Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Литературный обзор 15
1.1. Общие сведения о процессе фильтрования 15
1.2. Общие сведения о процессе обезвоживания отфильтрованного осадка 18
1.3. Современное состояние теории и практики разделения суспензий фильтрованием 21
1.4. Основные направления совершенствования традиционного оборудования 32
1.5. Схемы вакуум-фильтровальных установок. Комплектующее оборудование в фильтровальных установках 36
Глава 2. Основные закономерности и соответствующие параметры процессов фильтрования и обезвоживания 46
2.1. Законы фильтрования 46
2.1.1. Закон фильтрования с образованием осадка 48
2.1.2. Промежуточный закон 49
2.1.3. Стандартный закон 50
2.1.4. Закон фильтрования с уменьшением числа открытых пор фильтра 51
2.2. Определение параметров в уравнениях фильтрования 52
2.3. Анализ факторов, влияющих на процесс фильтрования 53
2.4. Методы определения дисперсности и формы частиц 54
2.5. Определение порозности и сжимаемости осадка 59
2.6. Определение размеров пор фильтровальной перегородки 62
2.7. Общие закономерности процесса фильтрования 64
2.8. Зависимость удельного сопротивления осадка от структурных параметров 68
2.9. Определение скорости осаждения и содержания твёрдой фазы в суспензии 71
2.10. Определение параметров процесса обезвоживания 73
Глава 3. Моделирование процессов фильтрования промышленных суспензий и обезвоживания осадков на лабораторных установках 76
3.1. Правила построения математической модели процессов фильтрования промышленных суспензий и обезвоживания осадков 76
3.2. Выбор продуктов для проведения исследований 78
3.3. Выбор и расчёт фильтров 80
3.4. Выбор фильтровальной перегородки 81
3.5. Методика проведения исследований 87
3.6. Моделирование процессов на
экспериментальной установке 90
Глава 4. Экспериментальные работы 93
4.1. Закономерности процессов разделения промышленных суспензий на фильтрах с учётом начального периода времени 93
4.2. Влияние структурных свойств суспензии на удельное сопротивление слоя осадка в соответствии с уравнением Козени-Кармана 101
4.3. Кинетика процесса обезвоживания 106
4.4. Влияние структурных свойств суспензии на величину расхода воздуха на вакуум-фильтрах 107
4.5. Алгоритм расчёта фильтров непрерывного действия 111
Выводы 113
Список использованной литературы
- Общие сведения о процессе обезвоживания отфильтрованного осадка
- Закон фильтрования с уменьшением числа открытых пор фильтра
- Выбор и расчёт фильтров
- Влияние структурных свойств суспензии на удельное сопротивление слоя осадка в соответствии с уравнением Козени-Кармана
Общие сведения о процессе обезвоживания отфильтрованного осадка
Обезвоживанием называется процесс удаления из пор осадка фильтрата или промывной жидкости [31, с. 70].
При заданных условиях проведения процесса осадок может быть обезвожен только до определённого предела, называемого остаточным влагосодержа-нием. Величина остаточного влагосодержания осадка зависит от параметров и способа проведения процесса обезвоживания, от свойств осадка, фильтрата, фильтрующей перегородки. Основное влияние на величину остаточного влагосодержания осадка оказывают гранулометрический состав, порозность, степень агрегации частиц и прочность, структуры, физико-химические свойства (степень гидрофобности поверхности).
Количество удерживаемой осадком влаги в значительной степени определяется формой связи влаги с осадком. Согласно классификации, предложенной П.А. Ребиндером, в основе её лежит различная интенсивность энергии связи твёрдой фазы осадка с жидкостью. В порядке убывания энергии связи различают химически связанную, физико-химически связанную (адсорбционную), физико-механически связанную (капиллярную) и избыточную (свободную) влагу. Физико-химически связанную влагу подразделяют на гигроскопическую, адгезионную, прочно связанную. Капиллярную влагу можно подразделить на влагу макропор, внутриагрегатную, влагу стыковую и влагу микропор. При обезвоживании осадка продувкой удаляется свободная влага и частично капиллярная и адгезионная. Для удаления капиллярной- влаги давление продувки должно превышать величину противоположно направленного капиллярного давления, зависящего от диаметра пор (капилляров) [31, с. 71 - 72].
