Вакуумный фильтр для раствора. Вакуумные фильтры непрерывного действия

Для фильтрования под вакуумом применяются, чаще всего, воронки Бюхнера и Шотта.

Ее особенность в том, что внутри установлена пластина, похожая на дуршлаг - с отверстиями. На эту пластину предполагается укладывать фильтровальную бумагу. Чаша воронки имеет цилиндрическую форму.

Для фильтрации под вакуумом воронка Бюхнера вставляется в резиновую пробку, которой герметично закрывается сосуд-приемник. Приемный сосуд, в свою очередь, подсоединяется к водоструйному насосу или линии вакуума. При использовании водоструйного насоса, который внезапно может отключиться (вода пропала), рекомендуется между колбой-приемником и водоструйным насосом ставить промежуточный сосуд. Этот сосуд защитит приемник от засасывания воды при остановке насоса.

Воронка лабораторная Бюхнера изготавливается из фарфора и покрывается глазурью со всех сторон, исключая верхнюю кромку. Фарфор - термостойкий и химически стойкий, прочный материал, поэтому воронка подходит для фильтрования химически агрессивных жидкостей (кроме плавиковой кислоты), горячих растворов и расплавов с температурой до +600 °С.

Промышленность выпускает воронки разного диаметра. В российской классификации воронки Бюхнера различаются по номеру (от одного до шести), чем больше номер, тем больше диаметр воронки (от 65 до 215 мм). Соответственно, воронка с большим номером выше, в ней больше отверстий и сами отверстия увеличиваются от 1,25 мм до 3 мм.

Скорость фильтрования зависит как от степени разреженности воздуха, так и от диаметра воронки - чем она больше, тем быстрее происходит фильтрация.

Ее особенность в том, что внутрь впаяна пористая пластина-фильтр, изготовленная из спеченной стеклянной крошки. Этот тип воронки не нуждается в дополнительном бумажном фильтре, что резко расширяет список веществ, которые можно через нее фильтровать. Например, с ее помощью можно очищать кислоты и щелочи, растворяющие бумагу, от механических примесей.

Воронка лабораторная Шотта, так же, как и воронка Бюхнера, особенно востребована для фильтрационных работ при пониженном давлении. Выполняется из прочного и термостойкого стекла, чаще всего боросиликатного, закаленного.

Конструкционно воронки Шотта подразделяются на:
- без шлифа, с чашей в виде конуса;
- без шлифа с чашей в виде цилиндра;
- со шлифом на сливной трубке;
- со шлифом и отводом на сливной трубке (к отводу подключается водоструйный насос или линия вакуума).

Воронки без шлифа вставляются в сосуд-приемник через резиновую пробку. Для фильтрации при пониженном давлении следует использовать приемный сосуд с отводом, отлично для этого подходит колба Бунзена.

Воронки Шотта классифицируют по номеру. Чем больше номер, тем больше в фильтре отверстий и тем они меньше. Российский ГОСТ предусматривает указание пористости фильтра, например, ПОР 1,6 означает, что максимальный размер пор составляет 1,6 мкм. По европейской классификации пористость аналогичной воронки обозначается S4.

Скорость фильтрования зависит от пористости фильтра, диаметра воронки и уровня разрежения в сосуде-приемнике.

Воронки Бюхнера и Шотта очищают химическим способом.

В нашем магазине можно купить воронки Бюхнера и Шотта разных диаметров, колбы Бунзена , различную лабораторную посуду, пробки. На весь ассортимент доступные цены, а выбор помогут сделать опытные менеджеры.

Завод емкостного оборудования производит разные типы вакуумных фильтров:

• Ленточный вакуумный фильтр
• Дисковой вакуумный фильтр
• Барабанный вакуумный фильтр

Ленточный вакуумный фильтр

В данном типе фильтров фильтрация осуществляется под вакуумом в режиме непрерывного действия. В ленточном вакуум-фильтре направление действия силы тяжести и движение фильтрата совпадают.

Приводной и натяжной барабаны перемещают резиновую перфорированную ленту по замкнутому контуру. Ролики прижимают фильтровальную перегородку, состоящую из ткани, на которую подается суспензия.

Из-за разности давления фильтрат перемещается в камеры с вакуумом расположенные под лентой. После чего направляется на вывод из аппарата.

Из форсунок подается жидкость, которая смывает с фильтрованной ткани образующийся осадок, затем она отсасывается в другие камеры с вакуумом и выводится наружу.

Осадок, подсушенный с помощью вакуума, отделяется от ткани при перегибе ленты через валик, и далее сбрасывается в бункер. Фильтрованная ткань очищается механическим способом, с помощью щеток, промывкой и пропариванием на обратном пути между роликами.

Достоинства ленточных вакуум-фильтров

• простота устройства,
• отсутствие распределительной головки,
• возможность обезвоживания осадка
• благоприятные условия промывки.
• могут применяться для работы с труднофильтруемыми суспензиями.

Дисковой вакуумный фильтр

В данном типе вакуумного фильтра используется пористая перегородка. В процессе фильтрации слой твердых частиц скапливается с одной стороны перегородки, а фильтрат проходит на другую ее сторону.

Это происходит за счет разницы давления по разным сторонам перегородки, что обеспечивается нагревом массы суспензии насосами, давлением газа и вакуумом с обратной стороны перегородки.

Дисковые вакуум-фильтры работают на основе вращающихся дисков (или барабанов), которые разделяют суспензии с примерно одинаковыми по размеру частицами твердой фазы с умеренной скоростью их осаждения.

Условия использования дисковых вакуумных фильтров:

• слой осадка должен образовываться за короткое время (не более 3-х минут)
• толщина слоя осадка не менее 8 миллиметров.
• самые крупные частицы твердой фазы должны составлять минимум 20 процентов от ее общего количества,
• скорость осаждения крупных частиц - не более 18 миллиметров в секунду.
• суспензия должна быть абсолютно безопасной
• жидкая фаза суспензии в вакуумной среде не должна кристаллизоваться.
• не допускаются к вакуумной фильтрации легколетучие, огне- и взрывоопасные, ядосодержащие суспензии.

Данный тип вакуумных фильтров применяется главным образом в металлургической, угольной и рудной промышленностях.

Барабанный вакуумный фильтр

Барабанные вакуумные фильтры чаще всего используются в химической промышленности, у которых фильтровальная поверхность располагается снаружи. Они просты в эксплуатации, имеют хорошую скорость фильтрации и обрабатывают различные виды и составы суспезий.

Барабанный вакуум-фильтр является вращающимся цилиндрическим перфорированным барабаном, который покрыт металлической сеткой, покрытой фильтровальной тканью.

Зона I - зона фильтрования и подсушки осадка.

Зона II – зона промывки осадка и его сушка.

Зона III - зона съема осадка.

Зона IV – зона регенерация фильтровальной перегородки

Обеспечивается непрерывность процесса фильтрации за счет повторения всех циклов и последовательности работы участков, хотя они функционируют независимо друг от друга.

