Дисковые вакуум-фильтры, вакуум-фильтры для концентратов, дисковые фильтры для концентратов

Контактная форма

Дисковые вакуумные фильтры серии PGT сочетают в себе достоинства аналогичных продуктов китайского и иностранного производства. Они оптимизированы под параметры металлических руд, такие как высокая плотность, быстрое осаждение и сильное воздействие на трубопровод фильтрата. Как следствие, достигаются отличные показатели обезвоживания твердой фазы. Как свидетельствуют отзывы клиентов, по своим характеристикам наши фильтры соответствуют продвинутому уровню по международным стандартам.

1. Запорный клапан
2. Выпуск воздуха
3. Впуск воздуха
4. Шланг.
5 .Обратные воздуховоды, подсоединенные к распределительным головкам с обоих концов фильтра.
6. Фильтр
7. Водоотливной клапан
8. Воздушный ресивер обратной промывки
9. Вакуумный насос
10. Бак фильтрата
11. Основание фильтра
12. Фундамент или пол

Характеристики
1. Фильтрующие пластины в виде секторов круга выполнены из прочного инженерного пластика. На них имеются равномерно распределенные обезвоживающие отверстия и толстые высокопрочные ребра. Оптимально подобранный размер отверстий продлевает срок службы почти вдвое.
2. Трубопровод фильтрата содержит достаточно большую зону фильтрации. Распределительная головка оснащена большой полостью. Эти факторы улучшают отвод воздуха и фильтрата.
3. Износостойкая фильтрующая ткань (нейлон одноволоконный или двухслойный многоволоконный) улучшает показатели обезвоживания, препятствует забиванию, продлевает срок службы устройства.
4. Автоматическая централизованная система смазки с многоточечным насосом.
5. Система автоматической очистки фильтровальной ткани помогает поддерживать фильтрующую способность на максимальном уровне.
6. Горизонтальная мешалка с переменной скоростью для принудительного перемешивания. Тройная система защиты, включающая резину, графитовый сальник и разницу давлений воды надежно предотвращает выливание.
7. Главный привод характеризуется бесступенчатым регулированием скорости. Скорость регулируется на основании различных значений концентрации и расхода фильтруемого материала, при помощи мотора переменного тока с регулируемой скоростью либо частотного преобразователя, эта регулировка обеспечивает оптимальную производительность работы устройства.
8. Каждый диск разделен на 20 отдельных секторов, что облегчает контроль фильтрации и обеспечивает равномерную толщину фильтрационной корки.
9. Фрикционные пластины сделаны из износостойкого бористого чугуна, обеспечивающего хорошее уплотнение и долговечность.
10. Фильтратный трубопровод сделан из композита стали и керамики, обеспечивающего в 10 раз больший срок службы по сравнению с обычными трубами.
11. Штуцер, соединяющее фильтратный трубопровод с фильтрующими дисками, точно позиционирован и надежно приварен, такое соединение на 90% снижает риск утечки.

Принцип действия
Дисковые вакуумные фильтры производят разделение твердой и жидкой фазы взвесей при помощи вакуумного насоса. Вакуумные фильтры серии PGT предназначены для обезвоживания различных материалов, в первую очередь – концентратов черных и цветных металлов, кроме того, они применяются для обезвоживания in при обогащении угля, неметаллических руд, в химической промышленности и природоохранных системах.

Вакуумные фильтры успешно справляются с подачей, формированием, обезвоживанием, выгрузкой и очисткой фильтрационной корки и т.д.

Разомкнутая магнитная система включает постоянные магниты, расположенные определенным образом внутри диска, способствующие образованию фильтрационной корки. Когда магнитный материал попадает в загрузочный бункер, твердые магнитные частицы в нем формируют магнитные кластеры, под действием магнитного поля и собственного веса, и затем притягиваются к фильтровальной ткани по поверхности дисков. В это время под действием сжатого воздуха фильтрационная корка образует несколько слоев в соответствии с размером минеральных частиц. При этом подача сверху способствует дальнейшей стратификации частиц по размеру. Сформированная в таких условиях «лепешка» характеризуется хорошими показателями толщины и воздухопроницаемости.

Затем барабан переносит корку в зону обезвоживания, где вакуумный насос отсасывает из нее излишки воды. Далее в зоне снятия осадка обезвоженная корка сдувается с фильтра сжатым воздухом. После снятия корки фильтровальная ткань очищается продувкой и промывкой. Сжатый воздух нагнетает воду из внутренней части диска наружу, таким образом достигается полное очищение фильтровальной ткани, предотвращается засорение и обеспечивается максимальная фильтрационная способность на следующей итерации процесса.

