Вторичное отжимание осадка для достижения целевых показателей обезвоживания в конкретных условиях эксплуатации
Мембранный фильтр-пресс добавляет этап контролируемого отжима после начального этапа фильтрации под давлением. Решение о его использовании должно основываться на важности дальнейшего уплотнения осадка, дополнительного извлечения жидкости, эффективности промывки или оптимизации цикла в конкретной технологической схеме — а не на общем предположении, что для каждой суспензии необходим мембранный фильтр-пресс.
Оцените, подходит ли метод сжатия мембраны для вашего технологического процесса
Чем отличается мембранный фильтр-пресс?
Подобно прессу с углубленными камерами, мембранный пресс сначала с помощью подающего насоса подает суспензию в закрытые камеры, выстланные тканью. Жидкость проходит через ткань и дренажные каналы пластин в виде фильтрата, тогда как задержанные твердые частицы образуют фильтрационный осадок.
Разница проявляется после образования стабильного фильтрационного слоя. За гибкую непроницаемую мембрану подается контролируемая жидкая или газовая среда — в зависимости от того, что допускают выбранная пластина и конструкция системы. Мембрана перемещается в сторону фильтрационного слоя и оказывает вторичное механическое сжатие. Вытесненная жидкость выходит через обычный канал для фильтрата.
Это фильтрация под давлением с образованием осадка и дополнительным механическим сжатием. Это не обратный осмос, не ультрафильтрация, не микрофильтрация и не фильтрация с использованием керамических мембран. Гидравлическая система закрытия обеспечивает герметичность пакета пластин; она не обеспечивает сжатие мембраны.
Как работает цикл сжатия мембраны
- Закройте и зафиксируйте пакет пластин. Система закрытия создаёт усилие, необходимое для обеспечения герметичности камер в течение заданного цикла фильтрации.
- Заполните камеры. Подающий насос подает шлам. Фильтрат проходит через ткань, а твердые частицы оседают на её поверхности.
- Завершить первичную фильтрацию. Рабочая конечная точка определяется исходя из технологического процесса и стратегии управления. Перед отжимом необходимо, чтобы на поверхности образовался достаточно плотный налет.
- Примените метод сдавливания мембраны. После завершения этапа подачи или его изоляции в соответствии с проектом в полости за гибкими мембранами поступает утвержденная среда сжатия. Расширяющиеся поверхности сжимают сформировавшийся осадок и вытесняют дополнительную жидкость.
- Выполнить настроенную постобработку. Промывка коржа, продувка сердцевины или продувка воздухом могут выполняться последовательно, если это требуется технологическим процессом и конфигурацией установки. Это дополнительные опции, а не обязательные этапы для каждого пресса.
- Перед открытием сбросьте давление. Давление сжатия сбрасывается, и система подтверждает безопасное состояние, после чего гидравлический затвор отводится, пластины открываются, и осадок выгружается.
Критерием завершения каждого этапа должны служить данные о давлении, расходе, времени и реакции процесса, соответствующие данной суспензии. Более длительный этап или этап с более высоким давлением не всегда является лучшим.
Когда сжатие мембраны повышает ценность технологического процесса
Стоит рассмотреть возможность внедрения дополнительного этапа прессования, если он приносит ощутимую выгоду на последующих этапах производства, превышающую затраты на дополнительное оборудование, энергоресурсы и техническое обслуживание.
Важно установить конкретный целевой показатель влажности торта
Дополнительное механическое сжатие может снизить остаточную влажность осадка, если сформированный осадок сохраняет способность к сжатию. Достижимый результат зависит от суспензии, подготовки осадка, толщины осадка, конечной точки подачи, программы отжима и фильтрующей ткани.
Извлечённая жидкость представляет технологическую ценность
Дальнейшая рекуперация фильтрата может иметь значение в тех случаях, когда жидкость представляет ценность, подлежит повторному использованию или её отправка на последующие этапы технологии обходится дорого. Её качество и схема повторного использования по-прежнему требуют отдельной проверки.
Необходимо контролировать процесс промывки коржей
Сформированный и уплотненный осадок позволяет проводить более контролируемую последовательность промывки при выполнении соответствующих операций по извлечению продукта или очистке. Эффективность промывки должна быть определена с учетом фактической структуры осадка.
