Войти
Схема ленточного фильтра: осадок в загрузочном бункере зажат между двумя фильтрующими тканями (показаны зеленым и фиолетовый). Жидкость извлекается сначала под действием силы тяжести, а затем путем продавливания ткани через ролики. Фильтрат выходит через дренаж, а твердые частицы соскабливаются в контейнер. Ленточный фильтр (иногда называемый фильтром ленточного пресса или ленточный фильтр-пресс ) представляет собой промышленную машину, используемую для процессов разделения твердой и жидкой фаз, в частности обезвоживания шламов в химическом промышленность, горнодобывающая промышленность и очистка воды. Ленточные фильтр-прессы также используются при производстве яблочного сока , сидра и виноделии. Процесс фильтрации в первую очередь достигается пропусканием пары фильтрующих полотен и лент через систему роликов. Система берет ил или суспензию в качестве сырья и разделяет его на фильтрат и твердую лепешку.
Ленточный фильтр в основном используется для обезвоживания осадка и шлама, а также для извлечения сока из яблок, груш и других фруктов., а также виноград для виноделия и т. д. Ленточные фильтры используются как в муниципальных, так и в промышленных целях в различных областях, включая городские сточные воды и очистка сточных вод, металлургия и горнодобывающая промышленность, сталелитейные заводы, уголь заводы, пивоварни, красящие, кожевенные, а также химические и бумажные фабрики.
Применение ленточного фильтра ограничивается только шлами, суспензией или фруктовым пюре, которые он может перерабатывать. Шлам от бытового использования включает сырой, анаэробно сброженный и аэробно сброженный ил, квасцовый ил, отстой для смягчения извести и ил речной воды. В промышленности любой шлам или суспензия получают из отходов пищевой промышленности, отходов целлюлозы и бумаги, химических шламов, фармацевтических отходов, шламов от промышленных отходов и нефтехимических отходов. Эти отходы могут включать смешанный ил, минеральную суспензию, пылевые отложения, выбранный угольный промывочный раствор, биологический ил, первичный ил и солому, древесную массу или макулатуру.
Некоторые цели обезвоживания включают уменьшение объема для уменьшения транспортировки и затраты на хранение, удаление жидкостей перед захоронением отходов, снижение потребности в топливе перед дальнейшей сушкой или сжиганием, производство подходящего материала для компостирования, предотвращение стекания и скопления при использовании на земле и оптимизация других процессов сушки. Ленточные фильтры специально разработаны для каждого из этих конкретных применений и типов кормов.
Существует множество процессов физического разделения, аналогичных ленточным фильтр-прессам, используемым для обезвоживания, включая центрифуги, вакуумные дисковые фильтры, а также пластину и раму. фильтр-пресс. По сравнению с другими компрессионными фильтрами в ленточных фильтрах используется относительно более низкое давление. Хотя центрифуги имеют более низкое содержание влаги, более низкие затраты и более простые операции по переработке угольных хвостов, ленточные фильтры, как правило, производят меньше шума и имеют гораздо более быстрое время запуска и выключения.
Ленточные фильтры считаются простыми и надежными, с хорошей доступностью, низкая укомплектованность персоналом, простота обслуживания и долгий срок службы. Ленточный фильтр наиболее выгоден, если он установлен таким образом, чтобы его можно было видеть на уровне пола, что упрощает регулировку и контроль. Это, конечно, зависит от того, что позволяют освещение и вентиляция.
Ленточный фильтр-пресс часто используется при очистке сточных вод, и поэтому запах подаваемого осадка, летучих выбросов и химикатов, используемых при очистке, может стать проблема. Один из методов борьбы - использование нейтрализующих запах химикатов, таких как перманганат калия. Однако это только нейтрализует запахи и не влияет на газы или химические вещества. Несмотря на то, что все проблемы можно решить, закрыв фильтр, такой корпус снижает необходимую видимость и упрощает доступ к машине для обслуживания и ремонта, что приводит к дорогостоящей автоматизации процесса.