Технические параметры

Диаметр диска (мм)	2100							3100
Площадь фильтрации (м²)	10	15	20	25	30	35	40	48	60	72	84	96
Число дисков	2	3	4	5	6	7	8	4	5	6	7	8
Число секторов в диске	20
Мощность мотора основного вала (кВт)	2.2		3		4		5.5			7.5
Мощность мотора мешалки (кВт)	3		4		5.5		7.5			11
Мощностьвакуумного насоса (кВт)	37		55		75		95		132		185
Масса (кг)	10.4	11	11.6	12.2	12.8	13.4	14	18	21	24	27	30
Размеры (Д) (мм)	2535	2920	3315	3705	4095	4485	4875	4175	4675	5175	5675	6175
Размеры (Ш) (мм)	2480							4280
Размеры (В) (мм)	2960							3740
Производительность (т/ч.м²)	0.6-0.85

Складывается из семи операций:

1. погружение в суспензию с образованием осадка и отводом фильтрата;
2. втягивание воздуха через осадок и удаление остатка фильтрата;
3. промывка осадка;
4. втягивание воздуха через осадок и удаление остатка промывной жидкости;
5. отсоединение осадка и его рыхление;
6. снятие осадка;
7. регенерация фильтровального полотна.

На первых четырех этапах ячейки подключены к линии вакуума, на последних трех - сообщаются с линией сжатого воздуха.

На время продувки тонкая спиралеобразная проволока прижимает фильтровальную ткань к поверхности барабана, чтобы исключить возможность ее растяжения. В отдельных случаях в осадке могут появиться трещины. Это приведет к растрескиванию слоя и нарушению вакуума за счет того что воздух будет поступать через трещины. В таких случаях трещины заглаживаются покровной лентой, которая перемещается по поверхности осадка.

Для удаления осадка используются различные способы в зависимости от его структуры и толщины:

• толщина слоя составляет 8-10 мм - осадок снимается широким ножом, который устанавливается вдоль образующей барабана на определенном расстоянии от его поверхности;
• слой 2-4 мм - снимается при помощи бесконечных тонких шнуров, которые расположены параллельно на расстоянии 6-25 мм друг от друга и перемещаются по замкнутому пути, огибая натяжной и направляющий ролики; от фильтровальной ткани шнуры отделяются вместе с осадком;
• слой около 2 мм - снимается резиновым валиком, который вращается в противоположном направлении относительно барабана; осевший на валике слой снимается ножом;
• слой около 1 мм - для удаления осадка используется метод сходящего полотна, при котором фильтровальная ткань проходит такой же путь, как и бесконечные шнуры: с поверхности барабана подается на разгрузочный ролик для удаления осадка ножом, затем проходит ролик для промывки, после чего возвращается на барабан.

При разделении тонкодисперсных суспензий поры фильтровального материала быстро закупориваются. По этой причине вместо фильтровальной ткани используют намывную зернистую перегородку толщиной 50-75 мм. Материалом для нее часто служат зерна кизельгура. Процесс фильтрования выглядит следующим образом: в корыто подают густую суспензию зернистого материала, выключают съемное устройство и запускают работу фильтра на 30-60 минут. За это время накапливается осадок нужной толщины. Далее в корыто подают суспензию для фильтрования. В процессе разделения суспензии намывной слой с осевшим на него осадком постепенно срезается ножом. Нож перемещается очень медленно и проходит около 0,01-0,05 мм при одном обороте барабана. По мере истончения намывной слой регенерируют.

Площадь рабочей поверхности барабанных ячейковых вакуум-фильтров составляет до 50 м². Диаметр барабана составляет 1-4 м, длина - 0,2-5 м. Вращение барабана происходит со скоростью 0,1-3 об/мин. Для приведения барабана в действие используется электромотор мощностью 0,1-4,5 кВт. Фильтровальные материалы выбирают в зависимости от рода суспензии.

В фильтре периодического действия продолжительность отдельных операций может быть изменена. В фильтре непрерывного действия последовательность и продолжительность отдельных операций определяются конструкцией и размерами аппарата. Фильтры непрерывного действия пред назначены обычно для определенного продукта. Свойства подводимой суспензии должны оставаться неизменными.

Вакуумные фильтры непрерывного действия обычного типа могут нормально работать лишь при такой концентрации суспензии, которая обеспечивает накопление на фильтрующей поверхности слоя осадка достаточной толщины. При относительно малом содержании в суспензии взвешенных часта необходимо предварительно удалить из нее часть жидкости (в сгустителем Аппараты периодического действия на период чистки выключают из работы, В аппаратах непрерывного действия, имеющих вид барабана или бесконечной ленты, последовательно производятся наполнение, фильтрация, промывка осадка и регенерация фильтрующей ткани. Несмотря на значительный вакуум, в некоторых случаях не достигаете заданная влажность готового материала требуется дополнительная сушка в этом же аппарате.