Для кристаллических осадков, не растрескивающихся при обезвоживании, с крупно- и среднедисперсными частицами твёрдой фазы, влажность„осад-ка выражается зависимостью: где w\ - влагосодержание осадка толщиной 1 см после обезвоживания в течение 1 с при давлении 0,1 МПа; 5ос — толщина слоя осадка, м; рс — перепад давлений при просушке, Па; тс — время просушки осадка, с; \»\,f, h, А - постоянные для данного осадка, определяемые экспериментально [18, с. 222].
Для обезвоживания тонкодисперсных осадков на фильтре обычно используется механический отжим с помощью валков, вибрационных устройств, эластичных диафрагм.
Процесс обезвоживания осадков может быть интенсифицирован путём применения вспомогательных веществ (присадочных материалов), которые являются тонкодисперсными, проницаемыми для жидкости материалами, не изменяющими -заряда частиц- осадка и создающими крупнопористую структуру [54, с. 12-13].
Например, применение вермикулита изменяет структуру осадка, позволяющую создать жёсткий скелет на фильтровальной перегородке, что приводит к увеличению скорости фильтрования и улучшению условий отделения обезвоженного осадка.
Осадки, получаемые на фильтровальной перегородке, подразделяют на сжимаемые и несжимаемые. Несжимаемые осадки сохраняют при фильтровании жёсткость структуры и не меняют своей порозности. Такие осадки обычно хорошо фильтруются и имеют сравнительно небольшую конечную влажность [5, с. 95].
В сжимаемых осадках (к ним относится большинство осадков, получаемых при фильтровании промышленных суспензий) с ростом давления уменьшается их порозность, а сопротивление возрастает. Это приводит к уменьшению скорости фильтрования жидкости и повышению влажности осадка [37, с. 37], [5, с. 95-96].
При фильтровании суспензий, содержащих неоднородные по крупности частицы, наблюдается понижение проницаемости осадка в результате отрыва мелких частиц от более крупных и перемещения их по направлению к фильтрующей перегородке и проникновения в её поры. Степень уплотнения осадка увеличивается по направлению к фильтрующей перегородке, наружные слои осадка уплотняются значительно меньше [5, с. 96].
Зависимость удельного объёмного сопротивления осадка от давления описывается следующим уравнением: удельное объёмное сопротивление осадка, м"2; а у - коэффициент пропорциональности, определяемый опытным путём; р — перепад давлений при фильтровании, Па; s — показатель сжимаемости осадка, изменяющийся от 0 до 1 [58, с. 20].
К малосжимаемым осадкам можно отнести большую часть минеральных кристаллических веществ: песок, нерастворимые карбонаты, сульфаты и другие. К сильно сжимаемым осадкам относятся-гидроксиды металлов, полученные осаждением, а также осадки, образующиеся в результате коагуляции коллоидных растворов [37, с. 37 - 38].
В случае малосжимаемых осадков (например, частиц песка, кристаллов карбоната кальция) поток жидкости через фильтровальную перегородку лами-нарен и скорость фильтрования пропорциональна перепаду давления и высоте слоя осадка. В случае сжимаемых осадков (например, гидроокисей металлов) эта зависимость более сложна и индивидуальна для каждой суспензии. Сжатие осадка приводит к увеличению гидравлического сопротивления-и уменьшению скорости фильтрования. Для предотвращения сжатия к тонкодисперсным суспензиям добавляют коагулянты и флокулянты, способствующие агрегированию мелких частиц и повышению порозности осадка [10, с. 196-197].
