История развития науки о процессах и аппаратах

Рис. 20.5. Автоматический камерный фильтр-пресс:
а — схема фильтра: 1 — шланг резиновый уплотняющий; 2 — опорная щелевидная плита; 3 — фильтрующая ткань; 4— нож для съема осадка; 5— нож подчистки; 6— камера регенерации; 7— поддон; 8— камера для чистого фильтрата; 9— камера для суспензии; б— уплотняющие шланги: 1 — опорная плита; 2—шланг; 3 — ткань; 4 — опорная щелевидная плита.
Основные положения

1. Фильтрование — это разделение неоднородной системы с твердой дисперсной фазой (суспензии), основанное на задержании твердых частиц пористой перегородкой.

2. Различают шламовое и закупорочное фильтрование. Шламовое реализуется в случае маловязких жидкостей, содержащих большое количество взвешенных частиц. В этом случае слой шлама на поверхности фильтрующего материала быстро нарастает. Закупорочное фильтрование реализуется при малом размере частиц и их небольшом количестве. В связи с малым количеством частиц шлам на поверхности фильтрующего материала не образуется в течение длительного времени. В этом случае единственно эффективным является задерживание частиц внутри пор фильтрующего материала.
3. Закономерности фильтрования выявляются на основании анализа течения жидкости через фильтр. Эти закономерности, изучаемые рядом авторов (Стоке, Пуазейль, Дарси, Эргун и др.), несколько различаются.
4. Для осадков, сопротивление которых растет с увеличением перепада давлений Ар, т. е. для сжимаемых осадков, коэффициенты сопротивления Дарси зависят от Ар и увеличиваются с его ростом.
6. Для закупорочного фильтрования важен выбор фильтрующе­го материала. Материал должен иметь такие поперечные размеры пор, которые согласуются с размерами задерживаемых частиц. Важен также правильный выбор объемов фильтрующего материала, занятых соответствующими порами.
7. Повышение давления со стороны фильтруемой суспензии сжимает частицы осадка. В результате расход фильтрата уменьшается вплоть до нуля. При воздействии вакуума со стороны фильтрата деформация сжатия частиц заменяется деформацией растяжения. В результате поры осадка в процессе фильтрования не закрываются и расход фильтрата не уменьшается. Эта особенность сжимаемых осадков определяет большую производительность вакуумных фильтров.
8. В расчетах фильтрования используют эмпирические данные, связывающие количество осадка, отложившегося на фильтре G, с временем т.
9. Для фильтрования пищевых суспензий применяют большое число фильтров, классифицируемых по признакам: непрерывности действия; создания перепада давлений путем его повышения или посредством вакуумирования; использования насосов; конструктивным особенностям и др.
10. К фильтровальным аппаратам относятся песочные фильтры, фильтровальные чаны, фильтры-прессы, барабанные фильтры, работающие под давлением или под вакуумом, дисковые и ленточные вакуум-фильтры, ультрафильтрационные аппараты.
11. К аппаратам для центробежного фильтрования относятся фильтрующая центрифуга, центрифуги с центробежной разгрузкой и с выгрузкой осадка пульсирующим поршнем.