Фильтр-прессы с мембранными и утопленными пластинами состоят из прочной рамы, на которой размещено несколько пластин с фильтрующим материалом.
Гидравлическое давление используется для удержания пластин вместе, а насос подачи суспензии высокого давления используется для подачи материала суспензии в пустое пространство между пластинами.
Пока фильтратная вода протекает через фильтровальные ткани на поверхности тарелок, твердые частицы суспензии собираются между тарелками.
Когда суспензия больше не может быть залита в фильтр-пресс, насос подачи суспензии выключается и пластины разделяются, позволяя осадкам выпадать из пресса под действием силы тяжести.
Что такое цикл фильтр-пресса?
Технология обезвоживания, используемая в фильтр-прессах с утопленными пластинами и мембранными пластинами, по своей конструкции является периодической процедурой. Для завершения периодического процесса происходит последовательность этапов процесса, и сумма процессов называется циклом обезвоживания фильтр-пресса.
Следующие этапы составляют обычный цикл пластинчатого фильтр-пресса:
- Закрытие/зажим фильтрующей пластины
- Заполнение \sРампа/Фильтрация
- Удар ядра (по желанию)
- Пирог сухой (по желанию)
- Мембранная компрессия (опция)
- Разжим и открытие фильтрующей пластины
Фильтрующая пластина шаг закрытия/зажима
Гидравлический цилиндр и подвижная пластина используются для смыкания фильтрующих пластин. Для того чтобы сначала закрыть стопку пластин, необходимо более низкое давление, а затем чрезвычайно высокое гидравлическое давление, плотно сжимающее пластины вместе.
Гидравлическое давление зажима должно быть достаточным, чтобы выдерживать давление, создаваемое насосом подачи шлама, когда он проталкивает шлам в пустоты между фильтрующими пластинами.
Процедура заполнения
Запускается питательный насос, и пустоты между зажатыми фильтрующими пластинами заполняются.
На этом этапе заполнения скорость подачи суспензии может быть довольно высокой, а давление подачи может быть очень низким.
Скорость заполнения ограничивается путем регулировки скорости насоса, чтобы уменьшить износ ткани вокруг отверстий подачи фильтрующей пластины. Этот ограниченный расход поддерживается до тех пор, пока не будет достигнуто минимальное давление питательного насоса.
Шаг рампы/фильтрации
Как только на этапе заполнения достигается минимальное давление подачи, скорость подающего насоса постепенно увеличивается, чтобы постепенно увеличить давление подачи.
Скорость питательного насоса увеличивают до тех пор, пока не будет достигнуто желаемое давление на стадии фильтрации. На протяжении всего этапа фильтрации давление остается постоянным.
По мере прохождения фазы фильтрации скорость потока суспензии снижается, поскольку пустоты между фильтрующими пластинами заполняются обезвоженными твердыми частицами суспензии.
Этап фильтрации завершается, когда скорость потока суспензии достигает заданного минимального уровня и подающий насос выключается.
Шаг основного удара (опционально)
Когда питательный насос выключен, некоторое количество шлама остается в местах расположения отверстий фильтрующих пластин. На этапе продувки стержня для удаления оставшегося шлама используется промывочная вода и/или сжатый воздух.
Промывочная вода закачивается в колонковые отверстия сначала для вытеснения шлама, а затем сжатым воздухом для вытеснения промывочной воды и оставшегося шлама.
В большинстве случаев суспензия и вода возвращаются в уравнительный резервуар для суспензии, откуда их можно подавать обратно в пресс в последовательных циклах.
Этап сушки торта (по желанию)
Сжатый воздух прокачивается через фильтрационные осадки, в то время как осадки все еще удерживаются в фильтрующих пластинах, чтобы удалить оставшуюся воду.
Это часто используется, когда материал осадка чрезвычайно пористый и требуется очень низкий уровень влажности осадка.
Этап мембранного сжатия (опционально)
Стадия мембранного отжима, как и стадия сушки кека, используется для удаления дополнительной воды из фильтрационного кека после его образования.
Мембранные пластины имеют гибкую поверхность, которая расширяется при подаче сжатого воздуха или воды. Поскольку увеличенные поверхности пластин сжимают лепешки, необходимо удалить дополнительную воду.
Шаг разжима и открытия фильтрующей пластины
Высокое гидравлическое давление зажима снижается после завершения всех стадий обезвоживания.
Цилиндр и подвижная пластина продолжают открываться, чтобы отделить все фильтрующие пластины.
