Ленточные вакуум-фильтры.

Эти фильтры значительно расширяют область применения вакуумных фильтров. Они предназначены для разделения преимущественно быстроосаждающихся суспензий с твердой фазой неоднородной дисперсности; в них возможна тщательная многократная прямоточная или противоточная промывка осадка. Продолжительность промывки может в 2-3 и более раз превышать продолжительность фильтрования, а расход промывной жидкости в 5 раз превышать массу осадка.

Ленточные вакуум-фильтры применяются также в тех случаях, когда осадок не подвергают промывке, но обезвоживают длительным просасыванием воздуха.

Концентрация твердой фазы и фильтрационные свойства суспензии должны обеспечить получение в условиях фильтрования под вакуумом слоя осадка толщиной от 10 до 60 мм за время не более 4 мин. Суспензия не должна быть огне- или взрывоопасной, а жидкая фаза суспензии не должна быть легколетучей, кристаллизоваться под вакуумом, растворять резину ленты.

По способу крепления фильтровальной тканевой перегородки к дренажной транспортирующей резинотканевой ленте различают два типа ленточных фильтров: фильтры со сходящим фильтровальным полотном; более простые в конструктивном отношении фильтры с фильтровальной тканью, закрепленной на наружной стороне резино-тканевой дренажной ленты.

Рассмотрим схему работы и принцип действия ленточного вакуум-фильтра со сходящим полотном (рис.218).

Рис.218. Схема работы ленточного вакуум-фильтра со сходящим полотном.Основные зоны работы фильтра:

1- замкнутая бесконечная резинотканевая дренажная лента; 2- вакуум – камеры; 3- сходящее полотно фильтровальной ткани; 4- ролик, регулирующий боковое смещение фильтрующей ткани; 5- ролик, расправляющий складки на ткани; 6- ролик натяжной; 7- дренажный коврик; 8- натяжной барабан; 9- поддон для сбора регенерирующей жидкости; 10- барабаны, поддерживающие ленту 1; 11- форсунки регенерации ткани; 12- барабан приводной; 13- течка вывода осадка; 14- нож очистки ткани; 15- ролик разгрузочный.

1. зона фильтрования;

2. зона промывки осадка;

3. зона просушки осадка.

Этот фильтр непрерывного действия с горизонтальной рабочей поверхностью, образованной дренажной бесконечной гибкой лентой 1, перемещающейся над вакуум-камерами 2 между приводным 12 и натяжным 8 барабанами. На ленте укреплены коврики 7, аналогичные по конструкции нередко применяемым в барабанных вакуум-фильтрах. Для исключения повреждения ковриков во время движения ленты по барабанам они прикреплены к ленте только одной стороной (заклепочным соединением). Лента — резинотканевая; вдоль ленты под ковриками выполнены окна для отвода фильтрата. Окна в ленте совпадают с окнами в золотниковых решетках стола, по которому скользит лента. Нижняя (холостая) ветвь ленты уложена на три поддерживающих барабана 10. Края ленты подгибаются бортами стола и образуют желоб, в который из питателяподается суспензия, а из лотков — промывная жидкость.

Рабочее пространство фильтра делится на зоны: I — фильтрование, II — промывка осадка и III — просушка.

Фильтрующей перегородкой в ленточном вакуум-фильтре яв­ляется бесконечное сходящее полотно 3, которое уложено поверх ковриков на рабочую ветвь ленты. Система роликов (разгрузоч­ного 15, регулировочного 4, натяжного 6 и ряда поддерживающих) обеспечивает замкнутый цикл работы и регенерации ткани. Винтовой ролик 5 расправляет складки на ткани. Для регенерации филь­тровального полотна предназначены нож 14 и система промывки; при этом вода подается из форсунок 11 с внутренней стороны полотна. Регенерирующая жидкость собирается в поддон 9; осадок удаляется через течку 13. Фильтровальное полотно не имеет собственного привода и перемещается вместе с дренажной лентой только после поступле­ния суспензии и включения вакуумной системы.

Б олее простой конструкцией по сравнению с ленточным фильтром со сходящим полотном является ленточный вакуум-фильтр общего назначения, у которого фильтровальная ткань закреплена на поверх­ности резиновой ленты специального профиля с прорезями.

Рис.219. Схема устройства ленточного вакуум-фильтра:

1- нож; 2- приводной барабан; 3- дренажная лента; 4- направляющие; 5- вакуум – камеры; 6- поперечные перегородки; 7- промывное устройство; 8- лоток для подачи суспензии; 9- натяжной барабан.

