Фильтр-пресс разделяет перекачиваемый осадок или технологическую суспензию на фильтрат и фильтрационный осадок. Выбор подходящей конфигурации зависит от материала, требуемых характеристик осадка, назначения фильтрата, доступного времени эксплуатации и уровня автоматизации технологических процессов, необходимого на объекте.
Начните с технологии пластин: выберите пресс с углубленной камерой для традиционной фильтрации под давлением или рассмотрите возможность использования мембранного пресса, если дополнительный этап отжима может повысить эффективность процесса. Затем определите необходимые системы управления и функции обработки материалов.
Ознакомьтесь с фильтр-прессами с утопленной камерой Ознакомьтесь с мембранными фильтр-прессами
Что такое фильтр-пресс?
Промышленный фильтр-пресс представляет собой систему периодической фильтрации под давлением. Подающий насос подаёт подготовленный осадок или суспензию в закрытый блок фильтрующих пластин, покрытых тканью. Жидкость проходит через ткань и дренажные каналы пластин в виде фильтрата, тогда как удерживаемые твердые частицы накапливаются в камерах в виде фильтрационного осадка. По достижении конечной точки фильтрации подача прекращается, давление в прессе сбрасывается, пресс открывается, и осадки выгружаются.
Пресс является лишь одной из составляющих более широкого технологического процесса. Хранение сырья, его подготовка, перекачка, направление фильтрата и транспортировка осадка — все эти факторы влияют на эффективность работы установки. Поэтому для правильного выбора необходимо исходить не только из номинальной производительности, но и учитывать характеристики шлама и цели эксплуатации.
Как работает фильтр-пресс
1. Подготовить и подать суспензию
Сырье подвергается удержанию или подготовке в соответствии с требованиями, после чего подается с помощью выбранного насоса для сырья. Содержание твердых частиц в сырье, их поведение, вязкость и химическая обработка влияют на заполнение камеры и образование осадка.
2. Закройте и герметизируйте пакет пластин
Система закрытия сближает пластины и поддерживает усилие уплотнения, необходимое для противодействия давлению фильтрации. Гидравлическое закрытие пластин удерживает фильтрующий пакет в закрытом состоянии; при этом вода из осадка не выдавливается.
3. Фильтр, работающий под давлением подающего насоса
Под действием давления, создаваемого насосом, жидкость проходит через фильтрующую ткань, при этом твердые частицы накапливаются внутри камер. Фильтрат отводится через открытые выпускные отверстия или закрытый коллектор, в зависимости от выбранной конструкции.
4. Применяйте дополнительное сжатие только в тех случаях, когда это указано
В мембранном фильтр-прессе регулируемая сжимающая среда раздувает гибкие мембранные поверхности после начальной стадии фильтрации и сжимает образовавшийся осадок. В прессе с углубленной камерой этап раздувания мембран отсутствует.
5. Откройте пресс и извлеките осадок
После того как подача сырья и все дополнительные технологические операции завершены, а давление безопасно сброшено, пакет пластин открывается. Осадки спадают с тканевых полотен или снимаются с их поверхности, и пресс готовится к следующей партии.
Выберите подходящую конфигурацию фильтр-пресса
Фильтр-пресс со встроенной камерой
Каждая фильтрационная камера состоит из двух сопряженных утопленных плоских поверхностей. Насос подачи обеспечивает давление, необходимое для разделения жидкости и твердой фазы. Такая конфигурация является более очевидным выбором в тех случаях, когда традиционная фильтрация под давлением позволяет обеспечить требуемое состояние осадка, продолжительность цикла и заданные характеристики фильтрата.
Узнайте, как проводится оценка камерного фильтр-пресса с углубленной камерой.
Мембранный фильтр-пресс
Первоначальное формирование осадка по-прежнему происходит под давлением подающего насоса. После этого этапа гибкие мембранные поверхности оказывают на сформированный осадок отдельное контролируемое сдавливающее усилие. Такую конфигурацию стоит рассмотреть в тех случаях, когда дополнительная уплотнение осадка, извлечение жидкости, эффективность промывки или контроль цикла могут оправдать затраты на дополнительные инженерные системы, средства управления и техническое обслуживание.
