Автор работы: Пользователь скрыл имя, 08 Мая 2013 в 21:02, курсовая работа
В процессе фильтрования твердые частицы либо задерживаются на поверхности фильтровальной перегородки, образуя осадок, либо проникают в ее глубину, задерживаясь в порах. В соответствии с этим различают фильтрование с образованием осадка и фильтрование с закупориванием пор. Иногда их совмещают (применяя фильтрование с образованием осадка и закупориванием пор).
Движущей силой процесса фильтрования является разность давлений до и после фильтра. Если эта разность создается с помощью насоса, компрессора или вакуум-насоса, то происходит фильтрование под действием перепада давления, если с помощью центробежных сил - центробежное фильтрование (центрифугирование).
Вступ …………………………………………………………………………...3
Види вакуум-фільтрів……………………………………………………….....4
барабанний вакуум-фільтр із зовнішнью фільтруючою
поверхнею…………………………………………………………………....4
дискові вакуум-фільтри..…………………………………………………...11
стрічкові вакуум-фільтри…………………………………………..……....11
тарільчаті вакуумфільтри…………………………………………………..13
карусельні вакуум-фільтри…………………………………...…………… 15
Барабанний вакуум-фільтр………………………………….……….………..16
принцип роботи барабанного вакуум-фіьтра………………………..…….21
Спеціальна частина……………………………………………………..……...23
Висновок…………………………………………………………………..…....33
Список використаної літератури…………………………
|
Недостатками являются небольшая удельная поверхность и довольно быстрый износ фильтрующей ленты, громоздкость аппарата, сложность герметизации.
ТАРІЛЬЧАТІ ВАКУУМ-ФІЛЬТРИ применяют преимущественно для обезвоживания крупнозернистых шламов в производстве калия, в подготовке каменного угля и руд и т.д. Основная деталь фильтра – кольцо, состоящее из ряда трапецеидальных секторов, каждый из которых является фильтрующей ячейкой. Последняя открыта сверху и имеет днище, наклоненное к центру для облегчения стока жидкости. По верху ячейки уложен перфорированный лист, на котором находится фильтровальная перегородка. Внутренняя полость каждого сектора с помощью соединительных трубок сообщается с каналами распределительного устройства, жестко связанного с корпусом. Фильтр приводится во вращение электродвигателем. За один оборот ячейки фильтра последовательно соединяются с линиями вакуума и сжатого воздуха. Подача суспензии осуществляется в ячейки сверху. Съём осадка производится ножом или шнеком. Рис.5. Тарельчатый вакуум-фильтр (план-фильтр): 1 — вертикальный вал; 2 — горизонтальный вращающийся диск (тарелка); 3 — распределительная головка; 4 — нож для съема осадка правлении с фильтрацией способствует образованию осадка с благоприятной для фильтрации структурой.
| ||||||
ДНУ. ХВ-10-3 |
Арк.. | |||||
13 | ||||||
Зм. |
Аркуш |
№ докум. |
Підпис |
Дата | ||
|
В вакуумном тарельчатом фильтре непрерывного действия горизонтальный диск насажен на вертикальном валу. Рис.6. Схема работы горизонтального фильтра: 1 — слабая промывная жидкость; 2 — промывка осадка; 3 — обезвоживание осадка; 4 — питание; 5 — обезвоживание осадка; 6 — промывка водой; 7 — крепкая промывная жидкость; 8 — маточник; 9 — сушка ткани; 10 — распределитель вакуума; 11 — обезвоживание; 12 — продувка воздухом; 13 — очистка ткани; 14 — разгрузка Внутренняя полость диска разделена на отдельные ячейки, а каждая ячейка соединена с распределительной головкой, находящейся под диском. Поверх диска, снабженного бортами натянута фильтровальная ткань. Суспензию подают сверху на ткань. Фильтрация происходит за время почти полного оборота диска в горизонтальной плоскости. Фильтр работает при разрежении 100—200 мм рт. ст. Горизонтальные тарельчатые
вакуумные фильтры применяют
главным образом для Разновидностью является фильтр со съемом осадка при помощи спиральной ленты, расположенной рядом с питающим коробом. Производительность фильтра высокая, так как в отличие от барабанного фильтра холостых пробегов между циклами нет. | ||||||
ДНУ. ХВ-10-3 |
Арк.. | |||||
14 | ||||||
Зм. |
Аркуш |
№ докум. |
Підпис |
Дата | ||
|