Пример нашего вакуум-фильтра

вакуум-фильтра ленточного, площадь фильтрации 42 м² :

Объем поставки:

В фильтре периодического действия продолжительность отдельных операций может быть изменена. В фильтре непрерывного действия последовательность и продолжительность отдельных операций определяются конструкцией и размерами аппарата. Фильтры непрерывного действия пред назначены обычно для определенного продукта. Свойства подводимой суспензии должны оставаться неизменными.

Вакуумные фильтры непрерывного действия обычного типа могут нормально работать лишь при такой концентрации суспензии, которая обеспечивает накопление на фильтрующей поверхности слоя осадка достаточной толщины. При относительно малом содержании в суспензии взвешенных часта необходимо предварительно удалить из нее часть жидкости (в сгустителем Аппараты периодического действия на период чистки выключают из работы, В аппаратах непрерывного действия, имеющих вид барабана или бесконечной ленты, последовательно производятся наполнение, фильтрация, промывка осадка и регенерация фильтрующей ткани. Несмотря на значительный вакуум, в некоторых случаях не достигаете заданная влажность готового материала требуется дополнительная сушка в этом же аппарате.

Барабанный вакуумный фильтр с наружной фильтрующей поверхностью (рис. 132) применяют в промышленности по сравнения с вращающимися фильтрами других конструкций. Фильтр имеет высокую производительность. Он работает следующим образом. На горизонтальном валу насажен вращающийся барабан 1, состоящий из двух дисков, соединенных по окружности планками. На планки натянута металлическая сетка и сверх сетки - фильтрующая ткань.1 В радиальных плоскостях барабана установлены перегородки, разделяющие внутреннюю полость барабана на изолированные отсеки. Обычно имеется от 12 до 24 отсев ков. Каждый отсек специальной трубкой соединен с золотниковым механизмом распределительной головки 2. При вращении барабана давление внутри данного отсека меняется в зависимости от того, с какой частью распределительной головки он соединяется. Барабан погружен в резервуар с с фильтруемой жидкостью примерно на 1/3 высоты.

Рассмотрим процесс в одном отсеке. Вначале в нем создается вакуум и жидкость засасывается внутрь отсека (зона фильтрации I). После того как отсек выходит из фильтруемой жидкости, в него засасывается воздух для просушивания осадка (зона просушивания II). Если требуется промывка, то после этого подводится промывная вода (зона промывки IV). Затем внутри отсека создают избыточное давление, и воздух проходит сквозь слой осадка - на фильтрующей ткани (зона отдувки VI). После этого осадок срезается ножом с фильтрующей ткани, а оставшаяся после срезания пленка осадка удаляется при продувке фильтра сжатым воздухом (зона продувки VIII). Затем цикл повторяется. Нож для съема осадка не соприкасается с поверхностью барабана - он является лишь направляющей плоскостью. III, V, VII и IX - мертвые зоны, препятствующие сообщению между собой рабочих зон.

Отсос воздуха из барабана, подача сжатого воздуха в барабан, откачка отфильтрованной жидкости производятся через трубы, соединенные с золотниковым механизмом. Таким образом, за один оборот барабана непрерывно автоматически чередуются циклы работы фильтра - фильтрование, промывка, сушка и разгрузка.

Максимальная производительность достигается при наибольшем погружении барабана (-40% поверхности); размеры поверхности фильтрации таких аппаратов меняются от 0,25 до 85 м 2 . Барабаны диаметром более 3,7 м обычно не применяют. Толщина слоя осадка в барабанных вакуумных фильтрах непрерывного действия поддерживается 20-40 мм, а при трудно фильтруемых осадках достигает всего 5-10 мм. Толщина слоя осадка зависит от частоты вращения барабана, которая может изменяться от 0,1 до 1,5 об/мин.

влажность осадка редко бывает ниже 10 %, чаще 30 % и более. Пар и газы из верхней части аппарата отводятся в конденсатор. Если высота помещения позволяет установить барометрическую трубу высотой -10,5 м, то вакуумный насос соединяют непосредственно с аппаратом, что устраняет необходимость установки конденсатора. Расход энергии на вращение фильтра составляет от 0,4 до 4 кВт.

На рис. 133 показан фильтр фирмы Краусс-Маффей-Империал (ФРГ). Такие фильтры выпускают 22 типоразмеров с поверхностью фильтрации от 0,25до 60 м2. Габаритные размеры фильтра приведены в табл. 34 и на рис. 134.

Фильтры изготовляют из гуммированной или специальной стали. Прокладки между ячейками заменяются быстро; их можно изготовить из стали, эбонита, поливинилхлорида, полиэтилена независимо от материала самого барабана. Фильтры имеют шесть различных систем для съема уплотненного осадка, выбираемых в зависимости от характера продукта. Это съем шнуровой, цепной, вальцовый, ножевой с отдачей и без отдачи, шаберный с предварительным фильтром и съем со сходящим фильтровальным полотном. Фильтр снабжен маятниковой мешалкой.

Барабанный вакуумный фильтр с наружной фильтрующей поверхностью принадлежит к типу фильтров, в которых направление движения фильтрата и действие силы тяжести противоположны. Это заставляет принимать меры, препятствующие оседанию частиц или замедляющие его. Для взмучивания твердой суспензии со дна корыта вакуумного фильтра и равномерного распределения ее в перемешиваемом объеме чаще всего применяют качающуюся.мешалку. Можно также повысить концентрацию суспензии, вследствие чего увеличивается вязкость и скорость,оседания твердых частиц уменьшается.

На рис. 135 показан герметизированный барабанный вакуумный фильтр конструкции НИИХИММАШа (поверхность 75 ма). Он предназначен для улавливания взвеси парафина и церезина из масла при температуре -32° С. Применение крупных фильтров уменьшает металлоемкость оборудования на единицу фильтрующей поверхности на 20%, производственную площадь - на 15% и почти в 2 раза сокращает количество обслуживающего персонала.

Характеристики барабанных ячейковых вакуумных фильтров отечественного производства с наружной фильтрующей поверхностью приведены в табл. 35. Фильтры предназначены для разделения твердой и жидкой фаз суспензии со следующими характеристиками: структура твердой фазы - кристаллическая или аморфная (в основной структуре допускается малое количество коллоидных частиц); концентрация суспензии 5-40%; плотность твердой фазы 1-3; температура суспензии не выше 90° С; реакция i нейтральная либо слабощелочная.

Если фильтруемость продукта очень высокая, например при наличии крупных кристаллов или песка, то нецелесообразно применять барабанный вакуумный фильтр, так как здесь трудно обеспечить равномерное прилипание материала к фильтрующей поверхности. В этих случаях целесообразно при-] менять непрерывные ленточные или тарельчатые фильтры. В случае, если! необходимо несколько промывок из-за сильного прилипания, целесообразно! применить ленточный фильтр. Когда суспензия содержит мало взвешенных! частиц или твердые вещества создают опасность забивания фильтрующего! материала, целесообразно использовать фильтр с намывным слоем.