Механизм открытия пластин указывает на то, что каждая пластина открывается, позволяя обезвоженному материалу осадка выпадать из фильтрующих пластин под действием силы тяжести.
Новый цикл фильтр-пресса может начаться после того, как все осадки будут выгружены.
Факторы, влияющие на время цикла
Каждый этап цикла фильтр-пресса занимает некоторое время, которое будет определяться свойствами обезвоживаемого материала суспензии, а также конструкцией фильтр-пресса.
ФАКТОРЫ ДИЗАЙНА
Ниже приведены ключевые параметры конструкции фильтр-пресса, которые могут влиять на время цикла:
- толщина камеры
- Давление подачи шламового насоса
- Скорость открытия и закрытия фильтрующей пластины
- Расположение фильтровальной ткани
толщина камеры
Из-за большего объема суспензии, которая будет обезвожена между фильтрующими пластинами, фильтрующие пластины большей толщины камеры потребуют большего времени заполнения и фильтрации.
Давление подачи шламового насоса
Более высокое давление насоса подачи шлама часто минимизирует время фильтрации.
Только путем тестирования репрезентативного образца материала при различных давлениях подачи можно оценить экономию времени, полученную при увеличении давления подачи. Большинство современных фильтр-прессов рассчитаны на работу при максимальном давлении от 100 до 225 фунтов на квадратный дюйм.
Для конкретных применений обезвоживания возможно более высокое давление подачи.
Скорость открытия и закрытия фильтрующей пластины
Скорость, с которой фильтр-пресс может открываться и закрываться, определяется гидравлической силовой установкой и размером гидроцилиндра. Типичное время открытия и закрытия гидравлического цилиндра составляет от одной до десяти минут.
Скорость открытия тарелки также определяется конструкцией перемещения пластин фильтр-пресса, но обычно она составляет от одной до пяти секунд на тарелку.
Дизайн фильтровальная ткань
Ткани для фильтр-пресса представляют собой тканые синтетические ткани, состоящие из тонких нейлоновых, полипропиленовых или полиэфирных нитей. Для обезвоживания можно использовать различные текстильные переплетения и конструкции.
Фильтровальные ткани предназначены для улавливания твердых частиц и пропускания фильтрата. Когда для сбора материала с более мелкими частицами требуется ткань более плотного плетения, прохождение фильтрата через ткань может быть затруднено, что приводит к увеличению времени фильтрации.
Оптимальная конструкция ткани определяется на основе характеристик обезвоживания материала, а также наилучших характеристик износа ткани и отделения осадка.
Ниже приведены ключевые параметры процесса обезвоживания, которые могут влиять на продолжительность цикла:
- Плотность подачи суспензии (процент твердых частиц в суспензии)
- Состав суспензии (глина, зола, уголь и т.д.)
- Распределение частиц суспензии по размерам
- Обезвоживающие агенты
Плотность подачи навозной жижи
Подача суспензии высокой плотности часто минимизирует время заполнения и фильтрации. При более высоком содержании твердых частиц в суспензии количество твердых частиц, попадающих в камеры фильтр-пресса, происходит быстрее, что приводит к сокращению времени цикла.
Состав суспензии
На скорость удаления воды влияет содержание обезвоживаемого материала суспензии.
Поглощающие материалы (или водолюбивые гидрофильные материалы) может быть трудно обезвоживать, что может потребовать увеличения продолжительности фильтрации или использования вспомогательных фильтрующих средств.
Гидрофобные материалы или те, которые естественным образом отталкивают воду, значительно легче обезвоживают, сокращая время фильтрации.
Распределение частиц суспензии по размерам
Шламы с более крупными и округлыми частицами обезвоживаются легче, чем суспензии с более мелкими частицами, которые легче упаковывать вместе.
Мелкие глинистые материалы могут представлять собой очень плоские частицы, которые плотно прилегают друг к другу, что делает практически невозможным удаление воды между ними.
Обезвоживающие агенты
Вспомогательные средства или химикаты для обезвоживания можно применять для сокращения времени фильтрации, когда обезвоживание ингредиентов жидкого раствора затруднено.
Перлит, диатомит (DE) и гашеная известь с высоким содержанием кальция являются наиболее часто используемыми вспомогательными средствами. Перлит и DE — это минералы, которые существуют в природе и содержат более крупные частицы в суспензии, что позволяет легче извлекать воду.
Добавление гашеной извести может помочь суспензионному материалу более свободно выделять воду химически.
Все эти переменные учитываются при создании фильтр-пресса для достижения максимальной эффективности обезвоживания для каждого применения.