Особенности конструкции, определяющие технологические процессы фильтрования.
Тип пакета фильтровальных плит
Во всех пакетах плит суспензия (жидкость с твердой фазой) подается вовнутрь фильтровальных камер через канал подачи суспензии в плитах и фильтруется через тканевые фильтрующие перегородки, чистая жидкость (фильтрат) по дренажной поверхности (под тканью) и через каналы отвода фильтрата выводится из фильтра, отфильтрованный осадок (или сгущенная суспензия в сгустительном пакете плит) остается внутри камер и затем сбрасывается вниз при раздвижке плит (или смывается обратным током в сгустительном пакете плит). Имеется возможность продуть (просушить) и промыть осадок внутри камер, продуть или промыть канал подачи суспензии, дренаж и каналы отвода фильтрата.
Конструкции пакетов плит делают фильтр-прессы одним из самых экономичных видов фильтровального оборудования для разделения суспензий.
Фильтр-прессы также позволяют получать наилучшее качество отмывки осадка при наименьших расходах промывной жидкости и наименьшем разбавлении маточника.
Рамный пакет плит
Фильтровальные камеры образуются сжатыми поочередно рамками и плоскими плитами с закрепленной между ними фильтрующей перегородкой.
Рамный пакет плит в настоящее время в основном применяется при необходимости использования одноразовых, недорогих фильтрующих перегородок (например, фильтровального картона), т.к. он усложняет выгрузку осадка (осадок приходится удалять из рамок вручную) и проведение операций промывки и продувки (просушки) осадка.
Камерный пакет плит
Фильтровальные камеры образуются сжатыми в пакет плитами с углублениями в середине каждой плиты, фильтрующая перегородка одевается на каждую плиту и представляет собой два полотнища с вшитой горловиной или втулкой для канала подачи суспензии.
Камерный пакет плит позволяет осадку выпадать самостоятельно при раздвижке плит, легко организовать продувку (просушку) и промывку осадка, плиты более дешевые и долговечные чем в мембранном пакете плит.
Мембранный - смешанный (мембранно-камерный) или полномембранный пакет
Фильтровальные камеры, как и в камерном пакете плит, образуются сжатыми в пакет плитами с углублениями в середине каждой плиты. Мембранные плиты снабжены отжимными диафрагмами (мембранами), что позволяет подать под них сжатый воздух или воду под давлением для прессования отфильтрованного осадка. Фильтрующая перегородка, как и в камерном пакете плит, одевается на каждую плиту и представляет собой два полотнища с вшитой горловиной или втулкой для канала подачи суспензии. При смешанном пакете камерные плиты чередуются с мембранными. Полномембранный пакет состоит только из мембранных плит
Мембранный пакет плит позволяет работать на суспензиях с переменными фильтровальными свойствами т.к. поджимая влажный фильтрационный осадок мембранами, можно получить сухой транспортабельный осадок разной толщины.
На трудно- и средне-фильтруемых суспензиях позволяет получить выигрыш в производительности фильтра.
На сжимаемых осадках позволяет получить меньшую влажность осадка.
При промывке и просушке осадка в большинстве случаях позволяет промыть осадок до необходимой концентрации маточного раствора и влажности, использовав меньшее количество промывной жидкости и воздуха, чем в камерном пакете плит.
На растрескивающихся осадках позволяет существенно улучшить качество промывки осадка по сравнению с камерным пакетом плит.
По сравнению с камерным пакетом плит более дорогой и менее долговечный т.к. мембраны подвижны.
Полномембранный пакет плит, по сравнению с мембранно-камерным пакетом плит более дорогой, улучшает способность липких осадков к самовыпадению при выгрузке, в остальном не превосходит мембранный (смешанный) пакет плит.
Сгустительный.
Фильтровальные камеры образованы сжатыми между собой плитами специальной конструкции, образующими внутри камеры подобие спирали. Фильтрующая перегородка закреплена, как и в рамном пакете плит между плитами.