Таблица 35

Фильтры со шнуровым съемом осадка могут работать при очень малой толщине отфильтрованного слоя (3 мм). При этом в большинстве случаев осадок можно удалять без отдувки сжатым воздухом. Ячейковый шнуровой фильтр (корд-фильтр) имеет по окружности барабана желоба с входящими в них бесконечными толстыми шнурами, образующими фильтрующую основу. Осадок отлагается непосредственно на шнурах, вместе с ними сходит с поверхности барабана и окончательно удаляется при перегибе шнуров на валике небольшого диаметра (рис. 136).

Фирмой Филипп (Франция) предложен метод съема осадка пучком шнуров для тонкого слоя отфильтрованного материала. Особенностью конструкции является применение одного бесконечного шнура, благодаря чему уменьшается возможность износа в местах соединения шнуров. В случае разрыва шнура аппарат автоматически останавливается. Исправление производится достаточно быстро, так что не возникает опасности смешивания суспензии с отфильтрованной жидкостью. Схема такого устройства для удаления осадка приведена на ри с. 137.

Применяют также барабанные вакуумньх. фильтры с ленточным съемом осадка (фирмы Ведаг, ФРГ; Эймко, США и др.). Фильтровальная ткань в зоне съема сходит с барабана на систему роликов, где осадок сбрасывается с ткани, а лента после этого промывается. Стоимость фильтров повышается примерно на 20%, но зато качество фильтрации значительно улучшается. На рис. 138 показана схема устройства фирмы Филипп (Франция), в котором над тканью, закрепленной на барабане фильтра, находится вторая ткань, значительно более тонкая и оказывающая небольшое сопротивление. На этой ткани осадок собирается и уносится наружу. Ткань отделяется от барабана в месте, где находится ролик, и возвращается на барабан, направляемая другим роликом, где снова погружается в ванну с суспензией. Перед погружением в ванну сетка очищается водой, подаваемой через трубчатую форсунку.

С каждой стороны выходящей ткани прикреплен шнур для придания жесткости материалу. Если ширина стола большая, то перемещением ленты управляют с помощью фотоэлементов, соединенных с сервомотором.

Роликовый (или вальцевый) съем осадка применяют в случае, если осадок сильно забивает материал. Ролик изготовляют из шлифованного металла (см. рис. 136, III). Твердые вещества, прилипающие к нему, удаляются лезвием, край которого изготовлен из резины или пластмассы. На рис. 136, II показана схема наиболее простого способа удаления осадка скребком, обычно металлическим, нож которого расположен параллельно образующей барабана. Такой съем рекомендуется при большой толщине слоя осадка.

Для улучшения условий стока фильтрата, а также устранения возможности проникновения воздуха через неплотности созданы конструкции вакуумных фильтров без центрального золотника. Эти фильтры применяют в целлюлозно-бумажной промышленности. Они подходят для суспензий с большим содержанием жидкой фазы и осадком, легко снимающимся с поверхности фильтрата и не замазывающим его пор.

Для быстрофильтруемых суспензий применяют однокамерные или безъячейковые вакуумные фильтры с фильтрующей поверхностью от 0,1 до 10 м 2 . На поверхности барабана безъячейкового фильтра сделаны рифления, которые через небольшие отверстия сообщаются с внутренней полостью барабана. На внутренней поверхности барабана, напротив отверстий, имеются кольцеобразные приливы, образующие поверхность контакта между барабаном и камерами отдувки. Камеры отдувки, число которых определяется числом кольцеобразных приливов, укреплены на полом валу, опирающемся на станину фильтра.

Мембрана для уплотнения между камерой отдувки и контактирующей поверхностью барабана при подаче воздуха в камеру прогибается и передает усилие на эластичную прокладку. Для подвода воздуха жидкости в крышке камеры и в эластичной прокладке предусмотрены специальные отверстия. Фильтрат отсасывается через вал барабана. Для разделения фильтрата и отдувочного воздуха в полом валу установлена перегородка. Другим конструктивным решением этого фильтра является применение башмака с узкими продольными щелями,скользящего по внутренней поверхности барабана. Башмак отсекает вакуумное пространство от секций барабана, в которых происходит съем осадка, подводит воздух продувки осадка и изменяет степень погружения барабана в суспензию, док обычно снимается сжатым воздухом; иногда применяют пульсирующую подачу воздуха, вызывающую колебания фильтровальной ткани.

В конструкции безъячейкового фильтра Ротафильтр фирмы Филипп Франция) предусмотрена возможность замены трущегося элемента.

Благодаря этому отпадает необходимость шлифовки внутренней части барабана и уменьшается износ. Фильтр показан на рис. 139. Схема процесса продувки при помощи трех роликов, покрытых слоем резины или пластмассы, приведена на рис. 140.

Бункерный барабанный фильтр разделен на секции, имеющие бортики высотой 15 см или более. Суспензию подают в бункер при его верхнем положении на барабане. После этого в течение некоторого времени осадок осаждается в бункере. Затем секция подключается к вакуумному пространству для окончательного обезвоживания и сушки. При нижнем положении бункера секция отсоединяется от вакуума и осадок падает. Такие фильтры обычно применяют для грубых осадков. Поверхность фильтрации от 1,0 до 30 м 2 . Применяют также барабанный вакуумный фильтр с верхним питанием. Здесь нет корыта для суспензии, а есть распределительный короб в верхней части. Осадок на фильтре продувается горячим воздухом. Такие фильтры-сушилки изготовляют с поверхностью от 0,8 до 9,4 м 2 . Одна из разновидностей фильтра с верхним питанием - двухбарабанный вакуумный фильтр. Барабаны фильтра вращаются в противоположных направлениях с одинаковой скоростью. Недостаток фильтра - малая рабочая поверхность; достоинство - благоприятные условия для отложения, промывки и просушки осадка.

Особенность работы фильтра в том, что до начала фильтрации на рабочую поверхность наносится слой вспомогательного фильтрующего вещества, так называемый намывной слой (обычно диатомит или древесная мука). В зависимости от фильтруемого продукта и качества вспомогательного фильтрующего вещества толщина намывного слоя осадка составляет от 25 до 75 мм. Намывной слой наносят следующим образом. Суспензия материала, из которого образуется намывной слой, профильтровывается через вакуумный фильтр определенными порциями, причем фильтрация чередуется с просушкой образовавшегося слоя. При таком способе нанесения слой древесной муки получается плотным и не сжимается при дальнейшей работе. Время нанесения фильтрующего слоя от 0,5 до 2 ч.

При работе фильтра осадок снимается при помощи поступательно перемещающегося ножа с микрометрической подачей, причем вместе с осадком снимается тонкий слой вспомогательного вещества. Такой процесс можно применять только в том случае, если остающийся на фильтре продукт не нужен, а важен только фильтрат. В некоторых случаях, напротив, снимают верхний слой продукта, оставляя часть его на фильтре вместе с вспомогательным веществом. В этом случае наносят очень тонкий вспомогательный слой. Такой процесс предохраняет фильтрующую ткань от быстрого забивания, например, при извлечении дрожжей из питательной среды и приготовлении некоторых антибиотиков.