I- суспензия; II- фильтрат; III- промывной фильтрат; IV- промывная жидкость;

Схематически устройство такого фильтра показано на рис.219, из которого следует большое сходство с конструкцией ленточного фильтра, изображенного на рис.218. Дренажная резиновая бесконечная лента 3 натянута на два вращающихся барабана — приводной 2 и натяжной 9. В верхней части между барабанами дренажная лента скользит по двум горизонтальным шлифованным направляющим (столу) 4 с продольными прорезями, связывающими область фильтрующей перегородки с вакуум-камерами 5, расположенными под столом. Вакуум-камеры состоят из отдельных, разобщенных между собой отсе­ков. Каждый отсек соединен со сборником фильтрата или промывной жидкости, находящимися под вакуумом. Нижняя ветвь ленты свободно провисает или опирается на ролики.

Фильтровальная перегородка этого фильтра (рис.220) представляет из себя опорную дренажную бесконечную ленту 1 в сборе с прикрепленной к ней фильтрующей тканью 4.

Рис.220. Фильтровальная перегородка ленточного фильтра (поперечный разрез и вид сверху):

1- резиновая опорная дренажная лента; 2- продольные сливные прорези, расположенные по оси движения ленты; 3- продольные желобки в резиновой ленте для закрепления в них краев фильтровальной ткани 4 с помощью резиновых распорных шнуров 5; 4- фильтровальная ткань; 5- резиновые распорные шнуры; 6- эластичные боковые края резиновой ленты, принимающие форму желоба на верхнем горизонтальном участке движения фильтровальной перегородки; 7- дренажные поперечные каналы для отвода фильтрата в прорези 2.

Дренажная лента 1 состоит из тканевых прокладок с резиновой прослойкой между ними и с обеих сторон обложена резиной. Лента в средней части имеет продольные осевые сливные прорези 2, совпадающие при движении ленты с прорезями в столе.

Вдоль ленты идут два продольных желобка 3 для крепления фильтровальной ткани с помощью специальных резиновых распорных шнуров 5 круглого сечения. Края 6 резиновой ленты мягкие и на верхнем го­ризонтальном участке пути они отгибаются специальными направляющими, так что лента принимает форму желоба. Суспензия поступает на фильтр по лотку 8 (рис.219) а промывная жидкость поступает из специальных промывных устройств 7, которые могут быть за­креплены в любом месте по длине фильтра. В последние годы за рубежом появились фильтры с металлической секционной лентой.

В остальном конструкция рассматриваемого фильтра идентична конструкции, изображенной на рис. 218.

Одним из преимуществ ленточного вакуум-фильтра являет­ся совпадение направления движения потока суспензии при фильтрова­нии с направлением действия сил тяжести. При фильтровании быстроосаждающихся суспензий грубые частицы осаждаются в первую очередь, образуя крупнокристаллический подслой, че­рез который затем идет дальнейшее фильтрование. Это создает оптимальные условия проведения процесса и повышает его скорость.

К недостаткам ленточного вакуум-фильтра следует отнести сравнительно большую занимаемую им площадь, невозможность механического отжима осадка, а также использование только половины фильтрующей поверхности фильтра (верхней ветви).

Ленточные вакуум-фильтры изготовляют для работы с нейтральными средами из углеродистых сталей,а для работы с агрессивными средами — из сталей Х18Н10Т, Х17Н13МЗТ, ОХ23Н28МЗДВТ и титанового сплава ВТ1-0.

Отечественная промышленность производит ленточные ваку­ум-фильтры со сходящей фильтрующей перегородкой поверхно­стью до 20 м². В качестве фильтрующей перегородки использу­ют сетки или ткани. В этих фильтрах при движении по нижнему участку пути фильтровальная ткань может быть промыта в спе­циальных камерах, куда регенерационная жидкость поступает под давлением. Загрязненная регенерационная жидкость соби­рается в сборнике, откуда ее можно подать на фильтрование, а затем в замкнутый цикл регенерации фильтровальной ткани.

Перспективы улучшения конструкции заключаются в более ши­роком использовании полимерных материалов, например, фторо­пласта для покрытия рабочего стола и золотниковых решеток (что уменьшает коэффициент трения между столом и дренажной лентой), поливинилхлорида для изготовления дренажной ленты (такие ленты имеют меньшие толщину и коэффициент трения, но большую проч­ность, чем резинотканевые). Для уменьшения занимаемой площади в настоящее время изготовляют двухъярусные фильтры общей площадью фильтрования до 30 м³.