Чертеж барабанного вакуум-фильтр с наружной фильтрующей повержностью

Зона I является зоной фильтрования, а также подсушки осадка. В этой зоне ячейки соединяются с линией вакуума. По действием перепада давления фильтрат проходить через фильтровальную ткань, перфорацию барабана и сетку в середину ячейки. После этого фильтрат по трубе выводится из аппарата. При этом на наружной поверхности ткани происходит формирование осадка. Когда ячейки выходят из суспензии, осадок частично подсушивается.

Зона II – зона, в которой проходит промывка осадка и его сушка. В этой зоне ячейки соединины с линией вакуума. Устройство подает промывную жидкость, проходящую через осадок, а после этого по трубам выводится из аппарата. В тех местах, где жидкость не поступает, осадок высушивается.

Зона III является зоной съема осадка. В этой зоне ячейки соединяются с линией сжатого воздуха для разрыхления осадока и облегчения его удаления. После этого при помощи ножа осадок снимается с поверхности ткани.

Зона IV – зона, в которой происходит регенерация фильтровальной перегородки при помощи продувки сжатым воздухом, что освобождает ее от твердых частиц, которые остались на перегородке после предыдущих стадий.

После окончания всех этапов цикл повторяется. На всех участках фильтра операции происходят последовательно, но участки работают вне зависимости друг от друга. Таким образом, процесс фильтрации протекает непрерывно. В процессе вращения барабана ячейки проходят мертвые зоны, где они отсоединены от источника вакуума и сжатого газа.

В корыте для суспензии происходит процесс осаждения твердых частиц под действием силы тяжести. При этом процесс происходит в направлении противоположном направлению движения фильтрата. Из-за этого возникает необходимость перемешивать суспензии мешалкой.

В качестве исходных данных для расчета фильтра используется необходимая производительность по фильтрату, а также массовая концентрация твердых веществ в суспензии и перепад давления при промывке и фильтровании. Помимо этого, в процессе экспериментов необходимо определить такие константы фильтрования, как влажность осадка после фильтрации, удельное сопротивление осадка и фильтровальной перегородки, продолжительность процесса сушки осадка и высоту слоя осадка. Данные исследования проводятся на лабораторной ячейке.

Расчет барабанных вакуумных фильтров

Перед тем как проводить расчет на основании разбивки фильтра на технические зоны, необходимо задать значения углов сектора предварительной сушки осадка, мертвых зон, зон съема осадка, а также регенерации фильтровальной перегородки.

Продолжительность полного цикла фильтра равна величине, обратной частоте вращения барабана:

τ_ц = 1/n

А для вычисления общей поверхности фильтрования используется формула:

В процессе вращения барабана ячейки проходят мертвые зоны, где они отсоединены от источника вакуума и сжатого газа.

F_об = (Q·τ_ц)/(υ_фуд·K_п)

в которой V_об является заданной производительностью по фильтрату (в м³/с),

К_п – это поправочный коэффициент, учитывающий необходимость увеличения поверхности фильтрования из-за того, что увеличивается сопротивляемость перегородки при многократном использовании (К_n=0,8), Ѵ_фуд является удельным объемом фильтрата, который находится по формуле:

υ_фуд = h_ос / x₀

где h_ос – высота слоя осадка на фильтре, м; x₀ – отношение объема осадка на фильтре к объему образующегося фильтрата.

После того, как было найдено значение F_об, выбирают типоразмер фильтра из каталога, а также определяют количество фильтров, которое будет необходимо для поддержания нужной производительности.

После этого необходимо проверить пригодность выбранного фильтра. Чтобы это сделать, устанавливают соответствие частоты вращения барабана диапазону частот, который указан в каталоге. Помимо этого, сравниваются рассчитанные и стандартные углы сектора фильтрования. В том случае, если частота больше той, которая указана в диапазоне частот, или если угол фильтрования больше, чем стандартный, необходимо повторить расчеты, задав другую высоту слоя осадка.

После этого проводится уточненный расчет фильтра. Распределение технических зон определяют по каталогу. А частоту вращения барабана берут наименьшую из тех, которые были вычислены по формулам:

n₁ = φ_ф / (360·τ_ф)

n₂ = (φ_пр+φ_с2) / (360·(τ_пр+τ_с2))

Где φ_ф, φ_пр, φ_с2 – углы секторов фильтрации, промывки и сушки; τ_ф, τ_пр, τ_с2 – продолжительность фильтрования, промывки и сушки.