Медленное завершение фильтрации корма ограничивает продолжительность цикла
Для некоторых суспензий перенос части конечной операции обезвоживания с этапа подачи на этап отжима может улучшить общий цикл. Это не является универсальным правилом и должно быть подтверждено результатами испытаний или эксплуатационными данными.
Когда камерный пресс может оставаться лучшим выбором
A камерный фильтр-пресс с углублением может оказаться достаточным в тех случаях, когда фильтрация под давлением подачи уже обеспечивает требуемое состояние фильтрационного осадка и соответствует графику производства, либо когда дополнительные системы отжима, средства управления, мембраны и техническое обслуживание не приносят достаточной технологической выгоды.
Конфигурации пластинчатых мембран
Выбор наполнителя является частью проектирования технологического процесса. На рынке широко распространены две концепции: смешанный наполнитель и полностью мембранный наполнитель. Выбор подходящей конфигурации зависит от предполагаемой установки, поведения осадка и целей технологического процесса.
Ассорти
Мембранные пластины чередуются с сопутствующими пластинами с углублёнными камерами. Это позволяет уменьшить количество мембранных элементов и соединительных муфт по сравнению с полностью мембранным блоком, однако конечный результат по-прежнему зависит от поведения наработанного слоя и выбранной геометрии пластин.
Полный комплект мембран
Мембранные элементы используются по всему активному пластинчатому блоку. Это увеличивает долю мембран и позволяет подбирать их с учетом конкретной задачи сжатия, исходя из конструкции пресса и результатов испытаний.
Несъемная или съемная мембрана
В конструкцию пластинного узла встроена несъемная мембрана, тогда как съемная конструкция позволяет отдельно заменять гибкую рабочую поверхность. На выбор влияют такие факторы, как химическая совместимость, температура, предполагаемый износ, гигиенические требования и порядок замены.
Материал пластины и толщина осадка
Конструкция пластинчатого корпуса, материал диафрагмы и глубина камеры должны соответствовать химическому составу суспензии, температуре, поведению твердых частиц и механической нагрузке. Речь идет о выборе, основанном на инженерных расчетах, а не об универсальных технических характеристиках.
Требования к сжатию «Squeeze Medium» и «Utility»
В конструкциях мембранных фильтр-прессов используются как вода, так и сжатый воздух, однако они не являются автоматически взаимозаменяемыми. Допустимая среда и диапазон давления определяются поставщиком мембраны, конструкцией пресса, результатами оценки технологических рисков и условиями эксплуатации.
| Вопрос по дизайну | Что необходимо установить |
|---|---|
| Средняя степень сжатия | Разрешенные жидкости или газы, совместимость с мембраной, риск загрязнения, температура и требования безопасности на объекте. |
| Создание давления | Специальный водозаборный блок, соединительный узел компрессора или другой утвержденный источник подачи; рабочие и предельные значения давления должны соответствовать выбранной конструкции пластины. |
| Контроль и изоляция | Измерение давления, регулируемый впуск, защита от обратного потока, запорная арматура, блокировки и подтверждение сброса давления перед открытием. |
| Потребление и утилизация | Доступная мощность системы, периодический спрос, маршрут возврата или слива, качество воды, а также необходимость разделения между системой отжима и технологической жидкостью. |
| Ненормальные условия | Реакция на отклонение давления, утечку в мембране, нарушение герметичности, неполное сброс давления или отсутствие подачи среды. |
Окончательные расчетные данные должны быть предоставлены с учетом выбранной конфигурации оборудования. Их не следует выводить на основании данных с заводской таблички другого производителя или общего значения давления.
