Πλάκα μεμβράνης και χωνευτή πλάκα Πρέσες φίλτρου είναι κατασκευασμένα από πλαίσιο βαρέως τύπου που συγκρατεί έναν αριθμό πλακών με επένδυση μέσων φίλτρου.
Χρησιμοποιείται υδραυλική πίεση για να συγκρατεί τις πλάκες μαζί και μια αντλία τροφοδοσίας πολτού υψηλής πίεσης χρησιμοποιείται για να σπρώξει το υλικό πολτού στους κενούς χώρους μεταξύ των πλακών.
Ενώ το νερό του διηθήματος ρέει μέσω των υφασμάτων φίλτρου στις επιφάνειες της πλάκας, τα στερεά πολτού συλλέγονται μεταξύ των πλακών.
Όταν δεν μπορεί να χυθεί άλλος πολτός στην πρέσα φίλτρου, η αντλία τροφοδοσίας πολτού απενεργοποιείται και οι πλάκες διαχωρίζονται, επιτρέποντας στα κέικ να πέσουν έξω από την πρέσα λόγω της βαρύτητας.
Τι είναι ο κύκλος φίλτρου;
Η τεχνολογία αφυδάτωσης που χρησιμοποιείται στις πρέσες φίλτρου με εσοχή πλάκας και μεμβράνης είναι μια διαδικασία παρτίδας από το σχεδιασμό. Για την ολοκλήρωση της διαδικασίας παρτίδας, λαμβάνει χώρα μια σειρά από βήματα διεργασίας και το άθροισμα των διεργασιών αναφέρεται ως ο κύκλος αφυδάτωσης μιας πρέσας φίλτρου.
Τα ακόλουθα βήματα περιλαμβάνουν έναν κανονικό κύκλο φίλτρου πλάκας:
- Κλείσιμο/σύσφιξη της πλάκας φίλτρου
- Πλήρωση \sΡάμπα/Φιλτράρισμα
- Το χτύπημα του πυρήνα (προαιρετικό)
- Το κέικ είναι στεγνό (προαιρετικό)
- Συμπίεση μεμβράνης (προαιρετικό)
- Αποσύνδεση και άνοιγμα της πλάκας φίλτρου
Πλάκα φίλτρου βήμα κλεισίματος/σύσφιξης
Ένας υδραυλικός κύλινδρος και μια κινητή πλάκα χρησιμοποιούνται για το κλείσιμο των πλακών φίλτρου μεταξύ τους. Απαιτείται χαμηλότερη πίεση για να κλείσει πρώτα η στοίβα πλάκας, ακολουθούμενη από εξαιρετικά υψηλή υδραυλική πίεση που σφίγγει τις πλάκες στενά μεταξύ τους.
Η υδραυλική πίεση σύσφιξης πρέπει να είναι επαρκής για να αντέχει την πίεση που δημιουργείται από την αντλία τροφοδοσίας πολτού καθώς ωθεί τον πολτό στους κενούς χώρους μεταξύ των πλακών φίλτρου.
Διαδικασία πλήρωσης
Η αντλία τροφοδοσίας τίθεται σε λειτουργία και γεμίζονται οι κενές περιοχές μεταξύ των συσφιγμένων πλακών φίλτρου.
Ο ρυθμός τροφοδοσίας του πολτού μπορεί να είναι αρκετά υψηλός και η πίεση τροφοδοσίας μπορεί να είναι πολύ χαμηλή κατά τη διάρκεια αυτού του σταδίου πλήρωσης.
Ο ρυθμός ροής πλήρωσης περιορίζεται ρυθμίζοντας την ταχύτητα της αντλίας για να βοηθήσει στη μείωση της φθοράς του υφάσματος γύρω από τις θέσεις των οπών τροφοδοσίας της πλάκας φίλτρου. Αυτή η περιορισμένη ταχύτητα ροής διατηρείται μέχρι να επιτευχθεί η ελάχιστη πίεση της αντλίας τροφοδοσίας.