ВСТАВИТЬ РИС. (схема потоков в сгустительном пакете)
Сгустительный пакет плит позволяет работать фильтр-прессу на малоконцентрированных по твердому суспензиях, когда невозможно набрать достаточно осадка для его сухой выгрузки. Специальная конструкция плит позволяет произвести удаление задержанной на ткани твердой фазы и регенерацию ткани обратным током фильтрата или другой жидкости, обеспечивая тем самым максимально возможное сгущение твердой фазы исходной суспензии за счет минимального количества регенерирующей жидкости.
Дополнительные особенности конструкции фильтровальных плит:
Пакет с плитами, оснащенными устройствами принудительного подогрева или охлаждения – позволяет работать с суспензиями, имеющими высокую температуру кристаллизации или низкую температуру растворения твердой фазы т.к. имеется возможность подать вовнутрь плит подогревающую или охлаждающую жидкость. Возможно также применение для этой цели электроподогрева за счет встроенных в плиты ТЭНов. Также можно применять эти плиты для дополнительного снижения влажности осадка или вязкости жидкой фазы.
С закрытым или открытым отводом фильтра
Закрытый отвод фильтрата осуществляется через торец пакета плит, по угловым коллекторам, образованным отверстиями в сжатых в пакет плитах, что исключает контакт рабочих сред с воздухом.
Открытый отвод фильтрата осуществляется из каждой плиты отдельно в общий лоток или в общий выносной коллектор через индивидуальные шланги, что позволяет контролировать чистоту фильтрата каждой плиты и при необходимости отключать во время цикла плиты с мутным фильтратом (до замены фильтрующей салфетки и без остановки фильтрования). Позволяет увеличить площадь поверхности фильтрования по сравнению с открытым отводом. Исключает или существенно усложняет возможность промывки и просушки осадка.
С центральной или угловой подачей суспензии
Центральная подача суспензии в плиты осуществляется через торец пакета плит в центральный или несколько смещенный от центра коллектор. Позволяет иметь больший диаметр коллектора подачи, что необходимо для легко фильтрующихся суспензий с большими расходами при фильтровании. Не может быть использован на мембранных пакетах плит с малыми габаритами плит.
Угловая подача суспензии в плиты осуществляется через торец пакета плит в один из угловых коллекторов. Имеет меньший условный проход, что может вызвать больший абразивный износ горловин фильтрующих салфеток и зафильтровывание коллектора подачи суспензии. Позволяет увеличить площадь поверхности фильтрования по сравнению с центральной подачей.
Конфигурация клапанно-коллекторной системы
Учитывая требования разных производственных процессов, конструкция клапанно-коллекторной системы и фильтровальных плит фильтр-прессов позволяет реализовать различные технологические операции, режимы и приемы фильтрования, просушки и промывки осадков, регенерации фильтрующих перегородок, промывки и обработки фильтровальных плит и коллекторов. В частности:
- шоковая продувка фильтрующих перегородок перед началом фильтрования,
- намывка вспомогательного фильтрующего материала на фильтрующие перегородки,
- дозирование коагулянта или синтетического флокулянта в коллектор подачи суспензии синхронно с подачей суспензии,
- малонапорное заполнение камер суспензией с выпуском воздуха через верхние каналы,
- управление фильтрованием суспензии по давлению, расходу, объему прошедшей суспензии, времени, внешним факторам и сигналам,
- управление промывкой осадка по объему прошедшей промывной жидкости, концентрации солей в промывном фильтрате, времени, внешним факторам и сигналам,
- отвод первых порций фильтрата в отдельный коллектор (например, мутного фильтрата),
- раздельный отвод основного фильтрата и фильтрата промывки осадка,
- многостадийная промывка осадка разными промывными жидкостями с раздельным или общим отводом промывных фильтратов,
- промывка осадка в разных направлениях поочередно,
- продувка (просушка) осадка
- химическая регенерация салфеток жидкостью, растворяющей загрязнения
- продувка или промывка коллектора подачи суспензии,
- продувка дренажа фильтровальных плит и каналов отвода фильтрата,
- промывка и пропарка фильтр-пресса
- подогрев или охлаждение пакета плит
Для реализации требуемых функций клапанно-коллекторная система фильтр-пресса специализированно разрабатывается для каждого конкретного производства, коллектора имеют необходимую конфигурацию и условный проход, оснащаются клапанами, а при необходимости - расходомерами, датчиками давления, кондуктометрами и термодатчиками.