Ленточный фильтр-пресс также известен своей производительностью. его высокая пропускная способность, так как он предназначен для работы с избыточной мощностью. Он имеет низкие начальные затраты и низкие эксплуатационные расходы на электроэнергию, однако, если производительность составляет менее 4 миллионов галлонов в день, ленточный фильтр-пресс может быть менее рентабельным, чем транспортировка жидкости, аренда перерабатывающего предприятия или использование немеханических методов обезвоживания, таких как в качестве сушильных слоев или тростниковых пластов.
Ленточные фильтры менее эффективны при переработке некоторых кормов. Если сырье не будет хорошо перемешано из варочного котла , использование ленточных фильтров будет более дорогостоящим при переработке корма с различным содержанием твердых частиц, поскольку это требует большего внимания оператора, что увеличивает расходы на персонал. Корма с высоким содержанием жира и масла могут снизить процентное содержание твердых частиц в кеке из-за засорения ленточного фильтра, и все корма необходимо фильтровать, чтобы защитить ленту от повреждения острыми предметами. Тип корма также может повлиять на процесс стирки. Ленточный фильтр необходимо часто мыть, что требует большого количества воды и времени. Потери воды и времени, а также связанные с этим расходы могут быть сокращены за счет автоматизации системы промывки и использования сточных вод.
Конструкции ленточных фильтров разрабатываются с использованием конструктивных и эксплуатационных данных производителя, действующих установок, пилотные испытания, обследования аналогичных заводов и тестирование твердых веществ сточных вод для получения желаемого процента обезвоженных твердых веществ из ила или суспензии, подлежащих переработке.
Пресс с ленточными фильтрами имеет 4 основные зоны: зона предварительного кондиционирования, зона гравитационного дренажа, зона линейного сжатия (низкого давления) и зона роликового сжатия (высокого давления). Предварительно кондиционированная суспензия, которая флокулируется и / или коагулируется в зависимости от сырья и процесса, сгущается в зоне гравитационного дренажа. Зона гравитационного дренажа представляет собой плоскую или наклонную ленту, в которой происходит гравитационный дренаж свободной воды. Площадь гравитационного дренажа определяется в соответствии с концентрацией твердых частиц в сырье. Стандартный размер может использоваться для концентраций твердых частиц 1,5 процента или выше, но установка с большей площадью дренажа или увеличенным размером должна использоваться для исходных твердых частиц от 1,5 до 2,5 процентов для большего отвода свободной воды перед сжатием. Для разбавленного ила с содержанием твердых частиц менее 1,5% можно использовать независимую самотечную дренажную ленту. Этот пояс используется только в зоне гравитационного дренажа, а не в зонах давления. Зоны давления или клина используют два ремня, верхний и нижний, для смещения корма вместе, но независимая зона гравитации имеет свой собственный отдельный ремень, что делает ленточный фильтр системой с тремя ремнями. В зависимости от требуемых условий кека к ленточным фильтрам могут быть добавлены стадии промывки и стадии сушки с использованием инфракрасного излучения, горячего газа или даже микроволновой печи.
Ленточные фильтры очень универсальны и предназначены для обработки шламов, суспензий или пюре. фрукты для обработки. Для процесса подачи или обработки, который вызывает неприятные запахи, выбросы летучих, патогенов и опасные газы, такие как сероводород, ленточный фильтр может включать вытяжные шкафы или даже полностью заключен в газонепроницаемый корпус. Из-за ограниченной видимости и повышенной коррозии корпуса процесс ленточного фильтра также можно автоматизировать. Большие площади фильтрации, дополнительные ролики и регулируемая скорость ленты можно найти в усовершенствованных конструкциях фильтров ленточного пресса.
Фильтры ленточного пресса рассчитаны на объем твердых частиц, скорее, по весу или по объему. чем сток сточных вод. Концентрация твердых веществ должна определяться на основе концентрации первичных твердых веществ в сырье и дополнительных твердых веществ, которые могут выпадать в осадок во время обработки. Концентрация твердых веществ для процесса будет варьироваться, поэтому конструкция должна иметь возможность работать с изменяющейся концентрацией твердых веществ в сырье.