Βήμα ράμπας/διήθησης
Μόλις επιτευχθεί η ελάχιστη πίεση τροφοδοσίας κατά το στάδιο πλήρωσης, η ταχύτητα της αντλίας τροφοδοσίας αυξάνεται σταδιακά για να αυξηθεί σταδιακά η πίεση τροφοδοσίας.
Η ταχύτητα της αντλίας τροφοδοσίας αυξάνεται μέχρι να επιτευχθεί η επιθυμητή πίεση σταδίου φιλτραρίσματος. Κατά τη διάρκεια του σταδίου διήθησης, η πίεση παραμένει σταθερή.
Καθώς η φάση διήθησης προχωρά, ο ρυθμός ροής του πολτού μειώνεται καθώς οι κενά περιοχές μεταξύ των πλακών φίλτρου γεμίζουν με αφυδατωμένα στερεά πολτού.
Το βήμα διήθησης ολοκληρώνεται όταν ο ρυθμός ροής του πολτού φτάσει σε ένα προκαθορισμένο ελάχιστο επίπεδο και η αντλία τροφοδοσίας είναι απενεργοποιημένη.
Βήμα του κύριου χτυπήματος (προαιρετικό)
Όταν η αντλία τροφοδοσίας είναι απενεργοποιημένη, λίγος πολτός παραμένει στις θέσεις των οπών του πυρήνα των πλακών φίλτρου. Ένα βήμα εμφύσησης πυρήνα χρησιμοποιεί νερό έκπλυσης και/ή πεπιεσμένο αέρα για την αφαίρεση του εναπομείναντος πολτού.
Το νερό έκπλυσης αντλείται πρώτα στις οπές του πυρήνα για να απομακρυνθεί ο πολτός, ακολουθούμενο από πεπιεσμένο αέρα για να ωθήσει έξω το νερό έκπλυσης και τυχόν εναπομείναν πολτό.
Στις περισσότερες περιπτώσεις, ο πολτός και το νερό οδηγούνται πίσω στη δεξαμενή υπερχείλισης πολτού, όπου μπορούν να τροφοδοτηθούν πίσω στην πρέσα σε διαδοχικούς κύκλους.
Στάδιο στεγνώματος κέικ (προαιρετικό)
Ο πεπιεσμένος αέρας διοχετεύεται μέσω των κέικ του φίλτρου ενώ τα κέικ εξακολουθούν να συγκρατούνται στις πλάκες φίλτρου για να απομακρυνθεί το νερό που έχει απομείνει.
Όταν το υλικό του κέικ είναι υπερβολικά πορώδες και απαιτούνται πολύ χαμηλά επίπεδα υγρασίας του κέικ, αυτό χρησιμοποιείται συχνά.
Βήμα συμπίεσης μεμβράνης (προαιρετικό)
Το στάδιο συμπίεσης μεμβράνης, όπως και το στάδιο στεγνώματος κέικ, χρησιμοποιείται για την απομάκρυνση περαιτέρω νερού από τα κέικ φίλτρου μετά τη δημιουργία τους.
Οι πλάκες μεμβράνης διαθέτουν εύκαμπτες επιφάνειες που διαστέλλονται όταν εφαρμόζεται πεπιεσμένος αέρας ή νερό. Επειδή οι αυξημένες επιφάνειες πλάκας συμπιέζουν τα κέικ, πρέπει να αφαιρεθεί επιπλέον νερό.
Βήμα αποσφράγισης και ανοίγματος της πλάκας φίλτρου
Η υψηλή υδραυλική πίεση σύσφιξης μειώνεται μόλις ολοκληρωθούν όλα τα στάδια αφυδάτωσης.
Ο κύλινδρος και η κινητή πλάκα συνεχίζουν να ανοίγουν για να διαχωριστούν όλες οι πλάκες φίλτρου.