Величина сжимаемости осадка имеет большое значение для процесса обезвоживания, поскольку характеризует изменение величины порозности, влажности, толщины, удельного сопротивления осадка с повышением разности давлений. Сильносжимаемые осадки легко закупоривают поры фильтровальной перегородки (нафильтрованного осадка), замедляя процесс обезвоживания. Величина показателя сжимаемости для осадков сточных вод предприятий металлургических и машиностроительных отраслей может меняться в довольно ши 21 роких пределах. Например, по данным ВНИИ ВОДГЕО, для осадков, образовавшихся в результате реагентнои очистки маслосодержащих сточных вод и сточных вод травильных и гальванических производств, величина показателя сжимаемости находится в пределах от 0,7 до 0,85 [3, с. 212].
Большое значение для практики механического обезвоживания-осадков имеет адгезия получающегося обезвоженного осадка к фильтровальной перегородке (чаще всего к фильтровальной ткани), которая характеризует способность осадка пластичной консистенции прилипать к поверхности фильтровальной перегородки. Осадки отделяются легче от гидрофобных тканей, чем от гидрофильных. Поэтому пара осадок - ткань должна быть подобрана таким образом, чтобы силы адгезии между ними были меньше сил когезии между частицами осадка. В этом случае осадок может быть полностью удалён с ткани путём её перегибания через ролик небольшого размера, отдувки воздухом, направленным кондиционированием (например, добавлением необходимого флокулянта) и другими.
Закон фильтрования с уменьшением числа открытых пор фильтра
В настоящее время на отечественных промышленных предприятиях применяют в основном вакуум-фильтры непрерывного действия: дисковые, барабанные, ленточные и другие [57, с. 83]. Подавляющее большинство железорудных и углеобогатительных фабрик оборудовано дисковыми вакуум-фильтрами. Их достоинства - непрерывный, режим работы и относительно развитая (по сравнению с другими типами вакуум-фильтров) поверхность фильтрования [29, с. 16], [11, с. 1].
Основные технологические показатели обезвоживания осадков на вакуум-фильтрах — удельная производительность, влажность осадка и унос твёрдого с фильтратом зависят от характеристики суспензии; концентрации твёрдой фазы и её гранулометрического состава, особенно наличия мельчайших глинистых частиц, величины перепада давлений; конструкции и режима работы фильтра. При обезвоживании различных водоугольных суспензий технологические показатели работы вакуум-фильтров, изменяются в широких пределах и обычно определяются экспериментально [7, с. 55 — 56].
Наибольшая производительность фильтров (или наибольшая скорость фильтрования) наблюдается при минимальном гидравлическом сопротивлении осадка. Практически это условие равнозначно снятию осадка при минимально возможной его толщине [25, с. 41].
Концентрация твёрдого в суспензии - важнейший из- факторов, определяющих показатели работы вакуумных фильтров. Производительность фильтра начинает резко увеличиваться при содержании твёрдого в суспензии примерно 350 кг/м и продолжает расти с увеличением концентрации до 600-650 кг/м . При концентрации выше 700 кг/м суспензия становится вязкой и её транспортировка к фильтру и фильтрование затрудняются. Указанные значения концентраций твёрдого являются ориентировочными и зависят от продолжительности цикла фильтрования, содержания в исходной суспензии мелких классов и глинистых частиц [7, с. 56]. Перепад давлений при вакуум-фильтровании обычно составляет 0,04 — 0,065 МПа (0,4 - 0,65 кгс/см2), давление сжатого воздуха для отдува осадка 0,02 - 0,03 МПа (0,2 - 0,3 кгс/см2). [60; с. 459].
Барабанный вакуум-фильтр с небольшой степенью погружения барабана в суспензию наиболее пригоден для разделения суспензий со значительным содержанием твёрдых частиц, медленно оседающих под действием силы тяжести и образующих осадок с достаточно хорошей проницаемостью. При этом свойства разделяемой суспензии; должны; быть по возможности неизменны, по-скольку для этого фильтра в отличие от фильтров периодического действия нельзя изменять относительную продолжительность отдельных стадий процесса [26; с. 206 - 207].
Барабанные вакуум-фильтры могут быть использованы при разделении суспензий с частицами твёрдой фазы более или менее однородной крупности; в тех случаях, когда при фильтровании образуется слой осадка толщиной не менее 5 мм за время не более 4 мин. [50; с: 77].
