Фільтр-преси  ЧM : проектування, виготовлення, введення в експлуатацію

Особливості конструкції, що визначають технологічні процеси фільтрування.

Тип пакету фільтрувальних плит

В усіх пакетах плит суспензія (рідина з твердою фазою) подається всередину фільтрувальних камер через канал подачі суспензії в плитах і фільтрується через тканинні фільтруючі перегородки, чиста рідина (фільтрат) вздовж дренажної поверхні (під тканиною) і через канали відведення фільтрату виводиться з фільтр-преса, відфільтрований осадок (або згущена суспензія в згущувальному пакеті плит) залишається всередині камер і потім скидається вниз при розсуненні плит (або змивається зворотним струмом в згущувальному пакеті плит). Є можливість продути (просушити) і промити осадок всередині камер, продути або промити канал подачі суспензії, дренаж і канали відведення фільтрату.

Конструкція пакетів плит роблять фільтр-преси одним з найбільш економічних видів фільтрувального обладнання.

Фільтр-преси також дозволяють отримувати найкращу якість відмивання осадка при найменших витратах промивної рідини і найменшому розведенні маточника.

Рамний пакет плит

Фільтрувальні камери утворюються стиснутими по черзі рамками і плоскими плитами із закріпленою між ними фільтруючою перегородкою.

Рамний пакет плит в даний час в основному застосовується при необхідності використання одноразових, недорогих фільтруючих перегородок (наприклад, фільтрувального картону), тому що він ускладнює вивантаження осадка (осадок доводиться видаляти з рамок вручну) і проведення операцій промивання і продування (просушування) осадка.

Камерний пакет плит

Фільтрувальні камери утворюються стиснутими в пакет плитами з заглибленнями в середині, на кожну плиту одягається фільтруюча перегородка. Вона являє собою два полотнища з вшитою горловиною або втулкою для каналу подачі суспензії.

Камерний пакет плит дозволяє осадку випадати самостійно при розсуненні плит, дозволяє легко організувати продувку (просушку) і промивання осадка, плити дешевші і довговічніші ніж в мембранному пакеті плит.

Мембранний-змішаний (мембранно-камерний) або повністю мембранний пакет

Фільтрувальні камери, як і в камерному пакеті плит, утворюються стиснутими в пакет плитами з заглибленнями в середині кожної плити. Мембранні плити забезпечені віджимними діафрагмами (мембранами), що дозволяє подати під них стиснене повітря або воду під тиском для пресування відфільтрованого осадка. Фільтруюча перегородка, як і в камерному пакеті плит, одягається на кожну плиту і являє собою два полотнища з вшитой горловиною або втулкою для каналу подачі суспензії. При змішаному пакеті камерні плити чергуються з мембранними. Повномембранний пакет складається тільки з мембранних плит

Мембранний пакет плит дозволяє працювати на суспензіях зі змінними фільтрувальними властивостями, так як не потребують повного заповнення камер осадком за рахунок того, що з’являється можливість припинити фільтрування дід тиском насоса, що подає суспензію та вилучити залишки суспензії під тиском мембран.

На суспензіях, що важко- і середньо-   фільтруються, дозволяє отримати виграш в продуктивності фільтра.

На осадках, що стискаються від впливом зовнішнього тиску, дозволяє отримати меншу вологість осадка.

При промиванні і просушування осадка в більшості випадках дозволяє промити осадок до необхідної концентрації маточного розчину і вологості, використавши меншу кількість промивної рідини і повітря, ніж в камерному пакеті плит.

На осадках, що розтріскуються, дозволяє істотно поліпшити якість промивки осадка в порівнянні з камерним пакетом плит.

У порівнянні з камерним пакетом плит дорожчий і менш довговічний.

Повномембранний пакет плит, в порівнянні з мембранно-камерним пакетом плит дорожчий, покращує здатність липких опадів до самовипаденію при вивантаженні, в іншому не перевищує мембранний (змішаний) пакет плит.

Додаткові особливості конструкції фільтрувальних плит 

Пакет з плитами, оснащеними пристроями примусового підігріву або охолодження - дозволяє працювати з суспензиями, що мають високу температуру кристалізації або низьку температуру розчинення твердої фази, тому є можливість подати всередину плит підігріваючу або охолоджуючу рідину. Можливо також застосування для цієї мети електропідігріву за рахунок вбудованих в плити ТЕНів. Також можна застосовувати ці плити для додаткового зниження вологості осаду або в'язкості рідкої фази.

Із закритим або відкритим відведенням фільтрату

Закрите відведення фільтрату здійснюється через торець пакету плит, по кутовим колекторам, утвореним отворами в стиснутих в пакет плитах, що виключає контакт робочих середовищ з повітрям.