Мембранный фильтр-пресс и фильтр-пресс с утопленной камерой
| Точка отбора | Пресс с утопленной камерой | Мембранный пресс |
|---|---|---|
| Основное обезвоживание | Давление в подающем насосе обеспечивает процесс фильтрации и образование фильтрационного осадка. | Давление подающего насоса сначала формирует осадок; затем движение мембраны обеспечивает дополнительное механическое сжатие. |
| Вторичное сжатие | Не входит в состав стандартного механизма с утопленной камерой. | Да, с использованием утвержденной среды для контролируемого сжатия. |
| Типичная цель принятия решения | Обеспечьте требуемый ход и цикл с помощью упрощённого комплекта пластин и меньшего количества компонентов системы сжатия. | Получите ощутимую выгоду за счет дальнейшей консолидации, регенерации жидкости, промывки или оптимизации технологического цикла. |
| Функции и элементы управления | Для надувания мембраны не требуется никаких специальных приспособлений. | Требуется утвержденная система подачи, распределения, регулирования давления, изоляции, сброса давления и мер безопасности. |
| Техническое обслуживание | Основное внимание уделяется пластинам, салфеткам, уплотнительным поверхностям, гидравлике и системам подачи и фильтрата. | Включает диафрагмы, зажимные соединения, шланги или коллекторы, клапаны и оборудование для регулирования давления. |
| Решение о производительности | Ни одна из этих схем не обеспечивает универсальных показателей влажности коржа, производительности или продолжительности цикла. При выборе следует опираться на репрезентативные технологические данные и, при необходимости, на результаты выборочных испытаний. | |
Более подробный обзор ассортимента см. в варианты конструкции промышленных фильтр-прессов.
Автоматизация и управление технологическими процессами
Конструкция мембраны и степень автоматизации выбираются отдельно. Мембранный пресс может быть ручным, полуавтоматическим или полностью автоматическим в зависимости от поставляемого оборудования и технологического плана.
К возможным функциям автоматизации могут относиться: гидравлическое закрытие, последовательность работы подающих насосов, клапаны для сжимающей среды, приборы измерения давления и расхода, блокировки безопасного сброса давления, автоматическое перемещение пластин, система помощи при удалении осадка, промывка тканевых фильтров, поддоны для сбора капель, конвейеры и управление с помощью ПЛК/HMI. В коммерческом предложении следует указать, какие функции входят в стандартную комплектацию, какие являются опциональными, а какие выходят за рамки выбранного объема работ.
Последовательность управления должна предотвращать сжатие до образования пригодного для использования прессового бруска, а также предотвращать раскрытие пластин до тех пор, пока давление в системе подачи, в сердечнике и при сжатии не будет безопасно сброшено. Защитные ограждения и устройства безопасности должны соответствовать результатам окончательной оценки рисков, проведенной для данного оборудования и производственного объекта.
Применение и интеграция процессов
Мембранный пресс можно рассматривать в качестве решения для промышленных осадков или технологических суспензий, если экономическая целесообразность проекта зависит от достижения определённых целевых показателей по качеству осадка, фильтрата, промывки или объёма производства. Пригодность оборудования в большей степени зависит от характеристик материала при фильтрации и прессовании, чем от одной лишь отраслевой принадлежности.
Полная оценка должна охватывать интерфейсы на входе и выходе:
- источник шлама, его изменчивость, хранение и подготовка к подаче;
- кривая «насос-подача» и стратегия регулируемого наполнения;
- маршрут прохождения фильтрата, целевой показатель качества и маршрут возврата или утилизации;
- утвержденный маршрут подачи сжимающей среды, контрольный модуль и маршрут сброса;
- настроенная промывка коржа, продувка сердцевины или продувка воздухом;
- разгрузка тортов, сбор, транспортировка по конвейеру или последующая обработка;
- вода для стирки белья, канализация, пространство для доступа и технического обслуживания; а также
- интерфейсы электрооборудования, пневмосистемы и системы управления.
Откройте для себя более обширный мир ассортимент фильтрующего оборудования когда вопрос о технологическом процессе пока не сводится к использованию фильтр-пресса.
Проверка и техническое обслуживание мембран
- Осмотрите гибкие поверхности. Обратите внимание на наличие трещин, пузырей, деформаций, истираний, протечек или повреждений в местах крепления и уплотнения.
- Проверьте затяжку соединений. Проверьте шланги, муфты, пластинчатые соединения, коллекторы и запорные клапаны на предмет утечек, износа и надежности крепления.
- Проверьте работу системы защиты от избыточного давления. Осуществляйте техническое обслуживание приборов, регуляторов, предохранительных устройств и систем блокировки в соответствии с утверждённым проектным планом и планом проверок.
- Следите за тем, чтобы тарелки и салфетки были выровнены. Сморщенные салфки, застрявшие остатки торта и поврежденные уплотняющие поверхности могут привести к протечкам и неравномерной нагрузке.