К достоинствам рассматриваемого; фильтра; кроме непрерывности его действия, можно отнести удобство обслуживания и относительно благоприятные условия; промывки осадка. Недостатки — небольшая; поверхность фильтрования; отнесённая к занимаемой им площади, и сравнительно высокая стоимость [26, с. 207].
Из фильтров этого типа наибольшее распространение получили барабанные ячейковые.вакуум-фильтры с наружной фильтрующей поверхностью (рис. 2), состоящие из горизонтального барабана 1, разделенного на отдельные ячейки перегородками 2. Частота вращения барабана составляет 0,1 - 2,4 об/мин. Фильтровальная; перегородка расположена по внешней цилиндрической поверхности, образованной ситами, решётками или проволочными ковриками. Барабан на 30-40 % своей поверхности погружен в резервуар с суспензией: В нижней части резервуара располагается качающаяся или вращающаяся мешалка для поддержания частиц твердого вещества во взвешенном состоянии. Фильтрат от каждой ячейки отводится по каналу, выходящему на торцовую по 26 верхность полой цапфы барабана. При вращении барабана ячейки сообщаются с камерами неподвижной распределительной головки 3 [18, с. 222].
В распределительной головке торец цапфы барабана и корпус контактируют с двумя шайбами — подвижной (ячейковой) и неподвижной (распределительной). Отверстия в ячейковой шайбе сообщаются с ячейками барабана, а отверстия в распределительной шайбе - с соответствующими трубопроводами, по которым отводятся фильтрат и промывная жидкость и подводится сжатый воздух для отдувки осадка и очистки фильтрующей ткани. Каждое отверстие подвижной ячейковой шайбы при вращении последовательно сообщается с отверстиями неподвижной распределительной шайбы, в каждой камере за один оборот барабана осуществляются все стадии процесса (фильтрование, просушка, промывка, удаление осадка и регенерация фильтрующего основания) [50]. В зависимости от свойств осадка удаление его с фильтрующей поверхности может осуществляться ножом, резиновыми валиками или шнурами [18, с. 222].
Работа фильтра осуществляется следующим образом: суспензия подается в поддон 4, где ее уровень поддерживается постоянным. Процесс фильтрования осуществляется в трёх зонах по ходу вращения барабана 1. В зоне сектора I происходит собственно процесс фильтрования под вакуумом через ткань на барабане с одновременным отложением осадка на ней. В зоне сектора П осадок подсушивается вследствие того, что засасываемый в секцию воздух увлекает с собой влагу из осадка. В зоне сектора Ш производят отдувку и разрыхление осадка сжатым воздухом, поступающим внутрь секции через трубу 9. Съём осадка с фильтрующей ткани производится ножом 5 [26, с. 207].
Реже используются барабанные вакуум-фильтры других конструкций: со сходящим полотном, ячейковые без распределительного устройства, безъячейковые, барабанные фильтры-сгустители, с внутренней фильтрующей поверхностью [39, с. 327].
Дисковый вакуум-фильтр (рис. 3) состоит из вращающихся в вертикальной- плоскости дисков 2, смонтированных на пустотелом горизонтальном валу, Частота вращения дисков составляет от 0,2 до 1,3 об/мин. Число дисков в фильтре — от 2 до 14. Каждый диск имеет с обеих сторон рифлёную поверхность и с обеих сторон покрыт фильтровальной тканью (рис. 4). Диски составляются из 12-18 разобщённых секторов, укрепленных на валу накладками и стяжными шпильками. Каждый сектор представляет собой коробку с перфорированными стежками. В узкой части сектора имеется патрубок, непосредственно примыкающий к валу. Внутренняя полость каждого сектора через патрубок соединена с каналом в цапфе вала. Под дисками находится резервуар с разделяемой суспензией, в которую почти до половины погружены диски. При вращении дисков фильтрат под действием вакуума проходит через ткань и по желобкам на рифлёной поверхности их поступает во внутреннюю полость вала
Выбор и расчёт фильтров
Процесс фильтрования - один из самых сложных в химической технологии. Особенностью его является влияние на течение процесса фильтрования двух принципиально различных групп факторов [24, с. 16].