Проницаемость фильтрующих перегородок, их конструкция и материал.
Проницаемость, конструкция и материал фильтрующих перегородок выбираются из широкого спектра доступных на рынке тканей с учетом совокупности таких факторов:
- свойства суспензии (фильтровальные, физические и химические),
- технологические условия фильтрования (температура, давление фильтрования),
- технологические требования процесса (производительность, чистота фильтрата, влажность и чистота осадка),
- экономические требования (срок службы, доступность на местном рынке Заказчика и цена)
Проницаемости – 5-250 л/(дм.кв.*с) при давлении 200 Pa
Обеспечиваются типом нитей (монофилументные, мультифилументные, смешанные), их толщиной, способом переплетения, дополнительной обработкой (термоусаживание, каландрирование).
Конструкции:
- со вшитой горловиной из такого-же или подобного (менее проницаемого) материала,
- с впаянной горловиной из полимерного материала,
- без горловины с креплением в месте подачи суспензии втулками из различных материалов при помощи резьбовых или байонетных соединений,
- без необходимости горловины (для рамных пакетов плит),
- с пропиткой по краям и по горловине,
- с отверстиями для крепления к плитами или с застежкой «липучка»
Материалы и производители:
- полипропилен, полиамид, хлопок и др.,
- европейские производители, Украина, Россия,
Особенности, определяемые размерами и дополнительными функциями.
Габариты плит фильтр-пресса
Основным параметром фильтра является площадь поверхности фильтрования. Площадь фильтра зависит от площади фильтровальной плиты и количества плит в пакете. Производство фильтров разных площадей привело к появлению фильтровальных плит различных размеров. Основные используемые европейские размеры (по внешним габаритам):
|
Габариты плит, |
Рамные |
Камерные |
Мембранные |
|
250х250 |
+ |
+ |
|
|
310х310 |
|
|
+ |
|
400х400 |
+ |
+ |
|
|
470х470 |
+ |
+ |
+ |
|
630х630 |
+ |
+ |
+ |
|
800х800 |
+ |
+ |
+ |
|
1000х1000 |
+ |
+ |
+ |
|
1200х1200 |
+ |
+ |
+ |
|
1500х1500 |
|
+ |
+ |
|
2000х1500 |
|
+ |
+ |
|
2000х2000 |
|
+ |
+ |
Выбор габарита плит для построения фильтр-пресса определенной площади определяется:
1. Предельной длиной пакета плит, способного сохранять стабильность при сжатии, т.к. имеет место деформация пакета плит при внецентренном сжатии.
2. Сравнением совокупной себестоимости (и цены для Заказчика) пакета плит и скелета фильтр-пресса для одного фильтра на плитах различных типоразмеров.
3. Специфическими фильтровальными свойствами суспензии и требованиями по промывке и просушке осадка.
4. Возможностью размещения фильтров в производственном помещении.
Компания разработала и имеет возможность производить фильтр-прессы на всех имеющихся на рынке размерах плит, учитывая вышеперечисленные факторы.
Способ подвески плит (тип конструкции скелета фильтр-пресса)
Верхняя подвеска плит
Плиты подвижно подвешены на верхней несущей балке, доступ для контроля выпадения осадка и обслуживания сбоку открыт. Обычно применяется для фильтр-прессов с большими габаритами плит, когда удобно контролировать выпадение осадка и обслуживать фильтр-пресс сбоку. Конструкция характеризуется большей механической стабильностью и удобством в обслуживании по сравнению с боковой подвеской плит.