Барабанный вакуумный фильтр с наружной фильтрующей поверхностью (рис. 132) применяют в промышленности по сравнения с вращающимися фильтрами других конструкций. Фильтр имеет высокую производительность. Он работает следующим образом. На горизонтальном валу насажен вращающийся барабан 1, состоящий из двух дисков, соединенных по окружности планками. На планки натянута металлическая сетка и сверх сетки - фильтрующая ткань.1 В радиальных плоскостях барабана установлены перегородки, разделяющие внутреннюю полость барабана на изолированные отсеки. Обычно имеется от 12 до 24 отсев ков. Каждый отсек специальной трубкой соединен с золотниковым механизмом распределительной головки 2. При вращении барабана давление внутри данного отсека меняется в зависимости от того, с какой частью распределительной головки он соединяется. Барабан погружен в резервуар с с фильтруемой жидкостью примерно на 1/3 высоты.

Рассмотрим процесс в одном отсеке. Вначале в нем создается вакуум и жидкость засасывается внутрь отсека (зона фильтрации I). После того как отсек выходит из фильтруемой жидкости, в него засасывается воздух для просушивания осадка (зона просушивания II). Если требуется промывка, то после этого подводится промывная вода (зона промывки IV). Затем внутри отсека создают избыточное давление, и воздух проходит сквозь слой осадка - на фильтрующей ткани (зона отдувки VI). После этого осадок срезается ножом с фильтрующей ткани, а оставшаяся после срезания пленка осадка удаляется при продувке фильтра сжатым воздухом (зона продувки VIII). Затем цикл повторяется. Нож для съема осадка не соприкасается с поверхностью барабана - он является лишь направляющей плоскостью. III, V, VII и IX - мертвые зоны, препятствующие сообщению между собой рабочих зон.

Отсос воздуха из барабана, подача сжатого воздуха в барабан, откачка отфильтрованной жидкости производятся через трубы, соединенные с золотниковым механизмом. Таким образом, за один оборот барабана непрерывно автоматически чередуются циклы работы фильтра - фильтрование, промывка, сушка и разгрузка.

Максимальная производительность достигается при наибольшем погружении барабана (-40% поверхности); размеры поверхности фильтрации таких аппаратов меняются от 0,25 до 85 м 2 . Барабаны диаметром более 3,7 м обычно не применяют. Толщина слоя осадка в барабанных вакуумных фильтрах непрерывного действия поддерживается 20-40 мм, а при трудно фильтруемых осадках достигает всего 5-10 мм. Толщина слоя осадка зависит от частоты вращения барабана, которая может изменяться от 0,1 до 1,5 об/мин.

влажность осадка редко бывает ниже 10 %, чаще 30 % и более. Пар и газы из верхней части аппарата отводятся в конденсатор. Если высота помещения позволяет установить барометрическую трубу высотой -10,5 м, то вакуумный насос соединяют непосредственно с аппаратом, что устраняет необходимость установки конденсатора. Расход энергии на вращение фильтра составляет от 0,4 до 4 кВт.

На рис. 133 показан фильтр фирмы Краусс-Маффей-Империал (ФРГ). Такие фильтры выпускают 22 типоразмеров с поверхностью фильтрации от 0,25до 60 м2. Габаритные размеры фильтра приведены в табл. 34 и на рис. 134.

Фильтры изготовляют из гуммированной или специальной стали. Прокладки между ячейками заменяются быстро; их можно изготовить из стали, эбонита, поливинилхлорида, полиэтилена независимо от материала самого барабана. Фильтры имеют шесть различных систем для съема уплотненного осадка, выбираемых в зависимости от характера продукта. Это съем шнуровой, цепной, вальцовый, ножевой с отдачей и без отдачи, шаберный с предварительным фильтром и съем со сходящим фильтровальным полотном. Фильтр снабжен маятниковой мешалкой.

Барабанный вакуумный фильтр с наружной фильтрующей поверхностью принадлежит к типу фильтров, в которых направление движения фильтрата и действие силы тяжести противоположны. Это заставляет принимать меры, препятствующие оседанию частиц или замедляющие его. Для взмучивания твердой суспензии со дна корыта вакуумного фильтра и равномерного распределения ее в перемешиваемом объеме чаще всего применяют качающуюся.мешалку. Можно также повысить концентрацию суспензии, вследствие чего увеличивается вязкость и скорость,оседания твердых частиц уменьшается.

На рис. 135 показан герметизированный барабанный вакуумный фильтр конструкции НИИХИММАШа (поверхность 75 ма). Он предназначен для улавливания взвеси парафина и церезина из масла при температуре -32° С. Применение крупных фильтров уменьшает металлоемкость оборудования на единицу фильтрующей поверхности на 20%, производственную площадь - на 15% и почти в 2 раза сокращает количество обслуживающего персонала.

Характеристики барабанных ячейковых вакуумных фильтров отечественного производства с наружной фильтрующей поверхностью приведены в табл. 35. Фильтры предназначены для разделения твердой и жидкой фаз суспензии со следующими характеристиками: структура твердой фазы - кристаллическая или аморфная (в основной структуре допускается малое количество коллоидных частиц); концентрация суспензии 5-40%; плотность твердой фазы 1-3; температура суспензии не выше 90° С; реакция i нейтральная либо слабощелочная.