К группе макрофакторов относятся такие переменные, как поверхность фильтровальной перегородки, разность давлений, толщина слоя осадка, вязкость жидкой фазы. Значения этих переменных можно точно определить при помощи соответствующих приборов. К группе микрофакторов следует отнести размер и форму пор осадка и фильтровальной перегородки, толщину двойного электрического слоя на поверхности твёрдых частиц и т. д. Для количественной оценки переменных второй группы используют косвенные методы, дающие часто физически неправильные результаты, которые, однако, оказываются пригодными для решения частных проблем [24, с. 16—17]. Микрофакторы, определяющие структуру образующегося осадка, решающим образом влияют на процесс фильтрования и значительно усложняют его моделирование [24, с. 17].
В ряде случаев для расчёта процессов разделения суспензий и обезвоживания осадка на практике вынуждены использовать эмпирические зависимости для определения отдельных параметров этих процессов [6, с. 3].
Для теоретического описания процессов обезвоживания суспензий необходимо обладать информацией о крупности частиц твёрдой фазы и диапазоне её изменения. Эти значения оказывают ощутимое влияние на порозность слоя, размер капилляров, сопротивление осадка и другие параметры. Монодисперсные материалы характеризуются прямо пропорциональной зависимостью между диаметром частиц, порозностью и диаметром капилляров. Поэтому, чем крупнее частицы осадка, тем меньшее сопротивление потоку жидкости они оказывают. С ростом полидисперсности твёрдых частиц данная закономерность нарушается. Причиной тому служит механическая суффозия, то есть проникновение мелких частиц в промежутки между частицами более-крупных фракций. Поскольку реальные осадки в большинстве своём содержат частицы широкого диапазона крупности, при моделировании процессов разделения суспензий приходится вводить соответствующие поправки, допущения- или использовать усреднённые характеристики [6, с. 22].
Крупность концентрата не является технологическим фактором регулирования процесса фильтрования. Она определяется степенью измельчения руды в зависимости от вкрапленности полезного материала, технологии обогащения, требований к качеству концентрата [13, с. 46].
Требования к качеству концентрата постоянно повышаются, что вызывает необходимость в снижении крупности измельчения руды при обогащении.
По фильтруемости железорудные концентраты можно разделить на легко-, средне- и труднофильтруемые. К легкофильтруемым относятся концентраты с удельной поверхностью не более 1600 см /г. При их фильтровании удельная производительность достигает 0,6 — 1 т/(м -ч), влажность концентрата не превы-шает 9 - 9,5 %. Концентраты с удельной поверхностью 1600 - 1900 см /г относятся к среднефильтруемым. Удельная производительность фильтров при их обезвоживании 0,4 — 0,6 т/(м -ч), влажность осадка 9,3 — 10,2 %. Если же удель-ная поверхность превышает 1900 см /г, то концентраты считаются труднофильт-руемыми: При их обезвоживании влажность концентрата достигает 10,5 — 12 % [13, с. 47].
Удельная поверхность и удельное сопротивление осадка определяются в основном содержанием в концентрате тонких шламов (класса -0,010 мм) [12, с. размеров частиц делятся на 2 группы: основанные на непосредственном наблюдении размеров частиц, и использующие установленные соотношения для определения размера частицы в зависимости от её поведения [70, с. 30];
Прямое наблюдение размеров частиц производится прежде всего микроскопическими методами анализа, состоящими в том, что исследуемая суспензия рассматривается под микроскопом. В большинстве случаев этот анализ проводят для качественного определения степени полидисперсности суспензии (предельных) размеров частиц, а также степени агрегации частиц. Иногда делают количественный дисперсный анализ, подсчитывая число частиц каждого из наблюдаемых в микроскоп размеров,с последующим построением кривых распределения частиц по размерам [70, с. 30], [31, с. 195].