Боковая подвеска плит
Плиты подвижно подвешены на две несущие балки (стяжки) по бокам пакета плит, доступ сверху открыт, сбоку – ограничен. Обычно применяются на меньших габаритах плит, когда с высоты роста человека удобно контролировать выпадение осадка и обслуживать фильтр-пресс сверху. Конструкция несколько проще, легче и дешевле по сравнению с верхней подвеской плит.
|
Габариты плит, мм х мм |
Боковая подвеска |
Верхняя подвеска |
|
250х250 |
+ |
|
|
310х310 |
+ |
|
|
400х400 |
+ |
|
|
470х470 |
+ |
|
|
630х630 |
+ |
|
|
800х800 |
+ |
+ |
|
1000х1000 |
+ |
+ |
|
1200х1200 |
+ |
+ |
|
1500х1500 |
|
+ |
|
2000х1500 |
|
+ |
|
2000х2000 |
|
+ |
Способ и тип механизма зажима фильтр-пресса
Ручной
При помощи винта или винта с храповиком, или гидроцилиндра с ручным гидравлическим насосом.
Применяется для недорогих, не автоматизированных фильтр-прессов, с длительными циклами, только на малых габаритах плит и соответственно небольших площадях фильтрования.
Гидравлический
При помощи гидроцилиндра и станции гидропривода (поставляется в комплекте с фильтр-прессом). Предусматривает меры по автоматическому поддержанию усилия зажима во время всех операций фильтрования.
Позволяет быстро создать необходимое усилие для любых типоразмеров фильтр-прессов.
Применяется как базовый.
Электромеханический
При помощи пары винт-гайка и электрического мотор редуктора.
Самотормозящийся (не требует мер для поддержания усилия зажима во время цикла фильтрования)
Более медленный, чем гидравлический, требует периодической смазки пары винт-гайка.
Применяется при очень длинных циклах фильтрования или по требованию Заказчика.
Способ раздвижки плит фильтр-пресса для выгрузки осадка
Ручной
Применяется для недорогих, не автоматизированных фильтр-прессов с боковой раздвижкой плит, с длительными циклами, только на малых габаритах плит.
Механизированный по 1 плите
Плиты раздвигаются по 1 плите, друг за другом последовательно при помощи различных механизмов раздвижки (кареткой на цепи, крючками на бесконечной цепи).
Применяется для липких осадков, когда для сброса осадка требуется участие оператора и для удобства разгрузки требуется большой зазор между раскрытыми плитами.
Механизированный секционный
Плиты раздвигаются всем пакетом или секцией при помощи различных механизмов раздвижки (гидроцилиндрами, тросами на валу, кареткой на цепи, крючками на бесконечной цепи)
Применяется для ускорения выгрузки осадка, когда осадок самостоятельно выпадает из раскрытых плит.
Автоматизированная выгрузка липких и тонких осадков
Для липких и тонких осадков, не выпадающих при выгрузке под собственным весом, дополнительно может быть применен механизм автоматической выгрузки осадка, устанавливаемый на каждую плиту. Он состоит из двух роликов, которые при подъеме боковыми штангами изгибают фильтровальную салфетку, заставляя осадок отделяться от нее.
Конструкция поддона для сбора случайных протечек
Створки
Две створки с приводом, перекрывающие проем для выгрузки осадка во время операций фильтрования для сбора случайных протечек и отрывающие его поворотом вверх или вниз при выгрузке осадка.
Противень
Лист с отбортовкой, обычно без привода.
Способы и устройства регенерации салфеток
Автоматизированным устройством регенерации салфеток
Регенерация салфеток производится путем смыва загрязнений с фильтрующих перегородок струями воды под давлением 30-60 бар через форсунки специальной конструкции. Устройство автоматически перемещается вдоль фильтр-пресса, поочередно промывая каждую раскрытую камеру.
Химическая регенерация салфеток
Производится на закрытом фильтр-прессе путем длительного прокачивания через него жидкости, растворяющей загрязнения на фильтрующих перегородках.
Переносным насосом высокого давления
Для маленьких фильтров
Система управления фильтр-прессом, техпроцессом и вспомогательным оборудованием, способ управления технологическими клапанами.