Далее рассмотрим только фильтр первого типа, где вместе с осадком снимется слой вспомогательного вещества. Такой фильтр работает от 8 ч до 10 дней, после чего снова наносят намывной слой. Применяют его для сильно разбавленных суспензий, содержащих небольшое количество взвесей и не образующих слоя осадка, толщина которого достаточна для нормальной работы фильтра непрерывного действия обычного типа.

Он также предназначен для Фильтрации коллоидальных и липких веществ, быстро забивающих поры ткани. Облагороженный диатомит и древесную муку применяют потому, что они являются сильно пористыми веществами. При герметизации аппарата в нем возможна обработка физиологически вредных растворов.

Нож с микрометрической подачей (рис. 141) имеет острую режущую кромку и при каждом обороте барабана фильтра приближается к его поверхности на расстояние 0,05-0,1 мм (при работе с диатомитом). При работе с древесной мукой эти значения несколько выше.

На рис. 142 приведена схема фильтра с намывным слоем. Фильтр состоит из горизонтального барабана, погруженного в жидкую суспензию на глубину от 30 до 50%. Вакуум у поверхности барабана создают с помощью внутренних трубок, проходящих через цапфу барабана и через клапан на одном конце фильтра. Через клапан фильтрат проходит в ресивер, где жидкость отделяется от воздуха или другого газа, причем жидкость обычно откачивается центробежным насосом, а газ - вакуумным насосом, а если необходимо, то и конденсатором.

Лезвие ножа снимает слой до тех пор, пока расстояние между поверхностью барабана и ножом не достигает (3-3,2 мм. После этого барабан очищают и вновь покрывают слоем диатомита толщиной от 50 до 100 мм. Такая схема применена фирмой Джонс Манвиль Селит Дивижн (США).

Основными преимуществами барабанных вакуумных фильтров, работающих с намывным слоем, являются:

постоянное обновление фильтрующей поверхности перед погружением в суспензию, благодаря чему скорость фильтрации не только не снижается, но и может возрастать по мере среза осадка;

высокое качество фильтрата;

возможность работы без подачи сжатого воздуха во время фильтрации и связанное с этим уменьшение расхода энергии; уменьшение расхода фильтровальной ткани благодаря работе без отдувки и наличию защитного слоя вспомогательного фильтрующего вещества.

Следует также отметить, что глубину среза осадка выбирают с расчетом обеспечения постоянной скорости фильтрации в течение всего периода работы Снижение скорости указывает на то, что поверхность фильтрующего слоя очищается недостаточно и следует увеличить глубину среза. Возрастание скорости характерно для излишней глубины среза, которая сокращает время работы нанесенного фильтрующего слоя. Наиболее приемлем срез глубиной, при которой средняя скорость фильтрации за период от одного до другого среза остается приблизительно постоянной.

В барабанном вакуумном фильтре наружной фильтрующей поверхностью наиболее крупные частицы суспензии расположены в нижней части резервуара, а на поверхности фильтра в первую очередь отлагаются мелкие частицы. Осадок из мелких частиц является очень плотным, затрудняет фильтрацию и тем самым уменьшает производительность фильтра. Во внутреннем вакуумном фильтре, наоборот, наиболее крупные частицы в первую очередь отлагаются на фильтровальной ткани, так как суспензия подается внутрь барабана, а вакуум создается в кольцевом пространстве по окружности барабана. Это пространство разделено перегородками на отдельные отсеки так же, как и в барабанном фильтре с наружной фильтрующей поверхностью. Рабочая сторона с фильтрующей тканью обращена внутрь барабана.

В Суспензия по трубе поступает внутрь барабана и располагается в его нижней части. При этом на фильтрующей поверхности в первую очередь осаждаются наиболее крупные частицы как более тяжелые, вследствие чего нет забивки пор ткани мелкими частицами. Снимаемый ножом осадок падает в помещенный внутри барабана ленточный или шнековый транспортер и удаляется через открытую торцовую часть барабана.

Барабанный вакуумный фильтр с внутренней поверхностью фильтрации рис. 143) предназначен для обезвоживания тяжелых суспензий с быстро исаждающейся твердой фазой, главным образом в производствах по обогаще-ьию руд черных и цветных металлов. Фильтр включает: вращающийся гори-рштальный барабан с 16 секциями, расположенными по внутреннему пери-ierpy и состоящими по длине из двух частей каждая (один конец барабана Впирается через бандаж на опорные ролики, другой - через цапфу барабана!аподшипник скольжения стойки); распределительную головку с цапфой природа фильтра; желобчатый ленточный транспортер для выгрузки осадка, расположенный внутри барабана и опирающийся через металлическую кон-I струкцию с одной стороны на стенку барабана, с другой-на внешнюю стойку. I Лента транспортера имеет самостоятельный привод. Труба для подачи и рас-I !ределения подлине барабана суспензии установлена внутри барабана с укло-I им и имеет отверстия с шиберами.

Фильтры такого типа предназначены для работы с быстрофильтрующи рея суспензиями и неприлипающими осадками. Установлены размеры фильтрующих поверхностей для каждого типа фильтра: 0,25; 1; 5; 10; 25; 40; 63 и 80 м 2 .

Вакуумный дисковый фильтр состоит из ряда дисков, насаженных на пустотелом валу и обтянутых фильтровальной тканью (рис. 144). Внутренняя полость каждого диска разделена на отдельные секторы аналогично барабанному фильтру. Частота вращения вала с дисками до Зоб/мин. Диски погружают в чан с суспензией на глубину -33%. Благодаря наличию вакуума во внутренней полости диска туда засасывается жидкость, а осадок остается на его наружной поверхности. Смена циклов та же, что и в барабанном фильтре. Когда осадок достигнет места выгрузки, ткань слегка надуется воздухом и осадок отделится от нее. По сравнению с барабаными эти фильтры имеют значительно более развитую поверхность фильтрации.

Дисковые вакуумные фильтры непрерывного действия имеют поверхность фильтрации до 85 м 2 ; разрабатываются также фильтры с поверхностью 150 и 200 м2. Они имеют некоторые преимущества по сравнению с барабанными вакуумными фильтрами: значительно меньший расход энергии; простота смены фильтрующей ткани и меньший расход ее (при повреждении ткань может быть заменена на одном лишь секторе, составляющем от 1/8 до 1/12 части окружности диска); компактность установки и более низкая стоимость аппарата.

Для улучшения условий отделения отфильтрованного осадка при отдувке и уменьшения износа фильтрующей ткани в некоторых случаях применяют вакуумный дисковый фильтр с выпуклыми секторами. Выпуклая форма секторов благоприятствует полной очистке фильтрующей поверхности, и кромки пластин для съема осадка могут отстоять от нее на расстоянии до 20 мм. Рабочая поверхность фильтров с выпуклыми секторами составляет от 10 до 80 м 2 .