Если фильтруемость продукта очень высокая, например при наличии крупных кристаллов или песка, то нецелесообразно применять барабанный вакуумный фильтр, так как здесь трудно обеспечить равномерное прилипание материала к фильтрующей поверхности. В этих случаях целесообразно при-] менять непрерывные ленточные или тарельчатые фильтры. В случае, если! необходимо несколько промывок из-за сильного прилипания, целесообразно! применить ленточный фильтр. Когда суспензия содержит мало взвешенных! частиц или твердые вещества создают опасность забивания фильтрующего! материала, целесообразно использовать фильтр с намывным слоем.

Таблица 35

Фильтры со шнуровым съемом осадка могут работать при очень малой толщине отфильтрованного слоя (3 мм). При этом в большинстве случаев осадок можно удалять без отдувки сжатым воздухом. Ячейковый шнуровой фильтр (корд-фильтр) имеет по окружности барабана желоба с входящими в них бесконечными толстыми шнурами, образующими фильтрующую основу. Осадок отлагается непосредственно на шнурах, вместе с ними сходит с поверхности барабана и окончательно удаляется при перегибе шнуров на валике небольшого диаметра (рис. 136).

Фирмой Филипп (Франция) предложен метод съема осадка пучком шнуров для тонкого слоя отфильтрованного материала. Особенностью конструкции является применение одного бесконечного шнура, благодаря чему уменьшается возможность износа в местах соединения шнуров. В случае разрыва шнура аппарат автоматически останавливается. Исправление производится достаточно быстро, так что не возникает опасности смешивания суспензии с отфильтрованной жидкостью. Схема такого устройства для удаления осадка приведена на ри с. 137.

Применяют также барабанные вакуумньх. фильтры с ленточным съемом осадка (фирмы Ведаг, ФРГ; Эймко, США и др.). Фильтровальная ткань в зоне съема сходит с барабана на систему роликов, где осадок сбрасывается с ткани, а лента после этого промывается. Стоимость фильтров повышается примерно на 20%, но зато качество фильтрации значительно улучшается. На рис. 138 показана схема устройства фирмы Филипп (Франция), в котором над тканью, закрепленной на барабане фильтра, находится вторая ткань, значительно более тонкая и оказывающая небольшое сопротивление. На этой ткани осадок собирается и уносится наружу. Ткань отделяется от барабана в месте, где находится ролик, и возвращается на барабан, направляемая другим роликом, где снова погружается в ванну с суспензией. Перед погружением в ванну сетка очищается водой, подаваемой через трубчатую форсунку.

С каждой стороны выходящей ткани прикреплен шнур для придания жесткости материалу. Если ширина стола большая, то перемещением ленты управляют с помощью фотоэлементов, соединенных с сервомотором.

Роликовый (или вальцевый) съем осадка применяют в случае, если осадок сильно забивает материал. Ролик изготовляют из шлифованного металла (см. рис. 136, III). Твердые вещества, прилипающие к нему, удаляются лезвием, край которого изготовлен из резины или пластмассы. На рис. 136, II показана схема наиболее простого способа удаления осадка скребком, обычно металлическим, нож которого расположен параллельно образующей барабана. Такой съем рекомендуется при большой толщине слоя осадка.

Для улучшения условий стока фильтрата, а также устранения возможности проникновения воздуха через неплотности созданы конструкции вакуумных фильтров без центрального золотника. Эти фильтры применяют в целлюлозно-бумажной промышленности. Они подходят для суспензий с большим содержанием жидкой фазы и осадком, легко снимающимся с поверхности фильтрата и не замазывающим его пор.

Для быстрофильтруемых суспензий применяют однокамерные или безъячейковые вакуумные фильтры с фильтрующей поверхностью от 0,1 до 10 м 2 . На поверхности барабана безъячейкового фильтра сделаны рифления, которые через небольшие отверстия сообщаются с внутренней полостью барабана. На внутренней поверхности барабана, напротив отверстий, имеются кольцеобразные приливы, образующие поверхность контакта между барабаном и камерами отдувки. Камеры отдувки, число которых определяется числом кольцеобразных приливов, укреплены на полом валу, опирающемся на станину фильтра.

Мембрана для уплотнения между камерой отдувки и контактирующей поверхностью барабана при подаче воздуха в камеру прогибается и передает усилие на эластичную прокладку. Для подвода воздуха жидкости в крышке камеры и в эластичной прокладке предусмотрены специальные отверстия. Фильтрат отсасывается через вал барабана. Для разделения фильтрата и отдувочного воздуха в полом валу установлена перегородка. Другим конструктивным решением этого фильтра является применение башмака с узкими продольными щелями,скользящего по внутренней поверхности барабана. Башмак отсекает вакуумное пространство от секций барабана, в которых происходит съем осадка, подводит воздух продувки осадка и изменяет степень погружения барабана в суспензию, док обычно снимается сжатым воздухом; иногда применяют пульсирующую подачу воздуха, вызывающую колебания фильтровальной ткани.