Автоматическая система управления технологическим процессом, одноуровневая
На базе программируемого логического контроллера и автоматических контрольно-измерительных приборов. Позволяет контролировать ведение всех технологических и вспомогательных операций в автоматическом режиме. Управляет:
- всеми системами фильтр-пресса
- вспомогательным оборудованием участка фильтрования (насосами, транспортерами, контролировать уровни в емкостях) в автоматическом режиме
Особенности, определяемые химической стойкостью материалов
Тип лакокрасочного покрытия
На эпоксидной основе
На полиуретановой основе
Другие по запросу Заказчиков
Материал частей непосредственно соприкасающихся с жидкими рабочими средами
Полипропилен
Нержавеющая сталь 12Х18Н10Т
Нержавеющая сталь ЭИ943
Титан
Хастеллой
Защита от коррозии частей, периодически соприкасающихся с рабочими средами или парами
Облицовка передней опоры, нажимной плиты и стяжек фильтр-пресса
Полипропиленовыми листами, нержавеющими листами, полипропиленовыми трубами (стяжки фильтр-пресса)
Натяжка тента над плитами
Для защиты верхней несущей балки и размещенных в ней конструкций от аварийного разбрызгивания и паров при выгрузке осадка применяется тент, натягиваемый между пакетом плит и несущей балкой.
Особенности, определяемые защитой здоровья обслуживающего персонала
Способ защиты от случайного разбрызгивания
На каждую плиту сбоку устанавливаются нержавеющие или полимерные шторки, которые при сжатии пакета плит образуют сплошной экран, защищающий персонал от аварийного разбрызгивания. Сверху также могут быть установлены шторки, либо натянут тент.
Вытяжные зонты
Для вытяжки паров при выгрузке осадка над фильтр-прессом устанавливаются куполообразные зонты с входом в вытяжную вентиляцию.
Защитные средства и алгоритмы управления фильтр-прессом
Световая защита
Со стороны обслуживания фильтр-пресса или с обеих его сторон устанавливается световая защита, реагирующая на пересечение лучей оператором или любым предметом и останавливающая движение фильтр-пресса при раздвижке или зажиме плит.
Контрольная штанга или шнур вдоль фильтр-пресса
Вдоль фильтр-пресса для быстрой остановки или пуска устанавливаются управляющая педаль (штанга) или шнур, связанные с датчиками положения, реагирующими на нажатие/натяжку.
Типовые комплектации фильтр-прессов ЧМ
Типовые комплектации представлены как наиболее используемые и обычные для поставки. На них имеется базовый прайс-лист. Типовые комплектации могут быть изменены, дополнены или сокращены по требованию Заказчика, в связи с условиями его производства или при модернизации.
Автоматизированная комплектность (К2):
автоматизированная комплектность позволяет проводить технологические процессы и управлять всем оборудованием участка фильтрования (фильтр-прессом, внешним технологическим оборудованием - насосами, транспортерами, заполнением емкостей, скоростью потоков рабочих жидкостей…) в автоматическом режиме.
В нее входят:
1. Фильтр-пресс с выбранными:
- типом подвески плит;
- типом пакета плит;
- механизмом зажима плит (гидравлическим или электромеханическим),
- механизированной секционной раздвижкой плит,
- штуцерами из нержавеющей стали 12Х18Н10Т или полипропилена,
- шторками защиты персонала, тентом над плитами (для верхней подвески),
2. Поддон с открывающимися створками из полипропилена, с гидроприводом
3. Клапанно-коллекторная система:
- коллекторы из нержавеющей стали 12Х18Н10Т или полипропилена. Типовая схема коллекторов: с продувкой, с промывкой осадка (опционно: с дополнительными отводами),
- клапаны дисковые с пневмоприводом (седло - EPDM, диск – нержавеющая сталь 12Х18Н10Т /при необходимости с полимерным покрытием/, с датчиком положения).
- манометр и датчик давления с мембранным разделителем,
- ответные фланцы из стали 12Х18Н10Т или полипропилена,
- опционно: расходомер, кондуктометр, термометр, плотномер.
4. Станция гидропривода для фильтр-прессов с гидравлическим зажимом плит.
5. Устройство промывное автоматическое для фильтр-прессов начиная с плит 630х630.
