Фильтрующая аппаратура - Процесс фильтрования

По технологическому признаку фильтрующую аппаратуру подразделяют на газовые фильтры (предназначенные для очистки газов), жидкостные фильтры (предназначаемые для разделения суспензий) и фильтрующие центрифуги (также предназначаемые для разделения суспензий) [1].

Газовые фильтры

Все газовые фильтры относятся к непрерывно действующим аппаратам. Однако работа этих фильтров через определенные (длительные) промежутки времени прерывается для очистки или замены фильтрующего материала. По устройству газовые фильтры могут быть подразделены на фильтры с плоской фильтрующей перегородкой и батарейные фильтры. Примером газового фильтра с плоской фильтрующей перегородкой может служить аппарат, изображенный на рис. 1. Он представляет собой емкость 1, заполненную либо мелкозернистым, либо спрессованным волокнистым фильтрующим материалом. В первом случае на перфорированную решетку 3 насыпают песок, кварц и т. п. ("насыпная" фильтрующая перегородка 2). Во втором случае на опоры в емкости укладываются две скрепленные между собой перфорированные решетки, между которыми зажат спрессованный волокнистый материал, например, асбестовое волокно, вата и т. п. Газовый поток проходит через фильтрующую перегородку и очищается от взвешенных в нем частиц. Через определенные промежутки времени фильтр выключают, и фильтрующий материал очищают или заменяют новым.

1 - емкость, 2 - фильтрующая перегородка, 3 - перфорированная решетка

Рисунок 1 - Газовый фильтр с плоской фильтрующей перегородкой

Батарейный фильтр.

Батарейный фильтр с тканевыми фильтрующими элементами, по форме фильтрующих элементов получивший название рукавного фильтра, изображен на рис. 2. Газовый поток вводится в фильтр и распределяется по фильтрующим элементам-рукавам 1. Отфильтрованный газ удаляется через газоход, а взвешенные в нем частицы оседают на внутренней поверхности фильтрующих элементов.

1 - рукава, 2 - встряхивающее устройство, 3 - шнек

Рисунок 2 - Рукавный фильтр

Для удаления осевшей пыли имеется специальное приспособление 2, встряхивающее фильтрующие элементы. Пыль сбрасывается в нижнюю часть фильтра и удаляется из аппарата шнеком 3. Батарейный фильтр с фильтрующими элементами из твердого пористого материала - патронный фильтр - показан на рис. 3. В качестве фильтрующего материала используют пористую керамику, пористые пластические массы, спрессованные металлические зерна и т. п. Фильтрующие элементы выполняют либо в виде труб, либо в виде соединенных одна с другой деталей, имеющих форму усеченных конусов с каналом по оси.

Газовый поток проходит через фильтр, как показано на рис. 3. Взвешенные в газе частицы оседают в порах фильтра и периодически удаляются выдуванием обратным потоком газа или промывкой.

1 - крышка, 2 - корпус, 3 - керамический патрон, 4 - откидная крышка, 5 - прокладка, 6 - стягивающий болт

Рисунок 3 - Газовый патронный фильтр

Жидкостные фильтры. Фильтры периодического действия.

Жидкостные фильтры делятся на периодически действующие и непрерывно действующие. К основным типам периодически действующих жидкостных фильтров относятся фильтры с плоской горизонтальной фильтрующей перегородкой, намывные батарейные и многокамерные. Важнейшими типами непрерывно действующих фильтров являются, барабанные, дисковые, карусельные и ленточные.

Нутч-фильтр.

В простейшем фильтре с плоской горизонтальной фильтрующей перегородкой и качестве фильтрующей перегородки используют насыпные материалы (песок, гравий и т. д.), ткани (сукно, бельтинг, стекловолокно), твердые пористые материалы (пористые керамические плитки), перфорированные листовые пластические материалы и т. п. (рис. 4).