В табл. 36 приведены основные типоразмеры отечественных дисковых фильтров для фильтрации жидкотекучих нейтральных, кислых и щелочных суспензий, у которых скорость осаждения частиц твердой фазы преобладающего класса крупности не превышает 18 мм/с. Дисковые вакуумные фильтры ДУ имеют детали из чугуна или углеродистых сталей; ДК - из кислотостойких сталей, неметаллических материалов и частично гуммированных материалов.

Недостатки дисковых вакуумных фильтров: малое время промывки; отсутствие мешалки в чане, из-за чего получается осадок высокой и неравномерной влажности. Однако иногда применяют дисковые фильтры с гребковыми мешалками, смонтированными в U-образном чане. Обычно изготовляют фильтры с 16 дисками диаметром от 1,2 до 3,7 м.

В вакуумном тарельчатом фильтре непрерывного действия горизонтальный диск насажен на вертикальном валу. Внутренняя полость диска раздев

Рис. 146. 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

лена 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 обезвоживания крупнозернистых тяжелых суспензий. Они очень удобны для фильтрации осадков, требующих тщательной промывки. На рис. 145 показан тарельчатый вакуумный фильтр (в разрезе).

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.

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 распределительная головка, соединенная в верхней вращающейся части с ковшами, а в нижней неподвижной части - с соответствующими коммуникациями. Суспензия и промывные жидкости заливаются в ковши с помощью специального устройства, расположенного над вращающейся кольцевой рамой с ковшами.

Ленточный фильтр состоит из ряда неподвижно расположенных вакуумных камер, вдоль которых передвигается конвейерная резиновая лента с вырезами. На ленту натянута фильтровальная ткань. По центру ленты предусмотрены дренажные отверстия. Пройдя последовательно все операции фильтрования, осадок снимается с ткани у конечного ролика. Ленточный фильтр имеет.те же преимущества, что и горизонтальные фильтры, в то же время холостой пробег здесь составляет более 50%. До начала процесса фильтрации ткань непрерывно промывается. Этот фильтр дороже других горизонтальных фильтров. Поверхность его обычно составляет юг 0,1 до 9 м 2 .

Схема ленточного фильтра фирмы Филипп (Франция) приведена на рис. 147. Резиновая конвейерная лента приводится в движение ведущим барашком 3. Ведущий барабан приводится от электродвигателя через редуктор вариатор скорости таким образом, что время полного цикла фильтрации составляет от 1 до 10 мин. Жидкость для фильтрации поступает через воронку распределяется в зоне между заслонами 6 и 7, где фильтрат отсасывается, образовавшийся на ленте осадок проходит под заслоном 7, который имеет тик из тонкой резиновой ленты. В следующих зонах (8 и 9) производится промывка водой. Перегородки в вакуумном пространстве 10 съемные.

Патрубки 11-14 соединены с ресиверами, в которых газ и жидкость разделяются под вакуумом. В конце хода ленты осадок обезвоживается и снимается около ведущего барабана. Ресиверы опорожняются с помощью барометрических конденсаторов или центробежных насосов.

Поверхность фильтрации таких фильтров до 30 м2, предусмотрен выпуск фильтров с поверхностью 60 м2. Фильтр показан на рис. 148.

Преимущества вакуумного ленточного фильтра непрерывного действия! в основном следующие. Фильтр прост по конструкции, так как в нем отсутсвует распределительная головка, а весь он может быть выполнен из антикоррозионных материалов.

Ни одна из частей фильтра не подвергается значительному износу, облегчен доступ ко всем частям фильтра. Производительность такого фильтра возрастает вследствие того, что в первую очередь отлагаются более крупные частицы и исчезает опасность забивания пор ткани мелкими частицами. Благодаря горизонтальному расположению поверхности можно также получать больший слой осадка (до 12 см). Этих преимуществ нет в фильтрах с наружной поверхностью фильтрации.

Важны также удобная промывка благодаря горизонтальному расположению аппарата, а также возможность промывки фильтровального полотна во время холостого хода. Такая промывка производится трубчатыми форсунками с соплами для подачи воды в направлении, обратном направлению фильтрации. Благодаря этому ткань меньше изнашивается и удлиняется срок ее службы. Замена фильтровального полотна здесь также не представляет затруднений.

Область применения ленточных фильтров та же, что и горизонтальных тарельчатых и карусельных, однако, по некоторым данным, производительность ленточного фильтра выше из-за большей скорости перемещения ленты.

Кальцинированной соды для отделения бикарбоната натрия от раствора были применены непрерывно действующие фильтры. Эти фильтры широко используются также в других отраслях химической технологии.

Фильтры непрерывного действия работали только под вакуумом. В последнее время появились конструкции таких фильтров, работающих под давлением.

Непрерывно действующие вакуум-фильтры представляют собой вращающиеся барабаны или диски, внутри которых при помощи вакуум - насоса создано разрежение; поверхность барабанов (или дисков) покрыта фильтрующей перегородкой. При вращении барабана часть его поверх­ности погружается в фильтруемую суспензию, фильтрат проходит через фильтрующую перегородку внутрь барабана, а осадок остается на ней. По мере вращения барабана осадок промывается и снимается с поверх­ности. Таким образом, за один оборот барабана происходит непрерыв­ное автоматическое чередование всех циклов работы фильтра-фильтро­вание, промывка, сушка и разгрузка.

$ Барабанные вакуум-фильтры с наружной фильтрующей поверх­ностью. Барабанный непрерывно действующий вакуум-фильтр с наруж­ной фильтрующей поверхностью (рис. 145) представляет собой полый барабан /, погруженный в резервуар с фильтруемой суспензией и вра­щающийся в ней. Барабан имеет перфо­рированную или рифленую поверхность и покрыт металлической сеткой, на кото­рую натянута фильтрующая ткань. Ба­рабан разделен на несколько разобщен­ных секторов (ячеек), сообщающихся че­рез каналы в полых цапфах с неподвиж­ной распределительной головкой 2, состо­ящей из нескольких камер. В отдельные камеры головки подведены трубопроводы вакуума или сжатого воздуха. На схеме патрубки 3 и 4 соединены с линией ваку­ума, а 5 и 6-с линией сжатого воздуха. Таким образом, весь барабан разделен на зоны, размещение и величина которых зависят от устройства камер головки.

Погружаясь при вращении в филь­труемую смесь, соответствующий сектор барабана сообщается с зоной фильтра­ции 1, ив этом секторе устанавливается

Вакуум. При этом фильтрат отсасывается через фильтрующую ткань внутрь сектора и отводится через распределительную головку и патру­бок 3. На фильтрующей поверхности образуется постоянно увеличива­ющийся слой осадка. ^

После выхода сектора из фильтруемой жидкости в него засасывается воздух, который просушивает осадок и вытесняет остаток фильтрата из

Пор осадка внутрь сектора (зона II-про­сушивание). Затем, если осадок требует промывки, по трубам 7 подводится вода, которая также просасывается через слой осадка внутрь сектора (зона IV-промыв­ки). Промывная вода может быть отве­дена либо вместе с фильтратом через пат­рубок 3, либо отдельно от него через пат­рубок 4. Далее, промытый и вновь под­сушенный осадок отдувается от фильтру­ющей поверхности сжатым воздухом, по­ступающим изнутри сектора (зона VI- отдувки).