6. Щит управления на базе промышленного контроллера
- система управления на базе промышленного контроллера,
- дисплей с мнемосхемой фильтр-пресса и с текущей информацией о течении процесса,
- клапаны с автоматическим приводом и контролем положения,
- КИП давления и (опционно) расхода рабочих сред, проводимости фильтрата,
- блоки получения внешних контрольных сигналов и вывода внешних управляющих сигналов,
7. Фильтровальные салфетки
8. ЗИП.
Как дополнение к автоматизированной комплектности опционно предлагается система управления технологическим процессом верхнего уровня, включающая в себя рабочую станцию (компьютер), программное обеспечение, сетевое и питающее оборудование.
Механизированная комплектность (К1)
Для технологий, не требующих высокой степени автоматизации, с целью снижения начальной стоимости оборудования предлагается механизированная комплектность фильтр-прессов, не включающая возможности автоматического проведения технологических процессов и автоматического управления вспомогательным оборудованием. Обычно применяется для малых фильтр-прессов с боковой подвеской плит, для простых технологических процессов, процессов с длительными циклами фильтрования.
В нее входят:
1. Фильтр-пресс с выбранными:
- типом подвески плит;
- типом пакета плит;
- механизмом зажима плит (гидравлическим, электромеханическим или ручным),
- механизированной секционной раздвижкой плит,
- штуцерами из нержавеющей стали 12Х18Н10Т или полипропилена,
- шторками защиты персонала.
2. Поддон с открывающимися створками из полипропилена, с гидроприводом
3. Клапанно-коллекторная система:
- коллекторы из нержавеющей стали 12Х18Н10Т или полипропилена. Типовая схема коллекторов: с продувкой, с промывкой осадка (опционно: с дополнительными отводами),
- клапаны дисковые с ручным управлением (седло - EPDM, диск – нержавеющая сталь 12Х18Н10Т при необходимости с полимерным покрытием).
- манометр с мембранным разделителем,
- ответные фланцы из стали 12Х18Н10Т или полипропилена,
4. Станция гидропривода для фильтр-прессов с гидравлическим зажимом плит.
5. Щит управления с кнопочным управлением агрегатами фильтр-пресса (зажим, разжим фильтр-пресса, открытие, закрытие поддона, функция автоматического поддержания давления зажима фильтр-пресса для гидропривода)
6. Фильтровальные салфетки
7. ЗИП.
Ручная комплектность (К0)
Для небольших или опытных производств и технологии, не требующих автоматизации и механизации, с целью снижения начальной стоимости оборудования предлагается ручная комплектность фильтр-прессов. Обычно применяется для малых фильтр-прессов с боковой подвеской плит, для простых технологических процессов, процессов с длительными циклами фильтрования.
В нее входят:
1. Фильтр-пресс с выбранными:
- типом подвески плит;
- типом пакета плит;
- ручным приспособлением зажима плит (винт или винт с храповиком или гидравлическим с ручным приводом),
- ручной раздвижкой плит,
- штуцерами из нержавеющей стали 12Х18Н10Т или полипропилена,
2. Поддон в виде противня из полипропилена, без привода
3. Короб для приема осадка из полипропилена.
4. Клапанно-коллекторная система:
- коллекторы из нержавеющей стали 12Х18Н10Т или полипропилена. Типовая схема коллекторов: с продувкой, с промывкой осадка (опционно: с дополнительными отводами),
- клапаны дисковые с ручным управлением (седло - EPDM, диск – нержавеющая сталь 12Х18Н10Т).
- манометр с мембранным разделителем,
- ответные фланцы из стали 12Х18Н10Т или полипропилена,
5. Маслобак для фильтр-прессов с зажимом плит с помощью ручного маслонасоса.
6. Фильтровальные салфетки
7. ЗИП.
Все фильтр-прессы поставляются Заказчику с согласованием основных требований к конструкции и комплектации с целью получения наилучших технологических результатов, максимальной производительности оборудования, эргономики эксплуатации, соответствия примененных материалов условиям производства Заказчика при минимально возможной стоимости оборудования.