Для грубодисперсных частиц (с размером минимальных частиц более 40-50 мкм) применяется ситовой анализ. Суспензия фильтруется, осадок высушивается и рассеивается по фракциям через специальный набор сит. Этот метод можно также полагать прямым методом измерения, в котором размер частицы сравнивается с размером отверстия. Но здесь возникает проблема, состоящая в том, что трехмерная частица сравнивается с двумерным отверстием, таким образом, размер частицы зависит от самой благоприятной ориентации, и значение измеренного размера сомнительно [70, с. 30 - 31].
Для ситового анализа и характеристики крупности в России используется следующая шкала размеров частиц, мкм: +3;-3 + 2;-2+ 1; — 1 + 0,8; — 0,8 + 0,6; При необходимости фракции — 2+ 1,-3 + 2 мм и далее могут быть поделены на более мелкие классы, исходя из условий и цели получения данных. Выход класса крупности определяется рассевом материала на контрольных ситах по отношению массы каждой фракции к массе переработанной пробы. Чем выше необходимая точность определения, тем больше должна быть масса пробы и число разовых определений. Рассев предпочтительно осуществлять мокрым способом, так как в этом случае в меньшей степени проявляется конгломерация частиц. При сухом способе рассева применяют стандартные рассеивающие машины. Выход класса может быть определён как отдельно — пофракционно, так и суммарно с минусовыми или плюсовыми фракциями [6, с. 22 - 23].
Для большей объективности и надёжности оценки дисперсности из каждой обследуемой суспензии берут 3-4 пробы. В каждой пробе определяют размеры максимальных частиц или агрегатов, размеры минимальных частиц и размеры основной массы частиц. Часто применяют зарисовку характерного наблюдаемого поля. Если в поле зрения имеются агрегаты или хлопья из мелких частиц, то осторожно надавливают на покровное стекло и, наблюдая за пробой, устанавливают, разрушаются ли агрегаты при незначительном механическом воздействии. Последнее наблюдение даёт некоторое представление о поведении осадка при сжатии или при других механических воздействиях [31, с. 195].
За рубежом для ситового анализа применяют набор сит, размеры ячеек которых выбраны по шкале Иверса, по шкале с модулем V2 =1,41 (шкала Тайлера) - от 2,362 мм до 0,104 мм, а также по шкале V2 — 1,189 - от 0,104 до 0,043 мм [6, с. 23].
Влияние структурных свойств суспензии на удельное сопротивление слоя осадка в соответствии с уравнением Козени-Кармана
Под моделированием обычно понимают процесс построения и изучения-(решения) математической модели. Иначе говоря, процесс математического моделирования можно разбить на три больших этапа [35, с. 3]:
При анализе опытов по процессам фильтрования с образованием осадка, как и по ряду других процессов разделения суспензий на фильтрах, нередко отмечается заметное несоответствие между уравнениями и практическими данными. Это иногда вызывает сомнение в значении науки для правильного описания процессов фильтрования и преувеличивает значение практического искусства в управлении этими процессами. Теоретически выведенное или экспериментально установленное уравнение, как правило, описывает в некоторой степени упрощённый или идеализированный процесс и включает ограниченное число факторов, влияющих на процесс. За пределами уравнения могут оказаться факторы, усложняющие процесс и вызывающие расхождение между результатами расчёта и практическими данными. В лаборатории возможно создать условия, когда на процесс влияют только факторы, входящие в уравнение. При этом получаемые данные соответствуют уравнению. В производственных условиях на процесс влияют также факторы, не входящие в уравнение и отражающие, в частности, побочные явления, особенности конструкции фильтра и случайные отклонения. В связи с этим возникает необходимость использовать для практических расчё 77 тов имеющиеся уравнения с эмпирическими поправками или частные эмпирические уравнения. Таким образом, в основе несоответствия между уравнениями и практическими данными находится неустранимое в настоящее время затруднение в получении уравнений, учитывающих все главные факторы, определяющие течение производственного процесса [24, с. 70].
В процессах фильтрования действуют факторы различного уровня. До некоторой степени схематично, но с достаточной для обращения с ними определённостью их можно подразделить на микрофакторы и макрофакторы [24, с. 71].