^Для повышения плотности прилегания фильтрующей ткани к под­кладочной сетке при отдувании осадка, ткань обматывают проволокой с шагом между витками 40-50 мм\ концы проволоки укрепляют в боковых стенках барабана.

Осадок, отделившийся от ткани, легко снимается ножом, подве­денным к фильтрующей поверхности. После съема осадка ткань для ее регенерации вторично продувается воздухом (паром) или промывается водой, поступающими в сектор в зоне VIII-регенерации. После этого процесс начинается сначала.

«Мертвые» зоны III, V, VII и IX, расположенные между рабочими зонами I, II, IV, VI и VIII, препятствуют сообщению последних между собой в момент перехода сектора из одной зоны в другую.

Рис. 147. Барабанный вакуум-фильтр:

/-барабан; 2-цапфа; 3-распределительная „головка; 4-подшипники; 5-корыто; б-мешалка; 7-устройство для затирания трещин

*в осадке; 8-редуктор; 9-электродвигатель.

Важной деталью фильтра является распределительный золотнико­вый механизм, называемый распределительной головкой (рис. 146), при помощи которой осуществляется чередование циклов процесса фильтрации. Головка состоит из двух дисков-вращающегося 1 и неподвижного 2. Когда отверстия вращающегося диска находятся про­тив большой щели 3 неподвижного диска, секторы барабана соединяются с вакуум-насосом и отфильтрованная жидкость поступает в сборник фильтрата. При повороте барабана на некоторый угол отверстия по­движного диска совмещаются последовательно со щелями 4 и 5, соединен­ными со сборниками промывных вод, а затем отверстия 6 и 7 соединяют секторы барабана с трубопроводом сжатого воздуха для осушки осад­ка и очистки фильтрующей поверхности.

На рис. 147 показан барабанный вакуум-фильтр, основной частью которого является барабан 1 с полой цапфой 2. К цапфе прилегает распределительная головка 3, отверстия которой против ячеек в цапфе открывают доступ из секторов барабана в камеры головок. В корыте 5 фильтра установлена мешалка 6 для размешивания суспензии. Спе­циальное устройство 7 служит для затирания трещин, образующихся в слое осадка.

Поверхность фильтрации барабанных вакуум-фильтров обычно равна 5-40 м2.

Схема установки непрерывно действующего барабанного вакуум - фильтра показана на рис. 148. Вакуум-фильтр 1 соединен со сборниками 2 и 3, из которых один служит для приема фильтрата, а другой для про­мывных вод. Сборники соединены с барометрическим конденсатором 4, орошаемым холодной водой и соединенным в свою очередь с воздуш­ным вакуум-насосом. При работе вакуум-насоса во всей системе соз­дается разрежение, вследствие чего фильтрат проходит через фильтрую­щую перегородку и собирается в сборнике 2, из которого непрерывно или периодически перекачивается центробежным насосом 5 на дальней­шую переработку. Промывные воды откачираются из сборника 3 насосом 6. Пары и газы из верхней части сборника отводятся по трубе в барометри­ческий конденсатор. Для того чтобы предупредить попадание фильтрата в конденсатор (в случае, когда центробежный насос не успевает перека­чивать всей поступающей в сборник жидкости), на верху вакуум-сбор­ника устанавливают автоматический клапан 7, связанный с поплавками 8. После того как жидкость в сборнике достигает определенного уровня, поднимающийся вместе с жидкостью поплавок открывает клапан и сборник сообщается с атмосферой; при этом в него поступает воздух, вакуум падает, фильтрация замедляется и насос откачивает из сборника избыток жидкости. Когда уровень жидкости понижается, поплавок опу­скается вниз, вследствие чего сборник разобщается с атмосферой и вновь соединяется с барометрическим конденсатором.

Толщина слоя осадка в непрерывно действующих барабанных вакуум-фильтрах составляет примерно 40 мм, а толщина слоя трудно фильтруемых осадков-всего 5-10 мм. Достигаемая толщина слоя осад­ка зависит от числа оборотов барабана (колеблется в пределах от 0,1 до 2,6 об /мин.).

Влажность получающегося осадка редко бывает ниже 10%, а чаще всего достигает 30% и более. Для вращения фильтра требуется привод мощностью 0,5-4 кет.

Осадок в вакуум-фильтрах отделяют (отдувают) сжатым возду­хом и снимают при помощи ножа или валика, вращающегося в направ­лении, обратном вращению фильтра. Осадок отделяется от ткани под действием сжатого воздуха низкого давления, налипает на валик и сни­мается с него скребком.

Для работы при малой толщине осадка (до 3 мм) применяют филь­тры со съемом осадка шнурами. При этом не требуется отдувки осадка, отпадает необходимость в компрессоре и уменьшается износ филь­трующей ткани.

В некоторых конструкциях фильтров осадок отлагается непосред­ственно на бесконечных толстых шнурах, заменяющих фильтрующую ткань; осадок удаляется при набегании шнуров на валик небольшого диаметра. Шнуры имеют более высокий срок службы, чем фильтрующая ткань.

Барабанные вакуум-фильтры с внутренней фильтрующей поверх­ностью. В описанных выше вакуум-фильтрах фильтруемая суспензия находится снаружи барабана, вследствие чего на фильтрующую ткань осаждаются в первую очередь наиболее мелкие частицы, так как круп­ные, обладающие большим весом, располагаются в нижних слоях жид­кости в резервуаре. Образование первоначального слоя осадка из наиболее мелких частиц затрудняет фильтрацию и уменьшает производительность фильтра.

Этот недостаток устранен в конструкции непрерывно действую­щего вакуум-фильтра с внутренне^ фильтрующей поверхностью (рис. 149). Здесь ячейки расположены кольцом по окружности барабана и рабочей стороной, покрытой фильтрующей тканью, обращены во внутрь барабана.

Суспензия поступает внутрь барабана 1 по трубе 2 и располагается в его нижней части; при этом на фильтрующей поверхности в первую очередь осаждаются более тяжелые частицы, и таким образом устра­няется возможность закрытия пор ткани мелкими частицами.

Циклы работы сменяются так же, как и в барабанных вакуум - фильтрах с наружной фильтрующей поверхностью. Осадок, снимаемый ножом 3, падает на помещенный внутри барабана ленточный транспор­тер или шнек 4 и удаляется через открытую торцовую часть барабана.

Дисковые вакуум-фильтры. Наряду с барабанными фильтрами широко распространены также дисковые вакуум-фильтры непрерывного действия. Основными преимуществами этих фильтров по сравнению с барабанными являются: 1) значительно меньший расход энергии;

2) простота смены фильтрующей ткани и меньший расход ее (при повре­ждении ткань может быть заменена на одном лишь секторе, составляющем от одной восьмой до одной двенадцатой части окружности диска);

3) компактность установки и более низкая стоимость аппарата.

