Процессы и аппараты упаковочного производства

Фильтр-прессы

Они относятся к фильтрам периодического дей­ствия, работающим под давлением. Направления сил тяжести и движения фильтрата в них перпендикулярны. Одна из распро­страненных конструкций фильтр-пресса схематически изображена на рис. 10-17. Фильтр представляет собой сборку из чередующихся плит и рам, что существенно увеличивает рабочую поверхность фильтрующей перегородки. Плиты имеют вертикальные рифления 6, Предотвращающие прилипание фильтровальной ткани к плитам и обеспечивающие дренаж фильтрата. Полая рама фильтр-пресса помещается между двумя плитами, образуя камеру 4 Для осадка. Отверстия 1 И 2 В плитах и рамах совпадают, образуя каналы для прохода соответственно суспензии и промывной воды. Между плитами и рамами помещают фильтровальные перегородки («сал­фетки») 5. Отверстия в салфетках также совпадают с отверстиями в плитах. Сжатие плит и рам производится посредством винтового или гидравлического зажимов.

Рис. 10-17. Фильтр-пресс:

А - плита; Б - рама; В - сборка; 1 - отверстия в плитах и рамах, образующие при сборке канал для подачи суспензии; 2 - Отверстия в плитах и рамах, образующие канал для подачи промывной жидкости; 3 - отводы для прохода суспензии внутрь рам; 4 - внутренние пространства рам; 5 - Фильтровальные перегородки; 6 - рифления плит; 7 - каналы в плитах для выхода фильтрата на стадии фильтрования или промывной жидкости - на стадии промывки осадка; 8 -центральные каналы в плитах для сбора фильтрата или промывной жидкости; 9 - краны на линиях вывода фильтрата или промывной жидкости

На стадии фильтрования суспензия по каналу 1 И отводам 3 Поступает в. полое пространство (камеру) 4 Внутри рам. Жидкость проходит через фильтровальные перегородки 5, По желобкам риф­лений 6 Движется к каналам 7 и далее в каналы 8. Отсюда фильтрат выводится через краны 9, открытые на стадии фильтрования.

После заполнения пространства (камеры) 4 Осадком подачу суспензии прекращают. Затем начинается стадия промывки осадка. Промывная жидкость проходит по каналам 2, Омывает осадок и фильтровальные перегородки и выводится через краны 9. По окончании промывки осадок обычно продувают сжатым воздухом для удаления остатков промывной жидкости. После этого плиты и рамы раздвигают, и осадок частично падает под действием силы тяжести в сборник, установленный под фильтром. Оставшуюся часть осадка выгружают вручную.

К достоинствам фильтр-прессов относятся большая удельная поверхность фильтрования, возможность проведения процесса при высоких давлениях (до 1,5 МПа), простота конструкции, отсутствие частей, движущихся в процессе эксплуатации, возможность отключения отдельных неисправных плит закрытием выходного крана.

Недостатками являются ручное обслуживание, невозможность полной промывки осадка, быстрый износ фильтровальных салфеток из-за частой разборки фильтра и работы его при повышенных давлениях.

Среди фильтров непрерывного действия наиболее распространены барабанные вакуум-фильтры. Схема такого фильтра представлена на рис. 10-18. Фильтр имеет вращающийся цилиндрический и перфорированный барабан 1, Покрытый металлической волнистой сеткой 2, на которой располагается тканевая фильтрующая перегородка 3. Барабан на 30-40% своей поверхности погружен в сус­пензию. Поскольку в данном фильтре направление осаждения твердых частиц противоположно направлению движения фильтрата, в корыте 6 Для суспензии установлена качающаяся мешалка 7, Поддерживающая ее однородность.

Рис 10-18. барабанный вакуум-фильтр:

1 – Перфорированный барабан; 2 – волнистая сетка; 3 – фильтровальная перегородка; 4 – осадок; 5 – нож для съема осадка; 6 – корыто для суспензии; 7 – касающаяся мешалка; 8 – устройство для подвода промывной жидкости; 9 – камеры (ячейки) барабана; 10 – соединительные трубки; 11 – вращающаяся часть распределительной головки; 12 – неподвижная часть распределительной головки; I – зона фильтрования и отсоса фильтрата; II – зона промывки осадка и отсоса промывных вод; III – зона съема осадка; IV – зона очистки фильтровальной ткани

Барабан разделен радиальными перегородками на ряд изолированных друг от друга ячеек (камер) 9. Каждая камера соединяется трубой 10 С различными полостями неподвижной части 12 Распре­делительной головки. Трубы объединяются во вращающуюся часть 11 Распределительной головки. Благодаря этому при вращении барабана 1 Камеры 9 в определенной последовательности присо­единяются к источникам вакуума и сжатого воздуха. В результате при полном обороте барабана каждая камера проходит несколько зон, в которых осуществляются процессы фильтрования, промывки осадка и другие.

Зона I - фильтрования и отсоса фильтрата. Здесь камера сопри­касается с суспензией. В это время камера соединена с источником вакуума. Под действием вакуума фильтрат проходит через фильт­ровальную ткань, сетку и перфорацию барабана внутрь камеры и через трубу выводится из аппарата. На наружной поверхности барабана, покрытой фильтровальной тканью, образуется осадок 4.

Зона II - промывки осадка и отсоса промывных вод. Здесь камера, вышедшая из корыта с суспензией, также сообщена с источ­ником вакуума, а на осадок с помощью устройства 8 Подается промывная жидкость. Она проходит через осадок и по трубе выводится из аппарата.

Зона III - съема осадка. Попав в эту зону, осадок сначала подсушивается вакуумом, а затем камера соединяется с источником сжатого воздуха. Воздух не только сушит, но и разрыхляет осадок, что облегчает его последующее удаление. При подходе камеры с просушенным осадком к ножу 5 подача сжатого воздуха прекра­щается. Осадок падает с поверхности ткани под действием силы тяжести. Нож служит в основном направляющей плоскостью для слоя осадка, отделяющегося от ткани.

Зона IV - очистки фильтровальной перегородки. В этой зоне фильтровальная ткань продувается сжатым воздухом или водяным паром и освобождается от оставшихся на ней твердых частиц.

После этого ячейки с регенерированной тканью вновь входят в корыто с суспензией, и весь цикл операций повторяется.

Таким образом, на каждом участке поверхности фильтра все операции проводятся последовательно одна за другой, но участки работают независимо, и поэтому в целом все операции проводятся одновременно, т. е. процесс протекает непрерывно. Это одно из достоинств данного фильтра. Среди других следует отметить про­стоту обслуживания, возможность фильтрования суспензий с боль­шим содержанием твердой фазы, хорошие условия для промывки осадка.

К недостаткам фильтра относятся сравнительно небольшая удельная поверхность фильтрования, относительно высокая стои­мость, сложность герметизации, необходимость перемешивания суспензии в корыте 6 Из-за противоположного направления движе­ний частиц под действием силы тяжести и фильтрата.

Рис. 10-19. Ленточный вакуум-фильтр:

1 - вакуум-камеры; 2 - перфорированная лента; 3 - натяжной барабан; 4 - лоток для подачи суспензии; 5 -фильтровальная ткань; 6 - натяжные ролики; 7 - валик для перегиба ленты; 8 - при­водной барабан; 9 - Форсунки для подачи промывной жидкости