Ένας μηχανισμός ανοίγματος πλάκας ευρετηριάζει κάθε πλάκα για να ανοίξει, επιτρέποντας στο αφυδατωμένο υλικό κέικ να πέσει έξω από τις πλάκες φίλτρου λόγω της βαρύτητας.
Ένας νέος κύκλος πρέσας φίλτρου μπορεί να ξεκινήσει μόλις αποφορτιστούν όλα τα κέικ.
Παράγοντες που επηρεάζουν τον χρόνο του κύκλου
Κάθε βήμα του κύκλου φίλτροπρεσας θα διαρκέσει κάποιο χρόνο, ο οποίος θα καθοριστεί από τις ιδιότητες του υλικού πολτού που αφυδατώνεται καθώς και από το σχεδιασμό του φίλτρου πρέσας.
ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΣΤΟ ΣΧΕΔΙΟ
Ακολουθούν βασικές παράμετροι σχεδιασμού της πρέσας φίλτρου που μπορούν να επηρεάσουν τον χρόνο κύκλου:
- πάχος του θαλάμου
- Πίεση τροφοδοσίας της αντλίας πολτού
- Ταχύτητα ανοίγματος και κλεισίματος της πλάκας φίλτρου
- Διάταξη υφασμάτων φίλτρου
πάχος του θαλάμου
Λόγω του μεγαλύτερου όγκου πολτού που θα αφυδατωθεί μεταξύ των πλακών φίλτρου, οι πλάκες φίλτρου μεγαλύτερου πάχους θαλάμου θα απαιτήσουν περισσότερο χρόνο πλήρωσης και διήθησης.
Πίεση τροφοδοσίας αντλίας πολτού
Οι υψηλότερες πιέσεις της αντλίας τροφοδοσίας πολτού συχνά ελαχιστοποιούν το χρόνο διήθησης.
Μόνο με τη δοκιμή αντιπροσωπευτικού υλικού δείγματος σε διάφορες πιέσεις τροφοδοσίας μπορεί να εκτιμηθεί η εξοικονόμηση χρόνου που επιτυγχάνεται με αυξημένες πιέσεις τροφοδοσίας. Οι περισσότερες τρέχουσες πρέσες φίλτρου προορίζονται να λειτουργούν σε μέγιστες πιέσεις που κυμαίνονται από 100 έως 225 psi.
Υψηλότερες πιέσεις τροφοδοσίας είναι εφικτές για συγκεκριμένες εφαρμογές αφυδάτωσης.
Ταχύτητα ανοίγματος και κλεισίματος της πλάκας φίλτρου
Η ταχύτητα με την οποία μπορεί να ανοίξει και να κλείσει η πρέσα φίλτρου καθορίζεται από τη μονάδα υδραυλικής ισχύος και το μέγεθος του υδραυλικού κυλίνδρου. Οι τυπικοί χρόνοι ανοίγματος και κλεισίματος του υδραυλικού κυλίνδρου κυμαίνονται από ένα έως δέκα λεπτά.
Η ταχύτητα ανοίγματος της πλάκας καθορίζεται επίσης από τη σχεδίαση μετατόπισης πλακών της πρέσας φίλτρου, αλλά συνήθως είναι ένα έως πέντε δευτερόλεπτα ανά πλάκα.
Σχεδιασμός α ύφασμα φίλτρου
Τα υφάσματα φίλτρου πρέσας είναι υφαντά συνθετικά υφάσματα που αποτελούνται από λεπτά νάιλον, πολυπροπυλένιο ή πολυεστερικά νήματα. Για την αφυδάτωση, μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια ποικιλία από υφαντά και σχέδια.
Τα πανιά φίλτρου προορίζονται να πιάνουν στερεά σωματίδια ενώ επιτρέπουν στο νερό του διηθήματος να περάσει μέσα. Όταν απαιτείται ένα πιο πυκνό υφαντό ύφασμα για τη συλλογή υλικού με λεπτότερα μεγέθη σωματιδίων, η διέλευση του διηθήματος μέσα από το ύφασμα μπορεί να παρεμποδιστεί, με αποτέλεσμα αυξημένο χρόνο φιλτραρίσματος.