В конструкции безъячейкового фильтра Ротафильтр фирмы Филипп Франция) предусмотрена возможность замены трущегося элемента.

Благодаря этому отпадает необходимость шлифовки внутренней части барабана и уменьшается износ. Фильтр показан на рис. 139. Схема процесса продувки при помощи трех роликов, покрытых слоем резины или пластмассы, приведена на рис. 140.

Бункерный барабанный фильтр разделен на секции, имеющие бортики высотой 15 см или более. Суспензию подают в бункер при его верхнем положении на барабане. После этого в течение некоторого времени осадок осаждается в бункере. Затем секция подключается к вакуумному пространству для окончательного обезвоживания и сушки. При нижнем положении бункера секция отсоединяется от вакуума и осадок падает. Такие фильтры обычно применяют для грубых осадков. Поверхность фильтрации от 1,0 до 30 м 2 . Применяют также барабанный вакуумный фильтр с верхним питанием. Здесь нет корыта для суспензии, а есть распределительный короб в верхней части. Осадок на фильтре продувается горячим воздухом. Такие фильтры-сушилки изготовляют с поверхностью от 0,8 до 9,4 м 2 . Одна из разновидностей фильтра с верхним питанием - двухбарабанный вакуумный фильтр. Барабаны фильтра вращаются в противоположных направлениях с одинаковой скоростью. Недостаток фильтра - малая рабочая поверхность; достоинство - благоприятные условия для отложения, промывки и просушки осадка.

Особенность работы фильтра в том, что до начала фильтрации на рабочую поверхность наносится слой вспомогательного фильтрующего вещества, так называемый намывной слой (обычно диатомит или древесная мука). В зависимости от фильтруемого продукта и качества вспомогательного фильтрующего вещества толщина намывного слоя осадка составляет от 25 до 75 мм. Намывной слой наносят следующим образом. Суспензия материала, из которого образуется намывной слой, профильтровывается через вакуумный фильтр определенными порциями, причем фильтрация чередуется с просушкой образовавшегося слоя. При таком способе нанесения слой древесной муки получается плотным и не сжимается при дальнейшей работе. Время нанесения фильтрующего слоя от 0,5 до 2 ч.

При работе фильтра осадок снимается при помощи поступательно перемещающегося ножа с микрометрической подачей, причем вместе с осадком снимается тонкий слой вспомогательного вещества. Такой процесс можно применять только в том случае, если остающийся на фильтре продукт не нужен, а важен только фильтрат. В некоторых случаях, напротив, снимают верхний слой продукта, оставляя часть его на фильтре вместе с вспомогательным веществом. В этом случае наносят очень тонкий вспомогательный слой. Такой процесс предохраняет фильтрующую ткань от быстрого забивания, например, при извлечении дрожжей из питательной среды и приготовлении некоторых антибиотиков.

Далее рассмотрим только фильтр первого типа, где вместе с осадком снимется слой вспомогательного вещества. Такой фильтр работает от 8 ч до 10 дней, после чего снова наносят намывной слой. Применяют его для сильно разбавленных суспензий, содержащих небольшое количество взвесей и не образующих слоя осадка, толщина которого достаточна для нормальной работы фильтра непрерывного действия обычного типа.

Он также предназначен для Фильтрации коллоидальных и липких веществ, быстро забивающих поры ткани. Облагороженный диатомит и древесную муку применяют потому, что они являются сильно пористыми веществами. При герметизации аппарата в нем возможна обработка физиологически вредных растворов.

Нож с микрометрической подачей (рис. 141) имеет острую режущую кромку и при каждом обороте барабана фильтра приближается к его поверхности на расстояние 0,05-0,1 мм (при работе с диатомитом). При работе с древесной мукой эти значения несколько выше.

На рис. 142 приведена схема фильтра с намывным слоем. Фильтр состоит из горизонтального барабана, погруженного в жидкую суспензию на глубину от 30 до 50%. Вакуум у поверхности барабана создают с помощью внутренних трубок, проходящих через цапфу барабана и через клапан на одном конце фильтра. Через клапан фильтрат проходит в ресивер, где жидкость отделяется от воздуха или другого газа, причем жидкость обычно откачивается центробежным насосом, а газ - вакуумным насосом, а если необходимо, то и конденсатором.

Лезвие ножа снимает слой до тех пор, пока расстояние между поверхностью барабана и ножом не достигает (3-3,2 мм. После этого барабан очищают и вновь покрывают слоем диатомита толщиной от 50 до 100 мм. Такая схема применена фирмой Джонс Манвиль Селит Дивижн (США).

Основными преимуществами барабанных вакуумных фильтров, работающих с намывным слоем, являются:

постоянное обновление фильтрующей поверхности перед погружением в суспензию, благодаря чему скорость фильтрации не только не снижается, но и может возрастать по мере среза осадка;

высокое качество фильтрата;

возможность работы без подачи сжатого воздуха во время фильтрации и связанное с этим уменьшение расхода энергии; уменьшение расхода фильтровальной ткани благодаря работе без отдувки и наличию защитного слоя вспомогательного фильтрующего вещества.