Дисковые вакуум-фильтры обладают большой поверхностью филь­трации (до 85 м2).

Дисковый вакуу м-ф и л ь т р (рис. 150) имеет следующее устройство. На пустотелом валу 1 посажены диски 2, состоящие из от-

Дельных деревянных (иногда алюминиевых и из других материалов) секторов, обтянутых фильтрующей тканью. Вал с дисками медленно со скоростью до 3 об/мин.) вращается в резервуаре 3, в который по­дается фильтруемая суспензия. Вследствие разрежения внутри дисков, создаваемого вакуум-насосом (присоединенным к фильтру по той же схеме, что у барабанного вакуум-фильтра), жидкость проходит через ткань внутрь дисков и по полому валу удаляется в приемник фильтрата.

Осадок прилипает к фильтрующей поверхности каждого диска в виде лепешки, толщина которой зависит от свойств осадка.

Смена циклов работы в фильтре этой конструкции происходит так же, как и в барабанном вакуум-фильтре.

Основными частями тарельчатого вакуум-фильтра или план-фильтр а (рис. 151) является вертикальный вал 1 и го-

Ризонтальный перфорированный диск 2 с невысоким наружным бор­том, разделенный на секторы-ячейки. Каждая ячейка фильтра соединена с распределительной головкой 3. расположенной под диском. Фильтруе­мая суспензия подается сверху на ткань, покрывающую диск; осадокf снимается ножом 4 и сбрасывается в шнек или на ленточный транспор­тер. Фильтрация осуществляется за время почти полного оборота диска в горизонтальной плоскости, причем за время одного оборота секторы - ячейки последовательно соединяются со всеми секторами распредели­тельной головки. Фильтр работает при разрежении 100-200 мм pm. ст.

Горизонтальные тарельчатые вакуум-фильтры применяют главным образом для обезвоживания крупнозернистых тяжелых суспензий.

Ленточные вакуум-фильтры. Непрерывно действующие ленточные фильтры находят все большее распространение в химической промыш­ленности.

Ленточный вакуум-фильтр (рис. 152) собирается на длинном столе/, на котором закреплены ячейки или вакуум-камеры, соединяющиеся со сборником фильтрата и промывных вод. По поверхности стола скользит перфорированная резиновая лента 2 специального профиля, натянутая между приводным барабаном 3 и натяжным барабаном 4.

Рифленая поверхность ленты разделена поперечными ребрами на ряд секций, имеющих посредине вырезы удлиненной формы. По обе стороны ленты расположены высокие борта и желобы для резинового шнура, при помощи которого достигается плотное прилегание фильтрую­щей ткани к ленте. Ткань надевается поверх ленты в виде бесконечного полотна; по краям полотна вшиты резиновые шнуры, входящие в желобы резиновой ленты.

Суспензия подается по лотку 6\ позади лотка помещен козырек, лри помощи которого регулируется уровень жидкости на ленте (избы­ток суспензии переливается через козырек и стекает в сливную воронку). Отфильтрованный осадок промывают на ленте водой из форсунок 7.

6

Зоны фильтрации и промывки разделены заградительным козырьком, который предотвращает перетекание суспензии в зону промывки. Филь­трат удаляется через коллектор 8.

^Ткань отделяется от резиновой ленты в конце стола и огибает валик 9\ при этом с нее сбрасывается осадок. Иногда применяют секционный валик и подводят к нему пар или сжатый воздух для продув­ки ткани.

В ленточных звеньевых фильтрах резиновая лента заменена ковшами с перфорированным ложным днищем, укрепленным на бес­конечной? цепи. Днища ковшей покрыты фильтрующей тканью и соеди­нены гибкими трубками с золотниковым башмаком, скользящим по зер­калу камер, находящихся под вакуумом.

Ленточные капиллярные фильтры. В фильтрах этой конструкции (рис. 153) используется бесконечная фильтрующая лента 1 (из ткани), натянутая на направляющие ролики.

Ткань движется вследствие трения о бесконечные ленты 2 из вой­лока или фетра. Эти ленты также натянуты на направляющие ролики и приводятся в движение посредством парных валиков 3, которые одно­временно используются для удаления влаги из капилляров отсасываю­щей войлочной ленты. Нижний горизонтальный участок фильтрующей ткани 1 поддерживается несущей решеткой 4, движущейся в том же направлении, что и ткань.

Суспензия поступает на движущуюся ленту по наклонному лотку 5. Находящаяся в суспензии жидкость всасывается капиллярами войлоч­ной ленты 2, а твердая фаза осаждается на фильтрующей ленте 1 и затем попадает в зону промывки. Промывная жидкость под действием капил­лярных сил всасывается лентами 2, а промытый осадок прилипает к бес­конечной ленте 6 при огибании фильтрующей тканью ролика 7; осадок, снимается с ленты 6 ножом 8. Жидкость из лент 2 удаляется проду­ванием через их поры горячего воздуха.

Таким образом, в капиллярных ленточных фильтрах действие ва­куума заменено всасывающим эффектом капиллярных сил.

Ленточные фильтры пригодны для фильтрации суспензий с неболь­шим содержанием твердой фазы. Они отличаются от барабанных филь­тров простотой конструкции и повышенной производительностью при фильтрации неоднородных осадков, так как на ленте в первую очередь осаждаются более крупные частицы. Недостатками этих фильтров яв­ляются небольшая поверхность фильтрации и неполное использование фильтрующей ткани.

Фильтры непрерывного действия, работающие под давлением. Непрерывная фильтрация хорошо фильтрующихся осадков, главным образом кристаллических, осуществляется на непрерывно действующих вакуум-фильтрах. Плохо фильтрующиеся аморфные осадки до последнего времени обычно отделяли при помощи фильтров периодического действия, фильтр-прессов и нутч-фильтров.

Создание фильтров непрерывного действия работающих под давле­нием, позволило проводить фильтрацию также вязких и легко испаряю­щихся жидкостей непрерывным методом, а фильтрацию суспензий вы - полнять со значительно большей производительностью, чем на вакуум - фильтрах, работающих при перепаде давлений, меньшем 1 am.

Барабани ы й непрерывно действующий фильтр, работающий под давлением. По своему устройству эгот фильтр (рис. 154) аналогичен обычному вакуум-фильтру. В отличие от последнего барабан 1 фильтра заключен в герметический кожух 2. Су­спензия подается под действием сжатого воздуха или насосом через ниж­ний патрубок 3 под давлением 2-5 am и заполняет фильтр до уровня переливного патрубка 4, через который избыток суспензии отводится обратно в сборник.

Через верхний патрубок 5 поступает сжатый воздух, давление кото­рого соответствует давлению суспензии, нагнетаемой в резервуар филь­тра; вследствие этого фильтрация и слив избытка суспензии происходят беспрепятственно.