КАРУСЕЛЬНИЙ ВАКУУМ-ФІЛЬТР Такой фильтр обладает достоинствами нутчей, являясь аппаратом непрерывного действия. Фильтр состоит из ряда горизонтальных нутчей, размещенных по кругу и соединенных гибкими шлангами с распределительным устройством, аналогичным применяемому в барабанных и дисковых вакуум-фильтрах. При вращении рамы, на которую опираются нутчи, каждый из них последовательно проходит стадии заполнения суспензий, фильтрования, промывки осадка, его сушки, удаления осадка, промывки. Рис.7.Схема карусельного вакуум-фильтра. Карусельные фильтры, или план-фильтры, с опрокидывающимися ковшами дают возможность лучшей очистки фильтрующей ткани, но имеют при тех же размерах меньшую поверхность по сравнению с тарельчатыми фильтрами. Вращающаяся кольцевая рама фильтра состоит из металлических конструкций. В ней установлены ковши, открытые сверху и вращающиеся на радиально расположенных осях. Такой фильтр представляет собой как бы непрерывную цепь из отдельных вакуумных нутч-фильтров, которые при выгрузке переворачиваются (рис. 146). Внутренняя сторона каждого лотка соединена трубой с общим трубным узлом. Фильтры такой конструкции обычно имеют диаметр кольцевой рамы от 6 до 20 м. В центре вращения карусели
фильтра установлена | ||||||
ДНУ. ХВ-10-3 |
Арк.. | |||||
15 | ||||||
Зм. |
Аркуш |
№ докум. |
Підпис |
Дата | ||
|
БАРАБАННИЙ ВАКУУМ-ФІЛЬТР Использование: в химической и других отраслях промышленности, преимущественно для глубокого обезвоживания шлама очистных сооружений. Сущность: барабанный вакуум-фильтр содержит барабан с фильтрующей поверхностью, корыто и крышку, установленную с зазором к барабану. Устройство для выгрузки осадка выполнено в виде шнека с полостью в корпусе. Зазор и корпус снабжены нагревательными элементами. Фильтр имеет узел воздухоочистки, сообщенный с полостью с одной стороны через пневмотрубу, а с другой - через зазор. Измельченный осадок из устройства выгрузки подают в пневмотрубу, в которой последний подхватывается восходящим потоком воздуха, нагретым в калорифере. В пневмотрубе дисперсный материал сушится до конечной влажности и поступает в циклон. Изобретение относится к устройствам разделения суспензии за счет перепада давления и может найти применение в химической и других отраслях промышленности. Преимущественно данное изобретение предназначено для глубокого обезвоживания шлама очистных сооружений.
| ||||||
ДНУ. ХВ-10-3 |
Арк.. | |||||
16 | ||||||
Зм. |
Аркуш |
№ докум. |
Підпис |
Дата | ||
|
Известен нутч-фильтр для разделения суспензии под вакуумом, включающий обечайку с днищем, фильтровальную перегородку, штуцеры для отвода фильтрата и подачи суспензии (см. например, книгу Скобло А.И. Трегубовой И.А. Молоканова Ю.К. Процессы и аппараты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. М. Химия, 1982, с. 347). Недостатком нутч-фильтра является длительность технологического процесса, глубокого обезвоживания осадка, обусловленная периодичностью действия аппарата. Известен также ленточный вакуум-фильтр, включающий фильтровальную ткань, приводной и натяжной барабаны, лоток для подачи суспензии, форсунки для фильтрата, вакуум-камеры для фильтрата и промывной жидкости (см. например, книгу Касаткина А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М. Химия, 1971, с. 218). Недостатком известного
технического решения является низкая
эффективность процесса, которая
обусловлена небольшой Наиболее близким по
технической сущности и достигаемому
результату к изобретению является
барабанный вакуум-фильтр, включающий
барабан с приводом, корыто, крышку,
распределительную головку Недостатком известного
барабанного вакуум-фильтра | ||||||
ДНУ. ХВ-10-3 |
Арк.. | |||||
17 | ||||||
Зм. |
Аркуш |
№ докум. |
Підпис |
Дата | ||
|
