2. Фильтровальные перегородки

Фильтровальные перегородки – основной элемент фильтра. От выбора фильтровальной перегородки зависят производительность фильтра и чистота фильтрата. Подбор фильтровальной перегородки выполняется эмпирически. Правильно выбранная перегородка имеет поры по возможности большего размера для уменьшения ее гидравлического сопротивления. В то же время размер пор должен обеспечить высокую чистоту фильтрата. В общем случае фильтровальная перегородка должна обладать следующими свойствами:

1) способностью хорошо задерживать твердые частицы;

2) небольшим гидравлическим сопротивлением;

3) стойкостью к химическому воздействию разделяемой смеси;

4) достаточной механической прочностью;

5) теплостойкостью при температуре фильтрования;

6) невысокой стоимостью.

В качестве фильтровальных перегородок применяют самые разнообразные материалы, обладающие проницаемостью для потока фильтрата и способные задерживать твердую фазу:несвязныеилизернистые;тканевые;жесткие,неподвижные.

Наибольшее распространение получили перегородки, изготавливаемые из тканей. Используются асбестовые, стеклянные, хлопчатобумажные и шерстяные ткани, а также ткани из синтетических волокон. Хлопчатобумажные ткани благодаря низкой стоимости и разнообразию используют наиболее часто. Однако следует учитывать, что они разрушаются всеми минеральными и многими органическими кислотами, крепкими щелочами, кислыми солями. Температура процесса фильтрования при их использовании не должна превышать 90 °С. При высокой плотности ткани оказывают повышенное гидравлическое сопротивление потоку фильтрата и быстро закупориваются твердыми частицами. Шерстяные ткани иногда применяют для фильтрования разбавленных кислых растворов и разделения густых суспензий. Они склонны к закупориванию и быстро разрушаются щелочами. Фильтровальные перегородки из синтетических тканей (поливинилхлоридные, перхлорвиниловые, лавсановые, полиамидные, полипропиленовые и др.) по своим свойствам во многих отношениях превосходят хлопчатобумажные и шерстяные фильтровальные перегородки. Они сочетают высокую механическую прочность с химической и термической, а также устойчивы к действию микроорганизмов.

Слои зернистых материалов (песок, древесный и каменный уголь и др.) широко применяются для фильтрования воды и химических растворов (для очистки и разрыхления слоя таких материалов используется обратная промывка). Хлопчатобумажная вата используется для фильтрования смесей с высокой вязкостью фильтрата (краски, прядильные растворы), для извлечения загрязнений из молока и др. Фильтровальную бумагу и целлюлозу применяют для отделения очень мелких взвешенных частиц и для очистки смесей с небольшим содержанием дисперсной фазы. Эти материалы имеют различную проницаемость, толщину и прочность, иногда стойки к воздействию сильных кислот и щелочей.

В качестве жестких фильтровальных перегородок чаще всего используют перфорированные листы и сетки, изготовленные из стали, никеля, меди, латуни, бронзы алюминия. Их применяют в основном для разделения суспензий, содержащих крупные кристаллические частицы. Но чаще такие перегородки служат опорными для фильтровальных тканей и бумаги. Жесткие перегородки выполняют также в виде дисков, плиток, патронов из пористых твердых материалов. Пористые твердые материалы получают из порошкообразных металлов, керамики, стекла, угля, диатомита путем их спекания в присутствии связующего вещества. Пластины и трубы из спекшихся частиц нержавеющей стали или других металлов используются в осветлительных фильтрах (в двигателях самолетов), а также в качестве основы в фильтрах с предварительно нанесенным слоем вспомогательного фильтровального вещества.

Выбор фильтровальной перегородки определяется также типом фильтровального оборудования. Например, для тарельчатых фильтров главное значение имеют износ, сопротивление истиранию и качество уплотнения фильтрующей перегородки. При ножевом съеме осадка необходимо выбирать ткань со способностью легко освобождаться от осадка.

Для вакуумных барабанных фильтров необходимы прочные ткани, способные оказывать сопротивление разрывным и деформирующим усилиям во время подсушки и др. В тех случаях, когда производится шнуровой съем осадка с отдувкой, важно, чтобы гибкий шнур мог сопротивляться переменным нагрузкам, вызывающим усталость материала.

Непрерывнодействующие ленточные вакуумные фильтры нуждаются в фильтрующих материалах, имеющих высокую объемную устойчивость, а также достаточное сопротивление разрыву и жесткость, так как лента должна поддерживать значительные количества твердой фазы.

Вакуумные дисковые фильтры с отдувкой осадка или скребками требуют применения тканей с хорошей объемной устойчивостью и высоким сопротивлением истиранию.