Мешочные фильтры

Основное уравнение фильтрования

Фильтрование суспензии

Фильтрование газов

Осуществляется путём закупоривания пор: теоретический процесс не описывается, поэтому расчёты производятся на основе экспериментальных данных.

Различают фильтры для очистки газов:

а) с гибкими пористыми перегородками из природных, синтетических и минеральных материалов (тканевые перегородки), нетканые материалы (войлок), металлоткани;

б) с полужёсткими пористыми – слои волокон – металлические сетки;

в) с жёсткими перегородками – керамика, пластмассы, метало порошки и т.д.;

г) с зернистыми перегородками – уголь, кокс, гравий, песок.

Выбор ФП и конструкции фильтра определяется размером и формой частиц твёрдой фазы, температурой газа, его химическими свойствами, требованию и гидравлическому сопротивлению.

Для фильтрации газов в основном используются гибкие ФП.

Р₁

1

2

3

Р₂

фильтрат

Параметры - перепад давлений

Разновидности:

- так растёт сопротивление осадка; (пример вакуум или давление сверху);

(поршневой насос);

(центробежный насос);

(промывка осадка).

Фильтрование сопровождается осаждением, что усложняет процесс.

Стадии:

1) фильтрация;

2) отмывка осадка и сушка;

3) регенерация фильтра.

Осадки бывают сжимаемые и несжимаемые.

Сжимаемость – уменьшение пористости осадка под действием сил тяжести.

Q_Ф – зависят от свойств фильтрованной перегородки.

Для улучшения фильтрования желательно на перегородки тонкий слой осадка.

Материалы: стекловолокно, х/б, керамика и т.п.

Скорость процесса:

,

где S – площадь фильтрования, м²;

V – объём фильтрата, м³;

- время фильтрации, с.

Фильтрование протекает при низких скоростях, то есть при ламинарном режиме.

В каждый момент:

,

где R_OC,; R_ФП – гидравлическое сопротивление осадка и перегородки;

R_ФП = const

- вязкость жидкости;

R_ФП = const

Для интегрирования необходимо представить

R_OC = f (V_OC)

V_OC = х₀*V_фильтр

где х – коэффициент, зависящий от концентрации твёрдой фазы

h_oc * S = x₀*V,

где h_oc – высота осадка

R_OC = r₀ * h_OC,

где r₀ – удельное объёмное сопротивление слоя осадка 1/м² то есть сопротивление осадка, оказываемое потоку жидкой фазы слоем осадка толщиной 1м.

Тогда

Отсюда получаем основное уравнение фильтрования

Решим для различных случаев

1. Фильтры периодического действия состоят из фильтрующих элементов представляющие собой тканевые мешки (листы) натянутые на металлический каркасы.

суспензия

фильтрат

осадок

1) фильтрация - рамы неподвижны;

2) промывка - рамы неподвижны;

3) регенерация - рамы вращаются;

4) выгрузка осадка.

Достоинства:

1) Небольшая металлоёмкость;

2) Просты в автоматизации;

Недостатки:

1) Периодичность действия;

2) Сложность эксплуатации.

2. Фильтры непрерывного действия.

Происходит непрерывное чередование: фильтрации, промывки и просушки осадка, разгрузки осадка, регенерация ткани.

Распределительная головка

Д

В

В

Классификация:

По форме фильтрующей поверхности:

- барабанные;

- ленточные;

- дисковые;

По способу создания:

- под давлением;

- под вакуумом;

По расположению фильтрующей поверхности относительно суспензии:

- внутренняя;

- наружная;

Преимущества:

- непрерывность работы (как следствие – сокращение времени работы);

- высокая производительность;

- простота эксплуатации и автоматизации;

Недостатки:

- сложность конструкции;

- установка вспомогательного оборудования;

- высокий удельный расход энергии.