1 - фильтрующая перегородка, 2 - сборник фильтрата, 3 - мановакуумметр, 4 - 6 - патрубки (4 - для сжатого воздуха, 5 - для сообщения с атмосферой, 6 - для соединения с вакуум-линией)

Рисунок 4 - Нутч-фильтр

Фильтры рассматриваемого типа могут работать как под вакуумом, так и под давлением. В первом случае их выполняют открытыми; объем аппарата под фильтрующей перегородкой 1 сообщается со сборником фильтрата 2, а последний - с вакуум-линией. Таким образом, под фильтрующей перегородкой создается необходимое для проведения процесса разрежение. Фильтрат собирается в сборник 2, осадок, образующийся на фильтре, выгружают вручную. Фильтры, имеющие плоскую фильтрующую перегородку и работающие под вакуумом, называют нутч-фильтрами. При фильтровании суспензий, образующих осадок с большим удельным сопротивлением, фильтры работают не под вакуумом, а под давлением. Они выполнены в виде цилиндрической емкости со сферической крышкой и днищем. После загрузки в аппарат суспензий над ней создают давление, подавая в аппарат сжатый воздух или сжатый инертный газ, и ведут фильтрование этого газа под давлением. По окончании фильтрования аппарат сообщают с атмосферой при помощи крана, крышку снимают и полученный осадок выгружают вручную. На цилиндрической части некоторых фильтров имеются специальные люки для выгрузки осадка.

Рамный фильтрпресс.

Рамный фильтрпресс изображен на рис. 6.

1 - упорная плита, 2 - рама, 3 - плита, 4 - фильтрующая ткань, 5 - подвижная концевая плита, 6 - горизонтальная направляющая, 7 - зажимной винт, 8 - станина, 9 - желоб для сбора фильтрата или промывающей жидкости

Рисунок 6 - Рамный фильтрпресс

Блок этого фильтра состоит из рам и плит (рис. 7) с зажатой между ними фильтрующей тканью. Каждая рама и плита имеют каналы 3 и 4 для ввода суспензии и промывающей жидкости. На поверхности плит имеются дренажные каналы 5 и сборные каналы 6, которые сообщаются с отводным каналом 7.

1 - рама, 2 - плита, 3 - каналы для ввода суспензии, 4 - каналы для ввода промывающей жидкости, 5 - дренажные каналы, 6 - сборные каналы, 7 канал для отвода фильтрата или промывающей жидкости

Рисунок 7 - Рама(а) и плита(б) рамного фильтрпресса

При фильтровании (рис. 7, а) суспензия под давлением вводится через каналы 3 в рамах и плитах, образующие в блоке сплошной канал, и распределяется по всем рамам. После фильтрования через ткань фильтрат стекает по дренажным и сборным каналам в плитах и удаляется через отводные каналы. При промывке осадка (рис. 7, б) промывающая жидкость под давлением вводится через каналы 4, распределяется по рамам и, проходя путь, указанный стрелками, промывает осадок, затем удаляется из фильтра через отводные каналы. Для обеспечения указанного направления движения потока промывающей жидкости отводные каналы всех нечетных плит блока должны быть закрыты. Схема работы рамного фильтрпресса показана на рисунке 8.

1 - рама, 2 - плита, 3 - канал для суспензии, 4 - канал для промывающей жидкости

Рисунок 8 - Схема работы рамного фильтрпресса (а - фильтрование; б промывка осадка)

Рамные фильтпрессы значительно проще и дешевле камерных; рамы и плиты легко выполняются из различных материалов, в частности из дерева. Благодаря этому рамные фильтрпрессы получили широкое распространение в промышленности. К общей оценке их можно добавить, что они имеют такую же высокоразвитую фильтрующую поверхность, как и батарейные намывные фильтры, но изготовление их значительно проще и дешевле. К основным недостаткам камерных и рамных фильтрпрессов относится неудобство выгрузки осадка: блок плит и рам разбирают, каждую раму в отдельности вынимают из блока и разгружают вручную [1].

Похожие статьи




Фильтрующая аппаратура - Процесс фильтрования

Предыдущая | Следующая