пропускной способности твердых частиц на единицу площади фильтра, суспензию, как правило, следует подавать в вакуумный фильтр с максимально возможной концентрацией твердых частиц, при условии, что она достаточно текучая, чтобы избежать трудностей при транспортировке к фильтру, а в случае дисковых и нижних барабанных фильтров - что не возникнет никаких проблем с чистым извлечением осадка фильтра из суспензии. Исключением из этого правила являются случаи, когда качество промывки или сушки осадка имеет решающее значение, поскольку в этом случае ограничение скорости обработки твердых частиц путем работы при более низкой концентрации может быть полезным методом контроля. Как правило, операции с высокой концентрацией твердых частиц дают два преимущества.
- При заданной емкости для твердых частиц нагрузка жидкости на фильтр будет уменьшена, и, следовательно, может быть достаточной меньшая площадь фильтрации (и меньшее сопутствующее оборудование).
- Более высокая концентрация твердых частиц обеспечит лучшее связующее действие, так что можно будет получить лучшую прозрачность фильтрата даже при использовании фильтрующей среды с более открытым переплетением. Также может быть получен более толстый осадок, обладающий лучшими разгрузочными свойствами.
Следует также обратить внимание на реагенты, которые могли быть использованы на предыдущей стадии процесса. Это может включать реагенты, используемые в качестве флокулянтов, для регулирования рН или для использования в качестве вспомогательного средства для фильтрации. Хотя такие реагенты могут давать хорошие характеристики осаждения, например, в предыдущем загустителе, они не обязательно могут давать хорошие фильтрующие свойства.
В связи с постоянно растущим спросом на снижение энергопотребления и повышение производительности в горнодобывающей и металлургической промышленности использование химических веществ для улучшения обезвоживания быстро растет. Благодаря селективному химическому добавлению остаточная влажность фильтровальной корки может быть снижена до 40 процентов. Как правило, первые три процента снижения влажности (то есть от 18 до 15 процентов) компенсируют затраты на химикаты. Таким образом, любое снижение влажности более чем на три процента - это не только экономия топлива, но и снижение эксплуатационных расходов.
Обычно воздух и жидкость, удаляемые с поверхности вакуумного фильтра, направляются по трубопроводу в один или несколько приемников фильтрата в зависимости от любого отделения маточного раствора, промывной воды и т.д., которое может потребоваться. Размеры этих приемников рассчитаны на то, чтобы скорость воздуха обычно была ниже 0,9 м/с, чтобы обеспечить хорошее удаление капель жидкости из воздуха.
Обычно для этой цели чаще всего используются водокольцевые вакуумные насосы. Они просты и надежны. Они работают с непрерывной промывкой уплотнительной воды, что требует некоторого внимания, но может быть рециркулировано с помощью охлаждающих устройств для ограничения повышения температуры.
Воздуходувки для очистки фильтров
После фильтрации большинства веществ в вакуум-фильтрах необходимо включить продувку воздуха для облегчения разгрузки отфильтрованного осадка. Обычно при этом расходуется небольшое количество воздуха при небольшом давлении. Если отсутствует установка для сжатого воздуха, можно использовать небольшой воздушный компрессор или ротационную воздуходувку. Воздушные компрессоры принадлежат к типу обычных поршневых, но для давлений ниже 0,2 атмосфер наиболее подходящими оказываются ротационные воздуходувки.
Основное назначение воздуха — это быстрое заполнение секции воздухом при давлении, достаточном для отстаивания ткани и для прохода воздуха через ее поры; при этом лепешка отстает и выдуваются мелкие частицы, которые иначе могли бы остаться на ткани и залепить ее поры.