Осадок остается на поверхности вращающегося барабана, а филь­трат, прошедший во внутреннюю полость барабана, отводится через цапфу 6 и распределительную головку 7. Осадок сбрасывается со сходя­щей с барабана ткани 9 при огибании ею ролика 8. Что^і облегчить съем осадка, через этот ролик, имеющий перфорированную поверхность, продувают сквозь ткань сжатый воздух. Освобожденная от осадка ткань проходит затем второй (ведущий) ролик 10 и вновь охватывает барабан фильтра.

Снятый осадок попадает в герметически закрытый^шнек 11, к! кото­рому присоединен регулятор выгрузки (на рисунке не показан). Вал и цапфа барабана расположены на подшипниках 12, работающих под давле­нием.

При фильтрации под давлением 3-5 am достигается сравнительно большая производительность фильтра, и материал имеет низкую остаточ­ную влажность.

Процесс фильтрации совершается при полной" герметичности аппа­рата, и давление не снижается. К недостаткам фильтра следует отнести трудность съема осадка.

Имеются также ленточные и дисковые фильтры не­прерывного действия, работающие под давлением. По принципу действия они аналогичны описанным выше ленточным и дисковым фильтрам, работающим под вакуумом, но имеют герметически закрытый кожух. Необходимое давление в них создается сжатым воздухом или инертным газом.

Ленточный непрерывно действующий фильтр, работающий под давлением Для фильтрации суспензий, содержащих тяжелые твердые частицы, рекомендуется подавать суспен­зию на фильтрующую перегородку. К фильтрам этого рода относится ленточный фильтр, работающий под давлением (рис. 155). Он представляет собой закрытый прямоугольный кожух 5, внутри которого находится бесконечная фильтрующая лента 6, охватывающая два барабана У и 7; барабан 1 является ведущим.

Лента движется по опорным роликам 13, подшипники которых рас­положены внутри кожуха. Фильтрующая лента проходит вначале в верх­
ней части кожуха, а затем возвращается обратно через нижнюю часть по направляющим роликам 10. На обратном пути лента с помощью щеток и вспрыскивающего устройства очищается от остатков осадка.

Фильтр работает следующим образом. Суспензия поступает через патрубок 2 на ленту, движущуюся внутри кожуха, в котором сжатым

Воздухом создается давление. Воздух подается по трубопроводу 3 и вво­дится в нескольких местах кожуха фильтра.

Процесс фильтрации протекает при медленном движении ленты. Осадок остается на ленте, а фильтрат собирается в камере //и выво­дится из нее через патрубок 12. После фильтрации осадок на ленте может быть промыт* водой, подаваемой через форсунки 4. Обезвоженный оса­док сваливается с ленты в сборник 8 при движении ее по барабану 7 и удаляется при помощи шнека 9.

Фильтрование под вакуумом – ускоренный процесс очистки осадка, получения жидкости из взвесей, используя вакуум. Есть процессы и растворы, когда фильтрование при нормальном давлении, только под силой тяжести, не идет. Чем больше разреженность воздуха, тем легче идет отделение жидкости от кристаллического осадка. Для коллоидов применяют специальные параметры, подбираемые от свойств вещества.

Самая простая схема такой установки: в колбу Бунзена вставлена фильтровальная воронка , к отростку колбы присоединен насос (вакуумный насос или водный насос Комовского ручной). К водному насосу присоединен шланг, через который идет проточная вода. Чтобы предотвратить выбор воды во время резкой остановки, обычно между насосом и колбой ставится промежуточный сосуд. Приемный сосуд может быть любым (материал, форма, объем), главное, чтобы вся системы была герметична, выдерживала определенное давление, была устойчива к растворителям.

Фильтровальных воронок может быть любое количество, все зависит от мощности насоса, они могут быть каждая на своем приемном сосуде или на установке для многоканального фильтрования одновременно.

Виды воронок

Фильтровальные воронки для вакуумных установок бывают такие:

1. Фильтровальные конусы.
2. Тигли из стекла.

Воронка Бюхнера - что это такое и для чего используется?

Этот лабораторная посуда представляет собой глазированную (кроме кромки) фарфоровую воронку с впаянной пластиной с крупными дырочками. Воронка вставляется в принимающий сосуд (герметичная емкость, колба Бунзена, др.), которая входит в состав установки фильтрации с разреженным воздухом.

На дырчатую пластину воронки Бюхнера выкладывают фильтровальная бумага необходимой плотности, через которую идет фильтрация. Далее собирается система и можно начинать процесс. Раньше применяли асбестовые фильтры, которые можно регенерировать, но из-за высокой опасности для дыхательной системы, асбест запрещен в лабораторной практике.

Фильтровальная бумага

• по месту присоединения и наличию шлифа (со шлифом и без, шлиф на горлышке, на сливной трубке);
• по форме воронки (цилиндрическая , коническая).

Соответственно, есть воронки разного диаметра, с разным шлифом. Если есть шлиф, то воронка подбирается под диаметр колбы-приемника со шлифом. Если диаметры разные, используют переходники стеклянные, понижающие или повышающие шлиф/диаметр горлышка. Если нет шлифа, то воронка вставляется в резиновую пробку с отверстием.

Воронки маркируются номерами, чем меньше номер, тем меньше дырочек в пластинке и тем они крупнее. Например, согласно ГОСТу, название ПОР 1,6 обозначает, размер пор 1,6 мкм (максимально, так как поры разного размера). Согласно ISO эта воронка с пористостью S4. Так сравнивая максимальный размер пор сплавленной стеклянной пластины в фильтре, можно определить, какой это фильтр по международной классификации.

Высокая скорость фильтрации – это большой диаметр воронки, диаметр пор и сила вакуума.

Мойка воронки Шотта

Так как пористая пластинка с порами в микрометры, очистить обычным способом ее невозможно. Используют разные подходы, в зависимости от силы загрязнения.

Способы очистки пористой пластины:

1. Пропустить растворитель (или горячую воду) в обратную сторону (вымыть из пор загрязнение).
2. Кипячение в растворе смеси кислот (соляная:азотная – 1:3). Для самых стойких загрязнений берут царскую водку.

Для усиления эффекта можно делать все манипуляции в ультразвуковой бане.

Тигли Гуча - что это такое и для чего используется?

Для очистки порошкообразных или кристаллических осадков в системе вакуумной фильтрации можно применять тигли Гуча . Тигли представляют собой фарфоровый стаканчик с дырочками в дне (как часть воронки Бюхнера). Тигель вставляют в резиновую основу, фиксируют в воронке и дальше используют, как воронку Бюхнера.

Удобнее применять стеклянные тигли, с плавленой пористой пластинкой (как тигли Шоттта без ножки). Используют, как воронку Шотта. Такие тигли тоже имеют дифференцированную пористость, диаметр, но у них нет горлышка, что делает их более универсальными (можно установить в систему с любым приемным сосудом).

Покупка воронок для вакуумной фильтрации

Чтобы купить все составляющие установки для фильтрования под разреженным воздухом, достаточно обратиться к компании, которая реализует лабораторную посуду. Но так как процессы происходят под вакуумом, воронку Бюхнера, Шотта, колбу Бунзена и другие компоненты системы лучше купить у проверенного поставщика, т.е. у нас, в компании .