Подача на фильтр ленточного пресса зависит от типа твердых частиц, желаемого продукта и конструкции фильтра. Для большинства типов шлама концентрация сухих веществ в сырье обычно находится в диапазоне 1-10%. Концентрация сухих твердых веществ в обезвоженном иле (или кеке) обычно находится в диапазоне 12-50%. Концентрация разбавленных исходных твердых веществ приводит к образованию корки с более высоким содержанием влаги, в то время как более высокая концентрация исходных твердых веществ дает улучшенную скорость фильтрации твердых частиц и более сухой конечный продукт.
Вход на фильтр ленточного пресса обычно измеряется как скорость осушения (масса сухих веществ в раз на ширину ленты). Опять же, загрузка твердых частиц на входе зависит от типа шлама и фильтрующего материала, поэтому скорость загрузки сухих твердых частиц в рабочих фильтрах ленточного пресса сильно различается. Как правило, уровни загрузки твердых частиц с более низким диапазоном находятся в диапазоне 40–230 кг / ч / м ширины ленты, а скорости загрузки твердых частиц с высоким диапазоном находятся в диапазоне от 300 до 910 кг / ч / м ширины ленты. Несмотря на то, что загрузка важна для измерения производительности, также важно учитывать толщину корки, которая образуется в секции гравитационного дренажа. Толщина корки влияет на проницаемость фильтрующего материала и скорость фильтрации. Для определения оптимальной толщины осадка необходимо провести испытания на конкретный тип осадка. В некоторых случаях, когда важно извлечение фильтрата, может возникнуть необходимость ввести стадию промывки кека .
Основная задача фильтра ленточного пресса - обезвоживание технологического ила, и большая часть этого обезвоживания происходит в зоне гравитационного дренажа. В зоне гравитационного дренажа концентрация твердых частиц может увеличиваться на 5-10%. Степень обезвоживания в зоне гравитационного дренажа в значительной степени зависит от типа твердых частиц, фильтрующего материала и кондиционирования осадка. На обезвоживание, достигаемое в зоне гравитационного дренажа, отрицательно влияет, если ил плохо распределен по ленте или время пребывания недостаточное. Кондиционирование ила - это добавление химикатов, способствующих флокуляции частиц с образованием сгущенного ила и способствующим обезвоживанию. Обезвоживание можно ускорить добавлением поверхностно-активного вещества, а флокуляция достигается добавлением высокомолекулярного полимера. Флокуляция улучшается при оптимальной дозировке полимера, разбавлении и смешивании полимера. pH исходной суспензии также необходимо контролировать и регулировать, поскольку низкий pH снижает флокуляцию. Важно найти оптимальное значение для каждого параметра кондиционирования, поскольку слишком большое количество полимера или его перемешивание могут отрицательно сказаться на флокуляции и значительно увеличить эксплуатационные расходы. Эффект кондиционирования ила наиболее очевиден в зоне гравитационного дренажа, который может быть легко воспроизведен в лабораторных масштабах, где может быть определена оптимальная стратегия кондиционирования. Для того чтобы фильтр ленточного пресса был промышленно жизнеспособным, он должен быть экономически эффективным, и, следовательно, желательна максимальная производительность. Без достаточного кондиционирования гравитационный дренаж, как правило, является ограничивающим этапом процесса, но при оптимальном разбавлении этап ограничивающего процесса может быть перенесен в зону сжатия.
В зоне сжатия фильтра ленточного пресса фильтровальная лепешка сжимается между двумя ремнями и проходит через ролики для оказания давления на лепешку. Существует оптимальное количество валков, при превышении которого продукт не обязательно будет сушить. Более сухой продукт получается за счет снижения скорости ленты, а не увеличения времени прессования.
Общие характеристики фильтра ленточного пресса улучшаются, когда отклонения в таких параметрах, как тип осадка, концентрация твердых частиц в сырье и кондиционирование, минимизированы.