Следует также отметить, что глубину среза осадка выбирают с расчетом обеспечения постоянной скорости фильтрации в течение всего периода работы Снижение скорости указывает на то, что поверхность фильтрующего слоя очищается недостаточно и следует увеличить глубину среза. Возрастание скорости характерно для излишней глубины среза, которая сокращает время работы нанесенного фильтрующего слоя. Наиболее приемлем срез глубиной, при которой средняя скорость фильтрации за период от одного до другого среза остается приблизительно постоянной.

В барабанном вакуумном фильтре наружной фильтрующей поверхностью наиболее крупные частицы суспензии расположены в нижней части резервуара, а на поверхности фильтра в первую очередь отлагаются мелкие частицы. Осадок из мелких частиц является очень плотным, затрудняет фильтрацию и тем самым уменьшает производительность фильтра. Во внутреннем вакуумном фильтре, наоборот, наиболее крупные частицы в первую очередь отлагаются на фильтровальной ткани, так как суспензия подается внутрь барабана, а вакуум создается в кольцевом пространстве по окружности барабана. Это пространство разделено перегородками на отдельные отсеки так же, как и в барабанном фильтре с наружной фильтрующей поверхностью. Рабочая сторона с фильтрующей тканью обращена внутрь барабана.

В Суспензия по трубе поступает внутрь барабана и располагается в его нижней части. При этом на фильтрующей поверхности в первую очередь осаждаются наиболее крупные частицы как более тяжелые, вследствие чего нет забивки пор ткани мелкими частицами. Снимаемый ножом осадок падает в помещенный внутри барабана ленточный или шнековый транспортер и удаляется через открытую торцовую часть барабана.

Барабанный вакуумный фильтр с внутренней поверхностью фильтрации рис. 143) предназначен для обезвоживания тяжелых суспензий с быстро исаждающейся твердой фазой, главным образом в производствах по обогаще-ьию руд черных и цветных металлов. Фильтр включает: вращающийся гори-рштальный барабан с 16 секциями, расположенными по внутреннему пери-ierpy и состоящими по длине из двух частей каждая (один конец барабана Впирается через бандаж на опорные ролики, другой - через цапфу барабана!аподшипник скольжения стойки); распределительную головку с цапфой природа фильтра; желобчатый ленточный транспортер для выгрузки осадка, расположенный внутри барабана и опирающийся через металлическую кон-I струкцию с одной стороны на стенку барабана, с другой-на внешнюю стойку. I Лента транспортера имеет самостоятельный привод. Труба для подачи и рас-I !ределения подлине барабана суспензии установлена внутри барабана с укло-I им и имеет отверстия с шиберами.

Фильтры такого типа предназначены для работы с быстрофильтрующи рея суспензиями и неприлипающими осадками. Установлены размеры фильтрующих поверхностей для каждого типа фильтра: 0,25; 1; 5; 10; 25; 40; 63 и 80 м 2 .

Вакуумный дисковый фильтр состоит из ряда дисков, насаженных на пустотелом валу и обтянутых фильтровальной тканью (рис. 144). Внутренняя полость каждого диска разделена на отдельные секторы аналогично барабанному фильтру. Частота вращения вала с дисками до Зоб/мин. Диски погружают в чан с суспензией на глубину -33%. Благодаря наличию вакуума во внутренней полости диска туда засасывается жидкость, а осадок остается на его наружной поверхности. Смена циклов та же, что и в барабанном фильтре. Когда осадок достигнет места выгрузки, ткань слегка надуется воздухом и осадок отделится от нее. По сравнению с барабаными эти фильтры имеют значительно более развитую поверхность фильтрации.

Дисковые вакуумные фильтры непрерывного действия имеют поверхность фильтрации до 85 м 2 ; разрабатываются также фильтры с поверхностью 150 и 200 м2. Они имеют некоторые преимущества по сравнению с барабанными вакуумными фильтрами: значительно меньший расход энергии; простота смены фильтрующей ткани и меньший расход ее (при повреждении ткань может быть заменена на одном лишь секторе, составляющем от 1/8 до 1/12 части окружности диска); компактность установки и более низкая стоимость аппарата.

Для улучшения условий отделения отфильтрованного осадка при отдувке и уменьшения износа фильтрующей ткани в некоторых случаях применяют вакуумный дисковый фильтр с выпуклыми секторами. Выпуклая форма секторов благоприятствует полной очистке фильтрующей поверхности, и кромки пластин для съема осадка могут отстоять от нее на расстоянии до 20 мм. Рабочая поверхность фильтров с выпуклыми секторами составляет от 10 до 80 м 2 .