- Убедитесь, что давление полностью сброшено. Не допускается открывать пресс или проводить его техническое обслуживание до тех пор, пока все соответствующие источники давления не будут отключены и безопасно сброшены в соответствии с процедурой, действующей на объекте.
- Отслеживайте срок службы диафрагмы в зависимости от режима эксплуатации. На периодичность проверок и замены влияют такие факторы, как воздействие химических веществ, температура, частота циклов, динамика давления и абразивный износ, вызванный твердыми частицами.
При планировании запасных частей следует определить, является ли выбранная мембрана несъемной или съемной, а также какие пластины, торцы, уплотнения, ткань и соединительные детали являются специфическими для данной конструкции.
Технические характеристики и конфигурация
Значения параметров проекта следует вводить только после проверки состава раствора и целей обработки. В полях ниже данные о технике отделены от результатов, зависящих от условий применения.
| Пункт | Выбор в зависимости от проекта |
|---|---|
| Размер и количество пластин | Определено с учётом выбранного пресса и требуемой производительности системы фильтрации |
| Площадь фильтрации и объем камеры | Указано для выбранного пакета пластин и геометрии камеры |
| Мембранный блок | Смешанная или полная упаковка, если это возможно и оправдано технологией производства |
| Конструкция и материал диафрагмы | Несъемные или съемные; материал подбирается с учетом совместимости с технологическим процессом |
| Максимально допустимое давление подачи | Указано для выбранной машины, пластин и рабочей температуры |
| Утвержденная среда сжатия и давление | Указано для выбранной диафрагмы и системы инженерного снабжения |
| Слив фильтрата и обработка осадка | Открытый или закрытый слив и настраиваемые этапы промывки/осушки, если предусмотрены |
| Уровень автоматизации | Ручной, полуавтоматический или автоматический режимы работы, как указано в предложении |
| Совместимость материалов, контактирующих с жидкостью | Выбирается с учетом химического состава шлама, температуры и метода очистки |
| Влажность коржа, продолжительность цикла и производительность | Зависит от конкретного применения; определять на основе репрезентативных данных или испытаний |
Вопросы по мембранному фильтр-прессу
Мембранный фильтр-пресс всегда работает в полностью автоматическом режиме?
Нет. Мембранные пластины определяют механизм отжима осадка. Сдвиг пластин, промывка ткани, обработка осадка и последовательность операций, управляемая ПЛК, представляют собой отдельные элементы автоматизации.
Не приводит ли гидравлическое закрытие пластины к сжатию мембраны?
Нет. Гидравлический затвор обеспечивает герметичность пакета пластин. При сжатии мембраны после первоначального образования осадка за мембраной используется контролируемая и утвержденная рабочая среда.
Всегда ли сжатие мембраны позволяет получить более сухой осадок?
Он может удалять дополнительную жидкость из спрессованного осадка, однако количество удаляемой жидкости зависит от материала и условий эксплуатации. Для получения численного результата необходимы репрезентативные данные.
Можно ли использовать воздух и воду как взаимозаменяемые вещества?
Нет. Среда для прессования должна быть одобрена для использования с мембранной пластиной, системой давления, условиями технологического процесса и требованиями безопасности на объекте.
Как определить, стоит ли добавлять этот этап?
Сравните подтвержденное испытаниями или измерениями улучшение показателей по обработке осадка, извлечению жидкости, промывке или общему времени цикла с дополнительными капитальными затратами, расходами на коммунальные услуги, средствами контроля, проверками и техническим обслуживанием диафрагм.
Запросить оценку мембранного пресса
Укажите текущие эксплуатационные показатели и требуемые улучшения. Полезной информацией являются: источник шлама, концентрация твердых частиц, характеристики частиц и их сжимаемость, pH, температура, суточный объем, доступное рабочее время, текущая влажность осадка и продолжительность цикла, требуемое состояние осадка или фильтрата, имеющиеся средства отжима, площадь на объекте и желаемый уровень автоматизации.
Затем компания PORVOO может определить, стоит ли проводить оценку мембранной ступени, и какие данные необходимо собрать перед выбором оборудования.
Пришлите данные о шламе и условиях технологического процесса
