Конструкции вакуум–фильтров. 
Конструкции вакуум–фильтров

ТЕМА 4. Конструкции вакуум — фильтров

Для обезвоживания флотационных концентратов и крупнозернистых шламов применяются вакуум-фильтры непрерывного действия: дисковые, ленточные и барабанные. В практике наибольшее распространение получили дисковые фильтры. Общий вид наиболее производительно вакуум-фильтра «Сибирь» показан на рис. 5.1.

Дисковые вакуум-фильтры имеют ванну, в которой выше уровня пульпы расположен горизонтальный вал (рис. 5.2).

На валу вертикально расположены диски, собранные из отдельных пустотелых секторов, обтянутых фильтровальной тканью. Вал фильтра имеет проточки (каналы) по всей длине и ячейки, к которым присоединяются секторы. Число секторов может быть 12−16−18, число дисков от 1 до 14.

При вращении дисков каждый ряд секторов через каналы ячейкового вала сообщается с различными полостями распределительной головки, прижатой к торцам вала. При этом секторы последовательно проходят зоны набора осадка (фильтрования), просушки осадка, отдувки, регенерации фильтроткани. Зоны набора и просушки осадка соединены с вакуум-проводом, зоны отдувки и регенерации — с линией сжатого воздуха. Схема распределения зон представлена на рис. 5.3.

В зоне фильтрования под действием разрежения происходит набор осадка на секторы и просасывание жидкости через слой осадка и фильтровальную ткань. Фильтрат собирается во внутренней полости секторов, откуда по каналам в ячейковом валу и через распределительную головку удаляется в сборник фильтрата. В зоне просушки вместе с остатками воды в слой осадка засасывается также и воздух. В зоне отдувки осадок отделяется от фильтроткани сжатым воздухом и разгружается в карманы ванны. Для облегчения отделения осадка в кармане, куда он разгружается, имеются специальные ножи. Сжатый воздух подается с помощью клапана мгновенной отдувки. В зоне регенерации фильтроткань продувается воздухом или промывается водой.

Между зонами набора и просушки осадка устроена промежуточная зона, которая позволяет поддерживать две ступени вакуума — более низкий в зоне всасывания и более высокий в зоне обезвоживания. Остальные промежуточные зоны необходимы для того, чтобы сектор не попадал одновременно в зону действия вакуума и сжатого воздуха. Вакуум в зонах набора и просушки устанавливается в зависимости от свойств материала. Например, при плотной пульпе при высоком вакууме в зоне набора может набраться толстый слой осадки, который не успеет просушиться. На угольных пульпах поддерживают более высокий вакуум в зоне набора, часто работают с одинаковым вакуумом.

Фильтры с 2−6 дисками имеют 1 распределительную головку, а с 8 и более — 2. Распределительные головки примыкают к торцам ячейкового вала, на котором укрепляется подвижная ячейковая шайба, а на головке — неподвижная шайба. Это предохраняет головку и торец вала от истирания. Отверстия шайбы совпадают с отверстиями каналов ячейкового вала и с полостями распределительной головки. Устройство распределительной головки и ячейкового вала показано на рис. 5.4.

Срок службы фильтров рассчитан на 10 лет, коэффициент технического использования 0.98. Выпускаются и работают фильтры следующих модификаций. вакуум фильтр барабанный ленточный Фильтр «Украина» — ДУ80−2.7 имеет 8 дисков диаметром 2.7м, площадь фильтрования 80 м². Отличается увеличенной площадью сечения каналов вала и горловин секторов. Это позволило увеличить скорость оттока фильтрата и повысить производительность. Вал разделен посередине на две части глухой перегородкой, что обеспечивает отдельную отдувку осадка с обеих половин фильтра и препятствует перетоку воздуха из одной распределительной головки в другую. В ванне нет мешалки.

Фильтр «Горняк» — ДУ140−3.5У имеет 10 дисков диаметром 3.5м, площадь фильтрования 140 м², рис. 5.5. Фильтр «Горняк» имеет секционную ванну (рис. 5.6) — каждый диск вращается в своей ванне. Это снижает время пребывания материала в ванне и возможность расслоения его по крупности. Секторы дисков наклонены в сторону вращения вала под углом 35о относительно радиального направления (см. рис. 5.5, в). Это способствует ускорению отвода фильтрата и увеличению зоны просушки на 50%, взмучиванию осевшего шлама. Нет мертвой зоны.

Фильтр «Сибирь» имеет 14 дисков диаметром 3.75м, площадь фильтрования 250 м². Аппарат большой единичной мощности (см. рис. 5.1). Производительность 60−100 т/ч по сухому продукту. Общая ванна с вращающейся лопастной мешалкой. Питание фильтра переднее, т. е. со стороны отдувки и разгрузки кека.

Фильтр «Донбасс» — ДОО80-ІV-01 имеет 8 дисков диаметром 2.7м, площадь фильтрования 80 м². В ванне расположено загрузочно-циркуляционное устройство эрлифтного типа. Это обеспечивает подачу крупнозернистой части суспензии из придонной в переднюю верхнюю часть ванны. Таким образом формируется начальный слой осадка, состоящий из зернистых частиц. Также это предотвращает зашламовывание ванны при остановке дисков. По сравнению с фильтром «Украина» имеет производительность на 10% больше при снижении влажности на 0.3%.

Для фильтрования тонких осадков применяют барабанные фильтры.

Барабанный фильтр с наружной фильтрующей поверхностью по принципу действия аналогичен дисковому (рис. 6.1).

Ячейки фильтра покрыты тканью поверх перфорированных листов. Каждая ячейка барабана соединена трубкой, проходящей в полой цапфе, с различными полостями распределительной головки (трубки на рисунке не показаны). Цикл фильтрования тот же как и для дисковых вакуум-фильтров.

Барабанный фильтр со сходящим полотном БсхОУ (рис. 6.2).

В зоне схода полотна фильтроткань регенерируется. По сравнению с дисковыми барабанные фильтры более пригодны для обезвоживания труднофильтруемых продуктов при тонком слое осадка.

Барабанный фильтр с внутренней фильтрующей поверхностью (рис. 6.3) работает по такому же принципу как и с наружной фильтрующей поверхностью. Применяется для пульп с высоким содержанием быстрооседающей твердой фазы. Внутренняя поверхность разделена продольными полосами на ячейки, покрытые фильтротканью. Под тканью находятся рифленые пластины. Ячейки трубками соединены с распределительной головкой. Осадок в зоне отдувки падает в воронку и удаляется ленточным конвейером.

Ленточные вакуум-фильтры применяются для обезвоживания крупнозернистого материала — для сгущенных антрацитовых шламов, отходов флотации. Ленточные фильтры могут выполняться с обычным и со сходящим полотном (рис. 6.4).

Продольный вид ленточного фильтра без применения схода ленты показан на рис. 6.5, а поперечный разрез — на рис. 6.6.

Ленточный фильтр имеет резинотканевую рифленую ленту с прорезями и закрепленной на ней фильтротканью. Центральная часть ленты движется по поддерживающему желобу над вакуумной камерой. В зоне промывки подается промывная жидкость.

Вся лента должна быть закрыта шламом, иначе фильтр не работает. Толщина корки зависит от скорости движения ленты. Скорость ленты 5−8 м/с, производительность 10 т/ч, площадь фильтрования 10, 15, 30 и 60 м² .

Разработан целый ряд модификаций ленточных фильтров: ЛУО — с отдувкой осадка, Лсх — со сходящим полотном (в зоне схода фильтроткань промывается брызгалами).