Дипломная работа: Проект реконструкции отделения "белой фильтрации" для ЗАО "Крымский Титан"
Современные фильтры по принципу своего действия могут быть подразделены на фильтры периодического действия и фильтры непрерывного действия, по давлению — на фильтры, работающие под давлением, и фильтры, работающие под разрежением [(3)стр. 60].
Конструкции фильтрующих перегородок могут быть цилиндрическими и плоскими. Как те, так и другие фильтрующие перегородки могут быть образованы несвязанными (волокнистыми или зернистыми) и связанными элементами ткани. Перегородки, как правило, являются проницаемыми для фильтрата (жидкой фазы и непроницаемыми для твердых частиц). Однако мельчайшие коллоидные частицы (размером 1—3 мк) проходят через фильтр. Для их задержания применяют полунепроницаемые пленки.
Для изготовления фильтрующих перегородок применяют следующие материалы: бязь, шлаковую и стеклянную вату, бумагу, картон. Хлопчатобумажные ткани являются щелочеупорными, но малостойкими в кислотах, для повышения кислотоупорности их нитруют (обрабатывают) смесью H2 SO4 + HNO3 . Шерстяные ткани являются кислотоупорными, но не стойкими к щелочам. Тканевые фильтрующие перегородки являются маложесткими и требуют каркаса жесткой конструкции. Наиболее стойкими к химическим реагентам являются перегородки из асбеста, шлаковой и стеклянной ваты, керамические плиты и сетки из нержавеющей стали или бронзы.
В качестве зернистых и волокнистых фильтрующих перегородок применяют песок, инфузорную землю, кокс, уголь, целлюлозу и др.
Эти перегородки должны иметь проницаемое основание из перфорированных металлических, керамических или деревянных пластин или листов. Они применяются для суспензий с малым содержанием твердых частиц, в том случае, когда осадки не используются. Коллоидные пленки изготовляются из нитроцеллюлозы.
1.2. Конструкции фильтров
1.2.1. Фильтры периодического действия
Аппаратами периодического действия являются нутч-фильтры, фильтрпрессы, листовые фильтры и сгустители [(3)стр. 61].
Нутч-фильтры представляют собой цилиндрические резервуары с расположенной у дна пористой фильтрующей перегородкой (рис. 1). Работают такие фильтры под гидростатическим давлением, под вакуумом и под давлением жидкости, создаваемым насосом.
По своей конструкции они бывают открытые (рис. 1, а) и закрытые
(рис. 1,6). Фильтрующая перегородка может быть изготовлена из пористых керамических плит или тканей, уложенных на решетке.
Достоинства нутч-фильтров — возможность хорошей промывки осадков, легкость защиты от коррозии, простота конструкции; нутч-фильтры, работающие под давлением, характеризуются значительной скоростью фильтрации и возможностью фильтрации жидкостей, выделяющих ядовитые или огнеопасные пары.
Недостатки - ручная выгрузка осадка, малая производительность, так как вакуум не превышает 0,75ата для открытых фильтров, и давление не более 3ати – для закрытых[(2)стр. 199]. .
Рис.1.- Схемы нутч-фильтров: а- нутч-фильтр, работающий под вакуумом.; б- нутч-фильтр работающий, под давлением.
Фильтрпрессы являются весьма распространенными фильтрами периодического действия. Различают рамные и камерные фильтрпрессы.
Рамные фильтрпрессы (рис. 2) состоят из опорных стоек 1 и 10; на первой укреплена упорная плита 2, на второй — механизм зажима плиты и стойки 7.
Стойки, связанные между собой прогонами 6, опирающимися на шпренгельные фермы 11. Шток зажимного механизма упирается в зажимную плиту 5, которая свободно подвешена на прогонах. Кронштейны плиты для облегчения перемещения ее по прогонам снабжены роликами. Между упорной и зажимной плитами располагаются плиты 3 и рамы 4, образующие камеры фильтрпресса.
Рис.2.- Рамный фильтрпресс: а- конструкция фильтра; 1 и 10 опорные стойки; 2- упорная плита; 3- фильтровальные плиты; 4- фильтровальные рамы; 5- зажимная плита; 6- прогоны; 7- механизм зажима плит; 8- штуцер для подвода суспензии; 9- кран для отвода фильтрата; 11- шпренгельная ферма; б- схема фильтрации; в- схема промывки на рамном фильтрпрессе.
Плиты представляют собой плоские пластины, имеющие внутреннюю рифленую с обеих сторон поверхность.
Рифление плит имеет целью создание каналов для стока фильтрата и выполняется в виде вертикальных борозд, в виде усеченных пирамидок и наклонных борозд, сходящихся к выгрузочному отверстию. Кроме прямоугольных плит, применяются круглые плиты. Их габаритные размеры несколько больше, чем у квадратных, но для их зажима требуется меньшее усилие, так как при прочих равных условиях можно получить меньшую площадь контакта между плитой и рамой. Зажимные приспособления бывают механические (винтовые) и гидравлические.
Гидравлический зажимной механизм (Рис.3) состоит из цилиндра 1. и плунжера 2.
Рис. 3.- Гидравлическое зажимное устройство фильтрпресса
В цилиндр насосом подается вода под давлением 100 ат, которая заставляет перемещаться плунжер и связанную с ним зажимную плиту, осуществляя этим сжатие плит. Для разгрузки цилиндра от давления во время длительного рабочего периода служат два боковых винта с гайками в виде храповых колес с трещотками. Для обратного отвода зажимной плиты после окончания фильтрации и отхода от нее штока плунжера служат грузы 3, подвешенные на тросах 4, закрепленных одним концом к зажимной плите и перекинутые через блоки 5, оси которых запрессованы на приливах гидравлического цилиндра.
Работа фильтрпресса происходит следующим образом. Плиты покрываются с двух сторон фильтровальной тканью (салфеткой). В ней прорезаются отверстия соответственно отверстиям в плитах и рамах. После этого плиты и рамы сжимаются с помощью зажимного приспособления. В правые питательные каналы подается фильтруемая жидкость (рис. 2, б), которая поступает через отверстия рам в камеры, образованные плитами и рамами. Под давлением жидкость проникает через ткань и через нижнее отверстие, и краник стекает в корыто. Фильтрация продолжается до заполнения осадком пространства между плитами.
После фильтрации происходит промывка. Промывная жидкость поступает в левый канал, из которого через наклонные отверстия в плитах с противоположной стороны к осадку поступает в пространство между салфеткой. Пройдя через салфетку и слой осадка, краников вытекает в желоб. После промывки производят просушку осадка сжатым воздухом, который нагнетается в канал для промывки. Затем отпускается зажим, производится разборка плит и рам и снятие осадка с салфеток. Затем цикл работы фильтра повторяется. Камерный фильтрпресс состоит из одних только плит, имеющих питательные отверстия большого размера в центре и выгрузочные — внизу плит. Эти фильтрпрессы применяются для фильтрации суспензий с большой концентрацией твердых частиц, которые могут забивать малые по сечению каналы рамных фильтрпрессов.
Отечественные машиностроительные заводы выпускают автоматизированный фильтрпресс оригинальной конструкции ФПАК (Рис. 4). Этот фильтрпресс состоит из горизонтально расположенных друг над другом фильтрующих плит. Расстояние между ними составляет 25—30 мм. Они расположены между двумя опорными плитами фильтра. Между плитами через ролики протянута бесконечная лента фильтрующей ткани, натяжение которой осуществляется грузами.
Для образования закрытых камер служат замкнутые резиновые шланговые уплотнения- При подаче в них воды под давлением 8—10 ати они раздуваются и уплотняют камеры между собой.