Камерный фильтр-пресс и мембранный фильтр-пресс
| Точка отбора | Встроенная камера | Мембрана |
|---|---|---|
| Основной механизм | Фильтрация под давлением, приводимая в действие подающим насосом | Первичная фильтрация под давлением с помощью подающего насоса с последующей мембранной прессованием |
| Вторичное сжатие | Не входит в комплект | Входит в комплект, если мембраны приводятся в действие утвержденной системой сжатия |
| Типичная задача отбора | Обеспечьте соответствие требованиям к осадку и фильтрату с помощью более простой конфигурации пластин и вспомогательного оборудования | Проверить, приносит ли дополнительное сжатие торта достаточную эксплуатационную выгоду, чтобы оправдать установку дополнительного этапа |
| Поведение шлама и осадка | Лучше всего судить по поведению при формировании осадка в процессе фильтрации под давлением | Лучше всего оценивать после того, как убедитесь, что сформированный брусок адекватно реагирует на вторичное сжатие |
| Последствия для цикла | Цикл зависит от заполнения, фильтрации, дополнительной промывки или продувки воздухом, открытия и разгрузки | Добавляются этапы сжатия, сброса давления и регулирования; общий эффект цикла зависит от конкретного применения |
| Коммунальные услуги | Производительность насоса, мощность затвора и настроенное вспомогательное оборудование | Те же требования к базовому оборудованию, а также специально разработанная система подачи и управления средой сжатия |
| Техническое обслуживание | Ткани, уплотнительные поверхности, пластины, гидравлические системы, насосное и нагнетательное оборудование | Те же базовые элементы, а также мембраны и компоненты системы сжатия |
| Относительные инвестиции | Как правило, более простая начальная конфигурация | Обычно выше из-за мембранных пластин, вспомогательного оборудования и средств регулирования; значение должно быть проверено в технологическом процессе |
Ни одна из технологий с использованием пластин не гарантирует универсальную влажность коржа, производительность или продолжительность цикла. Эти показатели зависят от исходного сырья, а также от конфигурации и режима работы всего технологического процесса.
Варианты автоматизации
“Термин ”полностью автоматический» описывает способ управления и выполнения функций пресса; это не третий механизм фильтрации. Как камерный, так и мембранный пресс могут быть сконфигурированы с различными уровнями автоматизации. Необходимый уровень следует определять для каждой функции в отдельности, а не полагаться на одно обозначение.
| Уровень | Концепция работы | Вопросы, требующие определения |
|---|---|---|
| Руководство | Операторы выполняют операции по перемещению пластин, извлечению осадка и очистке в соответствии с установленными требованиями. | Доступ, трудовые ресурсы, охрана, безопасная изоляция и частота партий |
| Полуавтоматический | Определённые функции включаются или выполняются последовательно, при этом операторы продолжают выполнять заданные этапы обработки. | Какие шаги выполняются автоматически, какие требуют подтверждения и как обрабатываются сбои |
| Полностью автоматический | Заданная последовательность действий осуществляется с участием диспетчера, а не посредством рутинных ручных операций. | Управление подачей и клапанами, перемещение пластин, система помощи при извлечении осадка, промывка ткани, организация разгрузки, контрольно-измерительные приборы, блокировки и сфера применения ПЛК/HMI |
К функциям, которые могут потребовать определения с учетом конкретного проекта, относятся: гидравлическое закрытие, автоматическое перемещение пластин, система помощи при отделении осадка, промывка фильтрующей ткани, система сбора капель, конвейеры, насосы, клапаны, приборы, ограждения, блокировки и интеграция с ПЛК/HMI. Необходимо подтвердить наличие и окончательный объем работ для выбранного оборудования.
Основные компоненты и доступные опции
- Каркас и система застежки: обеспечивать опору для пакета пластин, выравнивать подвижные детали и поддерживать усилие уплотнения во время фильтрации.
- Набор фильтрующих пластин: определяет форму камер и дренажных каналов. Конструкцию пластин необходимо определять на основе проверенных данных о пластинах, а не по фотографии всей машины.
- Фильтрующая ткань: задерживает твердые частицы, пропуская при этом фильтрат. Материал, тип плетения, проницаемость и способ крепления подбираются с учетом характеристик суспензии и метода очистки.
- Подключения к подаче и фильтрату: распределить суспензию по камерам и направить фильтрат в нужный пункт сбора.
- Оборудование для обработки пластин: может сдвигать противни и способствовать выгрузке выпечки после того, как упаковка будет безопасно вскрыта.
- Устройства безопасности и управления: контролировать процесс и ограничивать доступ к зонам, в которых существует опасность перемещения или повышенного давления.
Конструкция пластин, детали мембран, схема отвода фильтрата и дополнительные опции должны быть включены в техническое предложение по выбранному встроенная камера или мембрана настройки.
Как мы выбираем и рассчитываем размер фильтр-пресса
Для выработки обоснованной рекомендации необходим пакет данных о технологическом процессе. В случаях, когда состав суспензии изменяется или характеристики фильтрации неизвестны, может потребоваться проведение испытаний образцов, прежде чем будут окончательно определены площадь пластин, объем камеры, нагрузка на насос и параметры цикла.