Эффективность фильтра ленточного пресса часто оценивается на основе содержания сухих твердых веществ в лепешке продукта, извлечения твердых частиц и поперечной миграции ила на ленте. Извлечение твердых частиц - это процент сухих твердых частиц, извлеченных из исходного шлама. Извлечение твердых частиц зависит от фильтрующего материала, который должен быть выбран с учетом хорошей проницаемости, чтобы способствовать обезвоживанию, но с достаточно малым диаметром пор, чтобы извлечение твердых частиц не сильно уменьшалось. Важно, чтобы фильтр ленточного пресса имел эффективную секцию промывки ленты, чтобы не снижать проницаемость ленты. Улавливание твердых частиц напрямую связано с качеством фильтрата, поэтому фильтрующая среда и технологическая схема должны соответствовать желаемым качествам осадка и фильтрата. Содержание сухих веществ является мерой степени обезвоживания. Степень обезвоживания увеличивается при уменьшении скорости ленты. Снижение скорости ленты снижает производительность процесса. Следующая корреляция связывает входной массовый расход со скоростью ленты:
где Q 0 = массовый расход (кг / с), м 0 = массовая нагрузка (кг / м), с b = скорость ленты (м / с) и L осадок0 = начальная ширина осадка по ленте (м). Таким образом, для поддержания экономической производительности промышленного масштаба при более низкой скорости ленты необходимо увеличить массовую нагрузку и ширину ила на ленте. Было обнаружено, что увеличение содержания твердых частиц немного снижает концентрацию сухих твердых частиц в кеке, в то же время значительно увеличивая возможность перетекания осадка через ленту. Боковое перемещение ила на ленте является мерой того, как ил распространяется по ширине ленты. Повышенная боковая миграция ила означает, что ил выходит за край ленты и перетекает в фильтрат. Следовательно, повышенная боковая миграция ила отрицательно влияет на качество фильтрата и извлечение сухих твердых частиц.
Как правило, минимальная расчетная толщина разгрузочной корки составляет 3–5 мм. Это гарантирует, что кек будет достаточно толстым для разгрузки и легко снимается с ленты.
Для увеличения стоимости и уменьшения влажности продукта наиболее распространенными вариантами обезвоживания являются загуститель, ленточные прессы и. В целом центрифуги и другие конкурирующие технологии не показывают значительного преимущества в стоимости по сравнению с фильтром ленточного пресса при той же степени сухости кека. Стоимость флокулянта часто является основной стоимостью эксплуатации оборудования для обезвоживания. Фильтры ленточного пресса, как правило, имеют самый низкий расход флокулянта для любого из перечисленных процессов, за исключением мембранных фильтр-прессов и центрифуг.
Увеличение концентрации исходных твердых веществ увеличивает скорость фильтрации твердых частиц, минимизирует содержание влаги в осадке и дает более однородный осадок все это желательные результаты. Если увеличение концентрации твердых исходных веществ нецелесообразно, добавление флокулянтов на стадии предварительной обработки дает аналогичный результат. Оптимальный уровень дозировки флокулянта можно найти, отслеживая вязкость суспензии.
Однородные лепешки желательны, так как, если исходная суспензия слишком разбавлена, фильтровальная лепешка будет содержать более высокое содержание влаги в результате расслоения. Минимальная концентрация сырья, которая приводит к однородной лепешке, определяется путем наблюдения за образцом суспензии. Если происходит быстрое осаждение, образовавшаяся фильтровальная лепешка не будет однородной, и скорость фильтрации уменьшится.
Минимальная толщина разгрузки фильтрационной корки для горизонтальных фильтров ленточного пресса составляет около 5 мм.