Відкритий відведення фільтрату здійснюється з кожної плити окремо до узагальнюючого лотка або в загальний винесений колектор через індивідуальні шланги, що дозволяє контролювати чистоту фільтрату кожної плити і при необхідності відключати під час циклу плити з мутним фільтратом (до заміни фільтруючої серветки і без зупинки фільтрування). Дозволяє збільшити площу поверхні фільтрування в порівнянні з закритим відведенням. Виключає або суттєво ускладнює можливість промивання і просушування осадка.

З центральною або кутовоюй подачею суспензії

Центральна подача суспензії в плити здійснюється через торець пакету плит в центральний або дещо зміщений від центру колектор. Дозволяє мати більший діаметр колектора подачі, що необхідно для легко фільтруються суспензій з великими витратами при фільтруванні. Не може бути використаний на мембранних пакетах плит з малими габаритами плит.

Кутова подача суспензії в плити здійснюється через торець пакету плит в один з кутових колекторів. Має менший умовний прохід, що може викликати більший абразивний знос горловин фільтруючих серветок і зафільтровування колектора подачі суспензії. Дозволяє збільшити площу поверхні фільтрування в порівнянні з центральною подачею. 

Конфігурація клапанно-колекторної системи

З огляду на вимоги різних виробничих процесів, конструкція клапанно-колекторної системи і фільтрувальних плит фільтр-пресів дозволяє реалізувати різні технологічні операції, режими і прийоми фільтрування, просушування і промивання осадків, регенерації фільтруючих перегородок, промивання та обробки фільтрувальних плит і колекторів. Зокрема:

• шокове продування фільтруючих перегородок перед початком фільтрування,
• намивання допоміжного фільтруючого матеріалу на фільтруючі перегородки,
• дозування коагулянту або синтетичного флокулянта в колектор подачі суспензії синхронно з подачею суспензії,
• малонапорне заповнення камер суспензією з випуском повітря через верхні канали,
• управління фільтруванням суспензії по тиску, витраті, обсягом пройшла суспензії, часу, зовнішнім факторам і сигналам,
• управління промивкою осадка за об'ємом промивної рідини, яка пройшла через фільтр-прес, концентрації солей в промивному фільтраті, часу, зовнішнім факторам і сигналам управління.
• відведення перших порцій фільтрату в окремий колектор (наприклад, мутного фільтрату),
• роздільне відведення основного фільтрату і фільтрату промивання осадка,
• багатостадійна промивка осадка різними промивними рідинами з роздільним або спільним відведенням промивних фільтратів,
• промивка осадка в різних напрямках по черзі,
• продування (просушка) осадка з різних напрямків по черзі,
• продування дренажу фільтрувальних плит і каналів відведення фільтрату,
• промивка та пропарювання фільтр-преса,
• підігрів або охолодження пакету плит.

Для реалізації необхідних функцій клапанно-колекторна система фільтр-преса спеціалізовано розробляється для кожного конкретного виробництва, колектора мають необхідну конфігурацію і умовний прохід, оснащуються клапанами, а при необхідності - витратомірами, датчиками тиску, кондуктометри і термодатчиками.

Проникність фільтруючих перегородок, їх конструкція і матеріал.

Проникність, конструкція і матеріал фільтруючих перегородок вибираються з широкого спектру доступних на ринку тканин з урахуванням сукупності таких чинників:

- властивості суспензії (фільтрувальні, фізичні та хімічні),

- технологічні умови фільтрування (температура, тиск фільтрування),

- технологічні вимоги процесу (продуктивність, чистота фільтрату, вологість і чистота осадка),

- економічні вимоги (термін служби, доступність на місцевому ринку Замовника і ціна) 

Проникності - 5-250 л / (дм.кв. * с) при тиску 200 Pa забезпечуються типом ниток (монофілументне, мультіфілументне, змішане), їх товщиною, способом переплетіння, додатковою обробкою (термоусаджування, каландрирування).