В табл. 36 приведены основные типоразмеры отечественных дисковых фильтров для фильтрации жидкотекучих нейтральных, кислых и щелочных суспензий, у которых скорость осаждения частиц твердой фазы преобладающего класса крупности не превышает 18 мм/с. Дисковые вакуумные фильтры ДУ имеют детали из чугуна или углеродистых сталей; ДК - из кислотостойких сталей, неметаллических материалов и частично гуммированных материалов.

Недостатки дисковых вакуумных фильтров: малое время промывки; отсутствие мешалки в чане, из-за чего получается осадок высокой и неравномерной влажности. Однако иногда применяют дисковые фильтры с гребковыми мешалками, смонтированными в U-образном чане. Обычно изготовляют фильтры с 16 дисками диаметром от 1,2 до 3,7 м.

В вакуумном тарельчатом фильтре непрерывного действия горизонтальный диск насажен на вертикальном валу. Внутренняя полость диска раздев

Рис. 146. Схема работы горизонтального фильтра:

1 - слабая промывная жидкость; 2 - промывка осадка; 3 - обезвоживание осадка; 4 - питание; 5 - обезвоживание осадка; 6 - промывка водой; 7 - крепкая промывная жидкость; 8 - маточник; 9 - сушка ткани; 10 - распределитель вакуума; 11 - обезвоживание; 12 - продувка воздухом; 13 - очистка ткани; 14 - разгрузка

лена на отдельные ячейки, а каждая ячейка соединена с распределительной головкой, находящейся под диском. Поверх диска, снабженного бортами натянута фильтровальная ткань. Суспензию подают сверху на ткань. Фильтрация происходит за время почти полного оборота диска в горизонтальной плоскости. Фильтр работает при разрежении 100-200 мм рт. ст.

Горизонтальные тарельчатые вакуумные фильтры применяют главным образом для обезвоживания крупнозернистых тяжелых суспензий. Они очень удобны для фильтрации осадков, требующих тщательной промывки. На рис. 145 показан тарельчатый вакуумный фильтр (в разрезе).

Разновидностью является фильтр со съемом осадка при помощи спиральной ленты, расположенной рядом с питающим коробом. Производительность фильтра высокая, так как в отличие от барабанного фильтра холостых пробегов между циклами нет.

Карусельные фильтры, или план-фильтры, с опрокидывающимися ковшами дают возможность лучшей очистки фильтрующей ткани, но имеют при тех же размерах меньшую поверхность по сравнению с тарельчатыми фильтрами. Вращающаяся кольцевая рама фильтра состоит из металлических конструкций. В ней установлены ковши, открытые сверху и вращающиеся на радиально расположенных осях. Такой фильтр представляет собой как бы непрерывную цепь из отдельных вакуумных нутч-фильтров, которые при выгрузке переворачиваются (рис. 146). Внутренняя сторона каждого лотка соединена трубой с общим трубным узлом. Фильтры такой конструкции обычно имеют диаметр кольцевой рамы от 6 до 20 м.

В центре вращения карусели фильтра установлена распределительная головка, соединенная в верхней вращающейся части с ковшами, а в нижней неподвижной части - с соответствующими коммуникациями. Суспензия и промывные жидкости заливаются в ковши с помощью специального устройства, расположенного над вращающейся кольцевой рамой с ковшами.

Ленточный фильтр состоит из ряда неподвижно расположенных вакуумных камер, вдоль которых передвигается конвейерная резиновая лента с вырезами. На ленту натянута фильтровальная ткань. По центру ленты предусмотрены дренажные отверстия. Пройдя последовательно все операции фильтрования, осадок снимается с ткани у конечного ролика. Ленточный фильтр имеет.те же преимущества, что и горизонтальные фильтры, в то же время холостой пробег здесь составляет более 50%. До начала процесса фильтрации ткань непрерывно промывается. Этот фильтр дороже других горизонтальных фильтров. Поверхность его обычно составляет юг 0,1 до 9 м 2 .

Схема ленточного фильтра фирмы Филипп (Франция) приведена на рис. 147. Резиновая конвейерная лента приводится в движение ведущим барашком 3. Ведущий барабан приводится от электродвигателя через редуктор вариатор скорости таким образом, что время полного цикла фильтрации составляет от 1 до 10 мин. Жидкость для фильтрации поступает через воронку распределяется в зоне между заслонами 6 и 7, где фильтрат отсасывается, образовавшийся на ленте осадок проходит под заслоном 7, который имеет тик из тонкой резиновой ленты. В следующих зонах (8 и 9) производится промывка водой. Перегородки в вакуумном пространстве 10 съемные.

Патрубки 11-14 соединены с ресиверами, в которых газ и жидкость разделяются под вакуумом. В конце хода ленты осадок обезвоживается и снимается около ведущего барабана. Ресиверы опорожняются с помощью барометрических конденсаторов или центробежных насосов.

Поверхность фильтрации таких фильтров до 30 м2, предусмотрен выпуск фильтров с поверхностью 60 м2. Фильтр показан на рис. 148.