Целью настоящего изобретения является повышение эффективности процесса обезвоживания осадка до низкой конечной влажности. Поставленная цель достигается тем, что в барабанном вакуум-фильтре, включающем барабан, сообщенный с источником вакуума, привод, корыто и крышку, установленную с зазором к барабану, а также устройство выгрузки, выполненное в виде горизонтального шнека, помещенного в корпус, он снабжен узлом воздухоочистки с пневмотрубой и вентиляционной системой, в зазоре между крышкой и барабаном и на внешней стороне корпуса шнека размещены нагревательные элементы, при этом корпус шнека в верхней его части выполнен с полостью, которая сообщена с узлом воздухоочистки с одной стороны через пневмотрубу, а с другой через зазор. Отличительными признаками
предлагаемого барабанного Барабанный вакуум-фильтр
состоит из барабана с фильтрующей
поверхностью, корыта и крышки. Крышка
установлена к барабану с зазором,
в котором размещены нагревател С наружной стороны корпуса
также расположены Узел воздухоочистки состоит из циклона, рукавного фильтра тонкой очистки, системы вентиляции, включающей в себя вентилятор, калорифер и | ||||||
ДНУ. ХВ-10-3 |
Арк.. | |||||
18 | ||||||
Зм. |
Аркуш |
№ докум. |
Підпис |
Дата | ||
|
воздуховоды, а также пневмотрубы. Барабан разделен на секции,
которые через Полость сообщена с узлом воздухоочистки с одной стороны при помощи пневмотрубы, а с другой через зазор. Барабан имеет привод, обеспечивающий его вращение. Барабанный вакуум-фильтр работает следующим образом. Суспензию заливают в крыто, включают привод барабана и вакуумный насос. Каждая секция барабана при его вращении погружается в суспензию и при этом сообщается через распределительную головку и сборник фильтрата с источником вакуума. Фильтрование происходит под действием разности давлений в корыте и во внутренней части секции. При повороте секции на фильтрующей поверхности образуется слой осадка, а фильтрат через распределительную головку отводится в сборник фильтрата. Когда секция выходит из слоя суспензии осадок осушается потоком нагретого воздуха, который фильтруется через слой продукта. Нагрев воздуха в зазоре осуществляется при его контакте с нагревательными элементами. Пары испарившейся жидкости из осадка удаляются из зазора вентилятором. По мере перемещения секции осадок обезвоживается, срезается ножом и поступает в устройство выгрузки в виде комков. В устройстве выгрузки комки измельчаются шнеком и подсушиваются до сыпучего состояния за счет комбинированного подвода тепла (кондуктивного и конвективного). Пары влаги с воздушным потоком удаляются из устройства выгрузки через полость в зазор между крышкой и барабаном; паровоздушная смесь, поступающая из полости, насыщается также парами испарившейся влаги в зоне фильтрации и удаляется в циклон узла воздухоочистки. Измельченный осадок
из устройства выгрузки подают в пневмотрубу,
в которой последний | ||||||
ДНУ. ХВ-10-3 |
Арк.. | |||||
19 | ||||||
Зм. |
Аркуш |
№ докум. |
Підпис |
Дата | ||
|
в калорифере. В пневмотрубе
дисперсный материал сушится до конечной
влажности и поступает в В циклоне объединенный поток, поступающий из пневмотрубы и зазора, за счет центробежных сил разделяется на твердую и воздушную фазы. Наиболее легкая фракция твердой фазы отделяется от воздушного потока в рукавном фильтре тонкой очистки. Твердую фазу из циклона и фильтра в дальнейшем используют по назначению без обработки (сушки и измельчения).Эксперименты по выявлению работоспособности установки были проведены на шламе очистных сооружений Зеленодольского производственного объединения "Завод имени Серго" по следующей методике. Штамм с начальным влагосодержанием более 1000% подают на фильтрующую поверхность и включают вакуумный насос. Вода фильтровалась под действием разности давлений через слой осадка, после чего его влагосодержание составило 200% Над осадком помещают нагревательный элемент с температурой поверхности 250-300oC. В процессе фильтрования, радиационного нагрева и конвективного обдува в течение 5 мин (время одного полного оборота барабанного вакуум-фильтра) влагосодержание продукта снизилось до 58-60%. После фильтрации осадок помещают в обогреваемый шнек с температурой поверхности 150-200oC. При транспортировке осадка в шнек подавали горячий воздух, нагретый до 95oC. На выходе из шнека влагосодержание материала составило 18-20%. Дальнейшая обработка