Конструкції:

- зі вшитою горловиною з такого-ж або подібного (менш проникного) матеріалу,
- з упаяний горловиною з полімерного матеріалу,
- без горловини з кріпленням в місці подачі суспензії втулками з різних матеріалів за допомогою різьбових або байонетних роз'ємів з'єднань,
- без необхідності горловини (для рамних пакетів плит),
- з просоченням по краях і по горловині,
- з отворами для кріплення до плитами або з застібкою «липучка»

Матеріали та виробники

- поліпропілен, поліамід, бавовна та ін.,
- європейські виробники, Україна, Росія,

Особливості, що визначаються розмірами та додатковими функціями

Габарити плит фільтр-пресів

Основним параметром фільтра є площа поверхні фільтрування. Площа фільтр-преса залежить від площі фільтрувальної плити і кількості плит в пакеті. Виробництво фільтр-пресів різних площ призвело до появи фільтрувальних плит різних розмірів. Основні використовувані європейські розміри (за зовнішніми габаритами):

Вибір габариту плит для побудови фільтр-преса певної площі визначається:

1. Граничною довжиною пакета плит, здатного зберігати стабільність при стисненні, тому що має місце деформація пакету плит при відцентровому стисканні.
2. Порівнянням сукупної собівартості (і ціни для Замовника) пакета плит і скелета фільтр-преса для одного фільтра на плитах різних типорозмірів.
3. Специфічними фільтрувальними властивостями суспензії і вимогами по промивці і просушування осаду.
4. Можливістю розміщення фільтрів у виробничому приміщенні.

Підприємство розробило і має можливість виробляти фільтр-преси на всіх наявних на ринку розмірах плит, враховуючи вищезазначені чинники.

Спосіб підвіски плит (тип конструкції скелета фільтр-преса)

Верхня підвіска плит

Плити підвішені на верхній несучій балці з можливістю рухатись вздовж повздовжньої осі фільтр-преса, доступ для контролю випадання осадка і обслуговування збоку відкритий. Зазвичай застосовується для фільтр-пресів з великими габаритами плит, коли зручно контролювати випадання осадка і обслуговувати фільтр-прес збоку. Конструкція характеризується більшою механічною стабільністю і зручністю в обслуговуванні в порівнянні з бічним підвіскою плит.

Бокова підвіска плит

Плити підвішені на дві несучі балки з обох боків фільтр-преса з можливістю рухатись вздовж повздовжньої осі фільтр-преса, доступ зверху відкритий, збоку - обмежений. Зазвичай застосовуються на менших габаритах плит, коли з висоти росту людини зручно контролювати випадання осаду і обслуговувати фільтр-прес зверху. Конструкція дещо простіше, легше і дешевше в порівнянні з верхньою підвіскою плит.

Спосіб і тип механізму затиску фільтр-преса

ручний

За допомогою гвинта або гвинта з храповиком, або гідроциліндра з ручним гідравлічним насосом.

Застосовується для недорогих автоматизованих фільтр-пресів, з тривалими циклами, тільки на малих габаритах плит і відповідно невеликих площах фільтрування.

гідравлічний

За допомогою гідроциліндра і станції гідроприводу (поставляється в комплекті з фільтр-пресом). Передбачає автоматичне підтримання зусилля затиску під час всіх операцій фільтрування.
Дозволяє швидко створити необхідне зусилля для будь-яких типорозмірів фільтр-пресів.
Застосовується як базовий.

Спосіб розсунення плит фільтр-преса для вивантаження осадка

ручний

Застосовується для недорогих, що не автоматизованих фільтр-пресів з бічної підвіскою плит, з тривалими циклами, тільки на малих габаритах плит.

механізований по 1 плиті

Плити розсуваються по 1 плиті, одна за одною послідовно за допомогою різних механізмів розсунення (кареткою на ланцюгу, гачками на нескінченному ланцюгу).

Застосовується для липких осадков, коли для скидання їх потрібна участь оператора і для зручності розвантаження потрібен великий зазор між розкритими плитами.

механізований секційний

Плити розсуваються всім пакетом або секцією за допомогою різних механізмів розсунення (гідроциліндрами, тросами на валу, кареткою на ланцюгу, гачками на нескінченному ланцюгу)

Застосовується для прискорення вивантаження осадка, коли він самостійно випадає з розкритих плит.

Конструкція піддону для збору випадкових протікань

 Стулки

Дві чи одна стулки (з приводом, або без), що перекривають отвір для вивантаження осадка під фільтр-пресом під час операцій фільтрування для збору випадкових протікань і відкривають його поворотом вгору або вниз під час вивантаження осадка.

Способи та пристрої регенерації серветок

Автоматизованим пристроєм регенерації серветок

Регенерація серветок проводиться шляхом змиву забруднень з фільтруючих перегородок струменями води під тиском 30-60 бар через форсунки спеціальної конструкції. Пристрій автоматично переміщається уздовж фільтр-преса, по черзі промиваючи кожну розкриту камеру.

Хімічна регенерація серветок

Застосовується на закритому фільтр-пресі шляхом тривалого прокачування через нього рідини, розчинюючої забруднення на фільтруючих перегородках.

Переносним насосом високого тиску (для маленьких фільтрів)