Выбор ремня имеет решающее значение для работы фильтра ленточного пресса, поэтому доступен широкий выбор материалов и переплетений. Фильтровальная ткань для фильтра ленточного пресса должна быть как можно более открытой при сохранении желаемой прозрачности фильтрата или, если используется предварительное покрытие, чтобы предотвратить потерю предварительного покрытия. Более легкие ткани производят более чистый фильтрат и не блокируются так быстро, однако их долговечность и срок службы значительно короче, чем у более тяжелых тканей. Доступны как бесшовные, так и шовные ленты. Ремни со швом быстрее изнашиваются в шве и вызывают износ роликов и ракельного ножа. Также доступны шовные ремни типа «молния» и «клипса» с застежкой-молнией, имеющей более длительный срок службы, поскольку они обеспечивают меньшее прерывание. Бесшовные ремни имеют самый длительный срок службы, но они более дорогие. Также необходимо убедиться, что ленточный пресс совместим с бесшовной лентой.
Повышение температуры подаваемой суспензии снижает вязкость жидкой фазы. Это полезно, так как увеличивает скорость фильтрации и снижает влажность кека. Те же преимущества могут быть получены с помощью других методов сушки, таких как пропускание сухого пара через обезвоженный кек для повышения температуры оставшейся влаги, или могут быть использованы другие методы сушки.
Толщина кека может потребоваться контролировать или ограничивать, когда требуется промывка кека или когда конечная влажность кека является критическим параметром. Когда время промывки кека является доминирующим фактором, максимальная скорость фильтрации будет иметь место при достижении минимальной толщины кека для выгрузки. Время, необходимое для промывки, увеличивается пропорционально соотношению толщин лепешки в квадрат. Например, если толщина лепешки увеличится вдвое, время промывки увеличится примерно в 4 раза.
Невозможно получить полностью чистый фильтрат с помощью фильтров ленточного пресса. за исключением редких случаев. Таким образом, может потребоваться дополнительная обработка фильтрата перед его повторным использованием или сбросом в качестве отходов. Если фильтр расположен за осветлителем или загустителем , фильтрат (и промывочная вода) может быть возвращен обратно в осветлитель, чтобы снизить требуемую прозрачность фильтрата и использовать более прочные ткани. Если рециркуляция или повторное использование недопустимы, фильтрат следует выгружать в соответствии с законодательством и требованиями лицензии. Перед сбросом может потребоваться дополнительная очистка осветленной воды (фильтрация или химическая обработка).
Фильтровальный пирог обычно имеет достаточно высокую концентрацию твердых веществ, чтобы можно было использовать все типы методов утилизации без дальнейшей обработки, включая возврат в технологический процесс., захоронение / компостирование и сжигание. Содержание полимера делает фильтровальную лепешку из фильтра ленточного пресса более подходящей для вышеупомянутых методов утилизации, чем осадок, обработанный хлоридом железа и известью, который может происходить с другими процессами обезвоживания.
Значительные К разработкам в технологии фильтрации ленточных прессов относятся: разработки ткани с использованием трех ремней и клинового ремня. Разработки ткани включают двойное переплетение, которое включает в себя различные типы пряжи, чтобы объединить определенные преимущества каждого. Также доступна плетеная лента с двойным переплетением, которая имеет больший срок службы и долговечность, чем обычная проволочная лента.
Фильтр ленточного пресса с использованием трех лент может достигать независимых скоростей и иметь разные типы лент для давления и силы тяжести зоны. Это позволяет системе фильтрации выдерживать более высокие гидравлические нагрузки, возникающие с разбавленным исходным шламом (концентрация исходных твердых веществ ниже 1,5%). Трехленточная система более эффективна с более высокой производительностью и концентрацией твердого осадка за счет механической сложности.
Клиновой ремень похож на ленточный фильтр-пресс, с основным отличием в том, что только используется одинарный пояс, сложенный по средней линии. Технология не получила широкого распространения. Конечное содержание сухого вещества 9-13% обычно может быть достигнуто; это меньше, чем у конкурирующих технологий. В настоящее время эта технология подходит для небольших применений (примерно до 3000 л суспензии в час при максимальном размере ленты 0,75 м). Клиновые ремни имеют небольшую площадь основания, низкое потребление энергии и воды для стирки, а также низкие капитальные и эксплуатационные расходы. Они являются самонастраивающимися и могут перерабатывать шлам различного состава, сокращая участие оператора.
СМИ, связанные с ленточным фильтром на Викискладе