дисперсного материала в Влагосодержание определялось методом досушки до постоянной массы навески продукта 2-5 г, отобранной в конце каждой стадии, в сушильном шкафу при температуре 100±5oC в течение 1,0-1,5 часов. Таким образом, предлагаемый барабанный вакуум-фильтр по | ||||||
ДНУ. ХВ-10-3 |
Арк.. | |||||
20 | ||||||
Зм. |
Аркуш |
№ докум. |
Підпис |
Дата | ||
|
сравнению с прототипом позволяет повысить эффективность процесса обезвоживания осадка до низкой конечной влажности за счет совокупности процессов фильтрации под вакуумом и термообработки в различных ее вариантах. ПРИНЦИП РОБОТИ БАРАБАННОГО ВАКУУМ-ФІЛЬТРА
Рис.8. Барабанный вакуум-фильтр: 1 – перфорированный барабан, 2 – волнистая сетка; З – фильтровальная перегородка; 4 – осадок; 5 – нож для съема осадка, б – корыто для суспензии; 7 – касающаяся мешалка; 8 – устройство для подвода промывной жидкости; 9 – камеры (ячейки) барабана; 10 – соединительные трубки; 11 – вращающаяся часть распределительной головки; 12 – неподвижная часть распределительной головки; I – зона фильтрования и отсоса фильтрата; II – зона промывки осадка и отсоса промывных вод; III – зона съема осадка; IV – зона очистки фильтровальной ткани. Фильтр имеет вращающийся цилиндрический перфорированный барабан 1, покрытый металлической сеткой 2 и фильтровальной тканью 3. Часть поверхности барабана (30–40%) погружена в суспензию, находящуюся в корыте 6. С помощью радиальных перегородок барабан разделен на ряд изолированных друг от друга ячеек(камер) 9. Ячейки с помощью труб 10, составляющих основу вращающейся части распределенной головки 11, соединяется с различными полостями | ||||||
ДНУ. ХВ-10-3 |
Арк.. | |||||
21 | ||||||
Зм. |
Аркуш |
№ докум. |
Підпис |
Дата | ||
|
неподвижной части распределительной головки 12, к которым подведены источники вакуума и сжатого воздуха. При вращении барабана каждая ячейка проходит несколько зон (I–IV). Зона I – зона фильтрования и подсушивания осадка; где ячейки соединяются с линией вакуума. Благодаря возникающему перепаду, давления фильтрат проходит через фильтровальную ткань 3, сетку 2 и перфорацию барабана 1 внутрь ячейки и по трубе 10 выводится из аппарата. На наружной поверхности фильтровальной ткани формируется осадок 4. При выходе ячеек из суспензии осадок частично подсушивается. Зона II – зона промывки осадка и его сушки, где ячейки соединены с линией вакуума. С помощью устройства 8 подается промывная жидкость, которая проходит через осадок и по трубам 10 выводится из аппарата. На участке этой зоны, где промывная жидкость не поступает, осадок высушивается. Зона III – зона съема осадка, здесь ячейки соединены с линией сжатого воздуха для распыления осадка, что облегчает его удаление. Затем с помощью ножа 5 осадок отделяется от поверхности ткани. Зона IV – зона регенерации фильтровальной перегородки, которая продувается сжатым воздухом от оставшихся на ней твердых частиц. В корыте 6 для суспензии происходит осаждение твердых частиц под действием силы тяжести, причем в направлении обратном движению фильтрата. В связи с этим возникает необходимость перемешивания суспензий, для чего используют мешалку 7. Ячейки при вращении барабана проходят так, называемые «мертвые» зоны в которых они оказываются отсоединенными от источников, как вакуума, так и сжатого газа. Весь цикл операций повторяется. Таким образом, на каждом участке поверхности фильтра все операции происходят последовательно одна за другой, но участки работают независимо, поэтому в целом все операции происходят одновременно, и процесс протекает непрерывно.
| ||||||
ДНУ. ХВ-10-3 |
Арк.. | |||||
22 | ||||||
Зм. |
Аркуш |
№ докум. |
Підпис |
Дата | ||
|
Спеціальна частина
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ДНУ. ХВ-10-3 |
Арк.. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
23 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Зм. |
Аркуш |
№ докум. |
Підпис |
Дата | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||