Первые характеризуются тем, что их можно без затруднений измерить с необходимой точностью; к ним относятся температура, давление, время, вязкость, концентрация, поверхность перегородки, скорости фильтрования и оседания частиц, их масса, объём фильтрата [24, с. 71].
Вторые отличаются тем, что непосредственное измерение их с необходимой точностью затруднительно; к ним принадлежат, в частности, активная" пористость, характерный размер, форма и удельная поверхность частиц или пор, активная толщина двойного электрического слоя, степень пептизации или агрегирования частиц, эффекты суффозии, граничной зоны у перегородки, взаимного перемещения частиц и жидкости [24, с. 71].
Изменение давления при фильтровании не всегда целесообразно, так как это требует использования дополнительных регуляторов, в широких пределах варьирующих мощность насосных установок. В связи с этим наиболее часто используемым режимом протекания процесса является фильтрование с образованием осадка, проводимое при постоянном перепаде давлений [6, с. 55].
В результате исследований, проведённых в НИИхиммаше, выявлено существенное влияние концентрации твёрдой фазы в суспензии на основные параметры процесса фильтрования. Установлено, что удельное сопротивление осадка уменьшается с увеличением содержания твёрдой фазы. Это необходимо учитывать при выборе режима работы фильтра периодического действия или условий разделения на фильтре непрерывного действия [6, с. 71]. Для теоретического изучения процесса фильтрования, определения фильт-руемости суспензий и выбора необходимого фильтровального оборудования обычно применяются лабораторные установки периодического действия. При проведении опытов на установке поддерживаются определённые, заранее заданные условия фильтрования - перепад давления, температура, концентрация твёрдого в исходной суспензии и другие [8, с. 15].
Если лабораторные исследования проводятся с целью моделирования работы промышленного фильтра, то при этом следует придерживаться следующих правил: конструкция лабораторного фильтра должна быть аналогична и по возможности геометрически подобна конструкции промышленного фильтра; свойства суспензий (характеристика твёрдой и жидкой фаз и их соотношение), подвергаемых фильтрованию в лабораторных и промышленных условиях, должныбыть идентичны; фильтровальные перегородки, используемые для лабораторных исследований и производственных целей, должны быть одинаковыми; условия фильтрования (перепад давления, температура суспензии, равномерность питания фильтра)- должны быть практически одинаковыми с производственными условиями [8, с. 17 - 18].
Постоянные фильтрования следует определять по тем же уравнениям, которые предполагается использовать для технологических расчётов при выборе фильтровального оборудования [8, с. 18].
Когда получена суспензия, обладающая определёнными свойствами и подлежащая разделению на твёрдую и жидкую фазы, возникает необходимость в выборе средств фильтрования. В общем виде под этим подразумевается выбор фильтра и фильтровальной перегородки, а также решение вопроса об использовании вспомогательного вещества и установление условий процесса фильтрования [24, с. 19]. Определяющим в выборе типа оборудования является возможность проведения на нем с достаточной эффективностью всех операций процесса разделения суспензии при конкретных фильтрационных физико-химических свойствах осадка, надежность его работы на данном продукте, удобство его обслуживания при минимальной стоимости оборудования [30, с. 96].
Для правильного решения проблем выбора фильтра, фильтровальной перегородки, вспомогательного вещества и условий фильтрования намечаются, два пути [24, с. 19]:
Применяя первый путь, следует создать опытные установки, включающие-достаточное число различных небольших фильтров, одинаковых по конструкции-с промьшшенными фильтрами разных типов. Учитывая упомянутые выше общие указания по выбору средств фильтрованиями используя различные фильтровальные перегородки (а в случае необходимости и вспомогательные вещества),. экспериментально можно выбрать наиболее рациональную конструкцию фильтра и установить условия его работы применительно к данной суспензии. При этом следует иметь в виду, что не все суспензии сохраняют неизменными свои свойства во время транспортировки от места получения до опытной установки, в особенности если расстояние между данными пунктами значительно. В связи с этим целесообразно сконструировать небольшие транспортабельные опытные фильтры, которые можно доставлять к месту получения суспензии [24, с. 19 — 20].
