Материал: Аппаратура процессов разделения гомогенных и гетерогенных систем
Ленточный фильтр
Ленточный фильтр (рис. 59) представляет собой работающий под вакуумом аппарат непрерывного действия, в котором направления силы тяжести и движения фильтрата совпадают. Схематически фильтр изображён на рис. 60.
Перфорированная резиновая лента перемещается по замкнутому пути с помощью приводного и натяжного барабанов. Фильтрующая ткань прижимается к ленте с помощью натяжного ролика. Из лотка на фильтрующую ткань подаётся суспензия. Фильтрат отсасывается в вакуум камеры, находящиеся под лентой, и выводится из аппарата. Отложившийся на ткани осадок промывается жидкостью, подаваемой из форсунок. Промывная жидкость отсасывается в другие вакуум-камеры и также отводится из аппарата. Осадок при перегибе ленты через валик отделяется от ткани и сбрасывается в бункер. На обратном пути к натяжному ролику ткань обычно регенерируется: очищается с помощью механических щёток, пропаривается или промывается жидкостью.
Рис. 59. Внешний вид ленточного фильтра
81
82
Рис. 60. Схема ленточного вакуум-фильтра:
1 – вакуум-камеры; 2 – перфорированная лента; 3 – натяжной барабан; 4 – лоток для подачи суспензии; 5 – фильтровальная ткань; 6 – натяжной ролик;
7 – валик для перегиба ленты; 8 – приводной барабан; 9 – форсунки промывной жидкости
К достоинствам ленточных фильтров относятся непрерывность работы, хорошие условия для промывки и просушки осадка, компактность аппарата при относительно высокой производительности, возможность фильтрования суспензий с высоким содержанием твёрдой фазы.
Недостатками являются довольно быстрый износ фильтровальной ткани, опасность её перекосов при движении, сложность организации герметичности между вакуумными камерами и движущейся лентой, громоздкость фильтра.
Барабанный фильтр
Среди фильтров непрерывного действия наиболее распространены барабанные вакуум-фильтры. Схема такого фильтра представлена на рис. 61, внешний вид – на рис. 62. Фильтр имеет вращающийся цилиндрический перфорированный барабан, покрытый металлической сеткой, на которой располагается фильтровальная ткань. Барабан на 30–40 % своей поверхности погружен в суспензию, находящуюся в корыте, повторяющем форму барабана. Поскольку в данном фильтре направление фильтрования противоположно силе тяжести, возможно осаждение частиц на дно корыта, что нежелательно. Для предотвращения осаждения в корыте установлена качающаяся мешалка, совершающая маятниковые движения в зазоре между барабаном и корытом. Ввод суспензии возможен в любой точке корыта и производится непрерывно для поддержания постоянного уровня.
Барабан разделён радиальными перегородками на ряд изолированных друг от друга камер. Каждая камера соединяется трубой с различными полостями неподвижной части распределительной головки. Трубы объединяются во вращающуюся часть распределительной головки (рис. 63). Благодаря этому при вращении барабана камеры в определённой последовательности присоединяются к источникам вакуума и сжатого воздуха. В результате при полном обороте барабана каждая камера проходит несколько зон, в которых осуществляются различные стадии работы фильтра.
Первая зона – зона фильтрования и отвода фильтрата. Здесь камера соприкасается с суспензией и соединена с источником вакуума. Под действием вакуума фильтрат проходит через фильтровальную ткань, сетку и перфорацию барабана внутрь камеры и через трубку выводится из аппарата. На наружной поверхности барабана образуется осадок.
83
84
Рис. 61. Схема барабанного вакуум-фильтра:
1 – перфорированный барабан; 2 – осадок; 3 – нож для съёма осадка; 4 – корыто для суспензии; 5 – качающаяся мешалка; 6 – устройство для подвода промывной жидкости; 7 – распределительная головка
Вторая зона – зона промывки осадка и отвода промывных вод. Здесь камера, вышедшая из корыта с суспензией, также соединена с источником вакуума, а на осадок подаётся промывная жидкость.
Третья зона – зона съёма осадка. Попав в эту зону, осадок сначала подсушивается вакуумом, а затем камера соединяется с источником сжатого воздуха, который не только сушит, но и разрыхляет осадок, что облегчает его последующее удаление. Снятие осадка с барабана осуществляется с помощью ножа, который также служит направляющей плоскостью для слоя осадка, отделившегося от ткани.
Четвёртая зона – зона регенерации фильтровальной ткани. В этой зоне ткань продувается сжатым воздухом или водяным паром и освобождается от оставшихся в порах частиц.
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.
Рис. 62. Внешний вид барабанного фильтра
85