Ο βέλτιστος σχεδιασμός του υφάσματος καθορίζεται με βάση τα χαρακτηριστικά αφυδάτωσης του υλικού καθώς και τα καλύτερα χαρακτηριστικά φθοράς του υφάσματος και απελευθέρωσης κέικ.
Οι παρακάτω είναι οι βασικές παράμετροι της διαδικασίας αφυδάτωσης που μπορούν να επηρεάσουν τον χρόνο κύκλου:
- Πυκνότητα τροφοδοσίας πολτού (ποσοστό στερεών του πολτού)
- Η σύνθεση του πολτού (άργιλος, στάχτη, άνθρακας κ.λπ.)
- Κατανομή μεγέθους σωματιδίων πολτού
- Παράγοντες αφυδάτωσης
Πυκνότητα τροφοδοσίας πολτού
Οι τροφοδοσίες πολτού υψηλής πυκνότητας συχνά ελαχιστοποιούν τους χρόνους πλήρωσης και διήθησης. Σε μεγαλύτερα ποσοστά στερεών ιλυώδους πολτού, η ποσότητα των στερεών που ωθούνται στους θαλάμους φίλτρου πρέσας εμφανίζεται πιο γρήγορα, με αποτέλεσμα μικρότερους χρόνους κύκλου.
Η σύνθεση του πολτού
Ο ρυθμός απομάκρυνσης του νερού επηρεάζεται από το περιεχόμενο του υλικού πολτού που αφυδατώνεται.
Τα απορροφητικά υλικά — ή τα υδρόφιλα υλικά που αγαπούν το νερό — μπορεί να είναι δύσκολο να αφυδατωθούν και μπορεί να απαιτήσουν εκτεταμένες διάρκειες φιλτραρίσματος ή βοηθήματα φιλτραρίσματος.
Τα υδρόφοβα υλικά, ή αυτά που απωθούν φυσικά το νερό, θα αφυδατωθούν σημαντικά πιο εύκολα, μειώνοντας τον χρόνο φιλτραρίσματος.
Κατανομή μεγέθους σωματιδίων πολτού
Οι πολτούς με μεγαλύτερα, στρογγυλότερα σωματίδια αφυδατώνονται πιο εύκολα από τους πολτούς με λεπτότερα σωματίδια που μπορούν να συσκευαστούν μαζί πιο εύκολα.
Τα λεπτά πηλό υλικά μπορεί να είναι πολύ επίπεδα σωματίδια που συσσωρεύονται σταθερά μεταξύ τους, καθιστώντας πρακτικά αδύνατη την απομάκρυνση του νερού μεταξύ τους.
Παράγοντες αφυδάτωσης
Μπορούν να εφαρμοστούν βοηθήματα αφυδάτωσης ή χημικά για τη μείωση του χρόνου διήθησης όταν τα συστατικά του πολτού είναι δύσκολο να αφυδατωθούν.
Ο περλίτης, η γη διατόμων (DE) και ο ένυδρος ασβέστης με υψηλή περιεκτικότητα σε ασβέστιο είναι τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα βοηθήματα. Ο περλίτης και το DE είναι ορυκτά που υπάρχουν φυσικά και παρέχουν μεγαλύτερα σωματίδια στον πολτό, επιτρέποντας την ευκολότερη εξαγωγή του νερού.
Η προσθήκη ενυδατωμένου ασβέστη μπορεί να βοηθήσει το υλικό του πολτού να απελευθερώσει το νερό πιο ελεύθερα χημικά.
Όλες αυτές οι μεταβλητές λαμβάνονται υπόψη κατά την κατασκευή μιας πρέσας φίλτρου για την επίτευξη μέγιστης απόδοσης αφυδάτωσης για κάθε εφαρμογή.