Данные о шламе
- Источник осадка или технологической суспензии и предшествующие этапы очистки
- Средние и пиковые значения объёма шлама, концентрации твердых частиц и плотности (если они известны)
- Распределение частиц по размеру, осадочные свойства, абразивность и способность к образованию осадка
- pH, температура и химический состав, влияющие на совместимость с материалами, находящимися в контакте с жидкостью
- Используемые в настоящее время химические вещества для подготовки воды и методика их дозирования (если таковые имеются)
Требуемый результат
- Целевые условия обращения с тортом и причины установки этих целевых условий
- Цель: прозрачность фильтрата, выход продукта, сброс или повторное использование
- Любые требования к промывке, обдуванию или последующей сушке
- Текущие результаты и ожидаемое повышение эффективности за счет установки нового пресса
Место установки и условия эксплуатации
- Время работы, количество партий за смену и допустимый уровень контроля
- Подключение к электросети, сжатому воздуху, технической воде и канализации
- Монтажное пространство, доступ, зазор для выпадения отходов и пространство для технического обслуживания
- Необходимые средства погрузочно-разгрузочных работ, средства управления, интерфейсы и стандарты безопасности
Типичные контексты процессов, подлежащие оценке
Фильтр-прессы обычно применяются в тех случаях, когда этап периодической фильтрации под давлением позволяет преобразовать перекачиваемый поток, содержащий твердые частицы, в отделенный фильтрат и удобный в обращении осадок. К соответствующим областям применения могут относиться:
- осадок промышленных сточных вод и осажденные твердые вещества;
- шламы, образующиеся при переработке полезных ископаемых, камня или щебня;
- гидроксиды металлов и другие неорганические технологические отходы; а также
- суспензии продукта или побочного продукта, при которых важное значение имеют как качество фильтрата, так и выход осадка.
Пригодность не определяется одним лишь названием отрасли. Материал должен образовывать проницаемый осадок в предполагаемых условиях, а выбранная ткань, насос, пакет пластин и цикл должны быть совместимы с технологическим процессом.
Полная интеграция системы обезвоживания осадка
Фильтр-пресс должен быть интегрирован с предшествующими и последующими технологическими процессами. Проект может включать в себя подготовку или дозирование осадка, питающий или буферный резервуар, соответствующий питающий насос, систему сбора или возврата фильтрата, а также конвейер для выгрузки осадка или сборный контейнер. Система контрольно-измерительных приборов и средств управления должна обеспечивать координацию работы периодического фильтр-пресса с любым непрерывным потоком, поступающим на вход.
Если сначала необходимо решить, подходит ли фильтр-пресс в принципе в качестве технологии, вернитесь к Обзор фильтрующего оборудования. На этой странице рассматриваются исключительно модели из семейства фильтр-прессов.
Часто задаваемые вопросы
Является ли пластинчато-рамный фильтр-пресс тем же, что и фильтр-пресс с утопленной камерой?
Нет. В традиционном пластинчато-рамном фильтр-прессе пластины чередуются с отдельными полыми рамами, которые образуют пространства для осадка. В фильтр-прессе с углублёнными камерами для формирования каждой камеры используются соответствующие углублённые поверхности пластин без отдельных рам. Термин “пластинчато-рамный фильтр-пресс” часто используется на рынке в широком смысле, поэтому всегда следует уточнять фактическую конструкцию пластин.
В чём заключается разница между камерными и мембранными фильтр-прессами?
Оба процесса начинаются с фильтрации под давлением, создаваемым подающим насосом для суспензии. Мембранный пресс дополняется гибкими мембранными поверхностями и отдельной стадией отжима после образования первоначального осадка. Пресс с углубленной камерой работает за счет давления подающего насоса и не имеет стадии надувания мембран.
Является ли полностью автоматический фильтр-пресс отдельным типом?
Нет. Термин «полностью автоматический» относится к сфере управления и эксплуатации. Камерные и мембранные прессы могут быть оснащены функциями ручного, полуавтоматического или полностью автоматического управления в зависимости от конструкции оборудования и объема проекта.
От чего зависит влажность фильтрационного осадка?
К важным факторам относятся: содержание твердых веществ в сырье, гранулометрический состав, проницаемость осадка, подготовка сырья, профиль давления сырья, выбор ткани, глубина камеры, контроль конечной точки, дополнительная промывка или продувка воздухом, а также использование проверенного метода сжатия мембраны. Универсального значения влажности осадка для всех суспензий не существует.
Фильтр-пресс работает в непрерывном или периодическом режиме?
Пластинчатый фильтр-пресс работает в периодическом режиме: пакет пластин сначала закрывается, затем происходит заполнение и фильтрация, после чего он открывается для выгрузки осадка. Резервуары и системы управления могут служить буфером для непрерывного процесса, происходящего на предыдущем этапе, однако сам цикл работы пресса по-прежнему остается периодическим.
Какая информация необходима для определения размера?
Укажите источник суспензии, её объём, концентрацию твердых частиц, поведение частиц, химический состав, температуру, график работы, требуемые характеристики осадка и фильтрата, доступные инженерные сети, площадь на объекте и желаемый уровень автоматизации. Если поведение фильтрации не установлено, может потребоваться проведение испытаний образцов.
Запросить рекомендацию по фильтр-прессу
Направьте нам перечисленные выше условия технологического процесса, а также актуальный протокол испытаний, информацию об образце суспензии, схему установки и требуемый объем поставки. После этого компания PORVOO сможет определить подходящую технологию пластин, площадь фильтрации, объем камеры, систему подачи и комплект средств автоматизации для последующего технического обсуждения.
Пришлите данные о шламе и условиях технологического процесса