Преимущества вакуумного ленточного фильтра непрерывного действия! в основном следующие. Фильтр прост по конструкции, так как в нем отсутсвует распределительная головка, а весь он может быть выполнен из антикоррозионных материалов.

Ни одна из частей фильтра не подвергается значительному износу, облегчен доступ ко всем частям фильтра. Производительность такого фильтра возрастает вследствие того, что в первую очередь отлагаются более крупные частицы и исчезает опасность забивания пор ткани мелкими частицами. Благодаря горизонтальному расположению поверхности можно также получать больший слой осадка (до 12 см). Этих преимуществ нет в фильтрах с наружной поверхностью фильтрации.

Важны также удобная промывка благодаря горизонтальному расположению аппарата, а также возможность промывки фильтровального полотна во время холостого хода. Такая промывка производится трубчатыми форсунками с соплами для подачи воды в направлении, обратном направлению фильтрации. Благодаря этому ткань меньше изнашивается и удлиняется срок ее службы. Замена фильтровального полотна здесь также не представляет затруднений.

Область применения ленточных фильтров та же, что и горизонтальных тарельчатых и карусельных, однако, по некоторым данным, производительность ленточного фильтра выше из-за большей скорости перемещения ленты.

Завод емкостного оборудования производит разные типы вакуумных фильтров:

• Ленточный вакуумный фильтр
• Дисковой вакуумный фильтр
• Барабанный вакуумный фильтр

Ленточный вакуумный фильтр

В данном типе фильтров фильтрация осуществляется под вакуумом в режиме непрерывного действия. В ленточном вакуум-фильтре направление действия силы тяжести и движение фильтрата совпадают.

Приводной и натяжной барабаны перемещают резиновую перфорированную ленту по замкнутому контуру. Ролики прижимают фильтровальную перегородку, состоящую из ткани, на которую подается суспензия.

Из-за разности давления фильтрат перемещается в камеры с вакуумом расположенные под лентой. После чего направляется на вывод из аппарата.

Из форсунок подается жидкость, которая смывает с фильтрованной ткани образующийся осадок, затем она отсасывается в другие камеры с вакуумом и выводится наружу.

Осадок, подсушенный с помощью вакуума, отделяется от ткани при перегибе ленты через валик, и далее сбрасывается в бункер. Фильтрованная ткань очищается механическим способом, с помощью щеток, промывкой и пропариванием на обратном пути между роликами.

Достоинства ленточных вакуум-фильтров

• простота устройства,
• отсутствие распределительной головки,
• возможность обезвоживания осадка
• благоприятные условия промывки.
• могут применяться для работы с труднофильтруемыми суспензиями.

Дисковой вакуумный фильтр

В данном типе вакуумного фильтра используется пористая перегородка. В процессе фильтрации слой твердых частиц скапливается с одной стороны перегородки, а фильтрат проходит на другую ее сторону.

Это происходит за счет разницы давления по разным сторонам перегородки, что обеспечивается нагревом массы суспензии насосами, давлением газа и вакуумом с обратной стороны перегородки.

Дисковые вакуум-фильтры работают на основе вращающихся дисков (или барабанов), которые разделяют суспензии с примерно одинаковыми по размеру частицами твердой фазы с умеренной скоростью их осаждения.

Условия использования дисковых вакуумных фильтров:

• слой осадка должен образовываться за короткое время (не более 3-х минут)
• толщина слоя осадка не менее 8 миллиметров.
• самые крупные частицы твердой фазы должны составлять минимум 20 процентов от ее общего количества,
• скорость осаждения крупных частиц - не более 18 миллиметров в секунду.
• суспензия должна быть абсолютно безопасной
• жидкая фаза суспензии в вакуумной среде не должна кристаллизоваться.
• не допускаются к вакуумной фильтрации легколетучие, огне- и взрывоопасные, ядосодержащие суспензии.

Данный тип вакуумных фильтров применяется главным образом в металлургической, угольной и рудной промышленностях.

Барабанный вакуумный фильтр

Барабанные вакуумные фильтры чаще всего используются в химической промышленности, у которых фильтровальная поверхность располагается снаружи. Они просты в эксплуатации, имеют хорошую скорость фильтрации и обрабатывают различные виды и составы суспезий.

Барабанный вакуум-фильтр является вращающимся цилиндрическим перфорированным барабаном, который покрыт металлической сеткой, покрытой фильтровальной тканью.

Зона I - зона фильтрования и подсушки осадка.

Зона II – зона промывки осадка и его сушка.

Зона III - зона съема осадка.

Зона IV – зона регенерация фильтровальной перегородки

Обеспечивается непрерывность процесса фильтрации за счет повторения всех циклов и последовательности работы участков, хотя они функционируют независимо друг от друга.

Пример нашего вакуум-фильтра

вакуум-фильтра ленточного, площадь фильтрации 42 м² :

Объем поставки:

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

← Вернуться