Совершенствование рабочего процесса разгрузки осадка рамных фильтр-прессов

• Автор: Рыжих, Алексей Борисович
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 120 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Раздел
Обзор существующих способов удаления осадка и состояния изученности проблемы обработки пастообразных материалов
1.1. Обзор и анализ существующих конструкций фильтр-прессов
1.2. Свойства структурированных систем
1.3. Анализ эффективности и возможности применения для удаления осадка инерционного поля
1.4. Цели и задачи исследований
Раздел
Исследование процесса разрушения и истечения осадка из рамного пространства при разгрузке фильтр-пресса
2.1. Конструктивное решение проблемы качественной разгрузки высоковязкого осадка рамных фильтр-прессов
2.2. Этапы разгрузки осадка
2.3. Отделение слоя осадка от фильтровальной перегородки
2.4. Истечение осадка из рамного пространства
2.5. Выводы по разделу
Раздел
Лабораторные исследования процесса виброобработки осадка
3.1. Экспериментальное определение физических свойств осадка в статических условиях
3.2. Исследование изменения свойств осадка под воздействием вибрации
3.3. Установление адекватности математической модели разгрузки осадка реальному процессу
3.4. Выводы по разделу
Раздел
Методика определения параметров фильтр-пресса и экономический эффект от его внедрения
4.1. Выбор параметров фильтр-пресса с вибрационной разгрузкой осадка
4.2. Экономический эффект от внедрения фильтр-пресса с вибрационной разгрузкой осадка
4.3. Выводы по разделу
Заключение
Список использованной литературы
ВВЕДЕНИЕ
Фильтр-пресс представляет собой машину, в которой исходная пульпа обезвоживается на фильтрующей перегородке под воздействием избыточного давления.
Несмотря на ряд недостатков (тяжелый ручной труд при обслуживании, периодичность процесса, потери продукта через неплотности, большой расход ткани), фильтр-прессы продолжают изготовлять многие зарубежные фирмы и предприятия стран СНГ. Это объясняется тем, что фильтр-прессы обладают незаменимой уникальной совокупностью технологических достоинств. Фильтрпрессы позволяют обрабатывать трудно разделяемые тонкодисперсные шламистые суспензии и гарантируют высокую степень разделения, получение чистого фильтрата и осадка минимальной влажности (менее 50 %). Кроме фильтр-прессов только вакуумные фильтры позволяют получать осадки такой же низкой влажности, однако движущая сила фильтрации (т. е. перепад давления на фильтрующей перегородке) в вакуумных фильтрах на порядок ниже, чем в фильтр-прессах, т. к. в них перепад давления даже теоретически не может быть больше атмосферного давления. Работа фильтр-прессов практически не зависит от степени минерализации и ионной характеристики жидкой фазы фильтруемой суспензии, что позволяет применять эти аппараты для фильтрования высоко агрессивных пульп, как кислых, так и щелочных, а также высококонцентрированных солевых растворов и пульп при высокой температуре (до 100 °С) с соблюдением условия охраны окружающей среды. Фильтр-прессы предоставляют возможность тщательно промывать полученный осадок горячей водой при высоком давлении.
При кажущейся громоздкости и металлоемкости, по удельной металлоемкости и отношению занимаемой площади к поверхности фильтрования фильтр-прессы находятся в ряду наиболее экономичных в этом отношении конструкций фильтров, уступая лишь листовым и тарельчато-

полочным фильтрам.
Поэтому фильтр-прессы широко применяются в горнорудной, угольной, металлургической, химической, нефтехимической и пищевой промышленности.
Наиболее известны такие производители фильтр-прессов как «Краусс-Маффей», «Хеш», «Шуле» (ФРГ), «Карлсон-Форд» (Англия), «Миура», «Курита», «Эймко» (Япония), «Фильтрокс-Верк» (Швейцария), «Шрайвер» «Вэмко», «Ласта» (США), «Сведала» (Швеция), «Макон», «Делькор» (Италия), «Ларокс», «Оутокумпу» (Финляндия), Бердичевский завод химического машиностроения «Прогресс», НПК «Восточная Украина», НПО «Пензхиммаш» и другие.
По режиму работы фильтр-прессы относятся к устройствам периодического действия. В зависимости от способа формирования фильтровальной ячейки фильтр-прессы делятся на рамные и камерные. Ряд недостатков автоматических камерных фильтр-прессов (например, изменение направления фильтрации при каждом новом цикле работы, необходимость в случае повреждения ленты замены сразу всей фильтровальной ткани, необходимость установки промежуточных приводов протягивания ленты, неизбежное вытягивание ткани) не позволяют им вытеснить из эксплуатации рамные фильтры.
С другой стороны, разгрузка пастообразного осадка рамных фильтрпрессов является трудоёмкой и травмоопасной операцией. В силу органических недостатков известные варианты механизации разгрузки осадка на предприятиях практически не применяются, а используются ручные методы в неблагоприятных условиях гидрометаллургических цехов. Ударная очистка рам от осадка приводит к их деформации, снижает герметизацию, вызывая дополнительные потери раствора при эксплуатации, а обслуживающему персоналу приходится непосредственно контактировать с продуктами металлургического, химического или обогатительного производства, которые могут быть агрессивными, ядовитыми или горячими.

2.2. ЭТАПЫ РАЗГРУЗКИ ОСАДКА
В процессе фильтрования в каждой ячейке рамного фильтр-пресса образуется осадок, который располагается на фильтроткани в виде лепёшки (рис. 1.2.). Одновременно с увеличением толщины слоя осадка постепенно возрастает его сопротивление, и процесс фильтрования останавливается.
В случае, если твёрдые частицы должны быть освобождены от жидкой фазы или растворённых в ней веществ, а также когда жидкая фаза или растворённые в ней вещества являются ценными продуктами, производится промывка осадка, пропусканием через него промывной жидкости.
После промывки или (в случае, если промывка не требуется) непосредственно после завершения процесса образования осадка на фильтровальной перегородке осуществляется обезвоживание осадка. Целью обезвоживания является уменьшение энергетических затрат при его последующей сушке и транспортировке, а также наиболее полное извлечение веществ, находившихся в жидкой фазе. Для фильтр-прессов характерно обезвоживание продувкой осадка сжатым воздухом при обычной или повышенной температуре, инертным газом или паром.
В результате продувки на фильтроткани остаётся осадок влажностью менее 50 %. В зависимости от его физических свойств, определяемых температурой, влажностью, химическим и гранулометрическим составом, кек может либо остаться на фильтроткани в форме лепёшки, либо деформироваться под собственным весом, изменяя форму, либо обрушиться, как влажный сыпучий материал, либо сползти со стенки.
Далее для осуществления процесса разгрузки осадка пакет плит и рам раскрывается, и между плитами и рамами образуются равные по величине зазоры.
Для математического описания процесса разгрузки осадка целесообразно рассмотреть его протекание поэтапно (рис. 2.2.).