یکی از بیشترین کاربرد های فیلترپرس در صنایع معدنی می باشد. در این صنایع در طی فرآیند تولید در بسیاری از موارد لیچینگ دوغابی از محلول و ذرات جامد بوچود می آید که مرسوم ترین دستگاه برای جداسازی دستگاه فیلتر پرس می باشد. فیلتر پرس با توجه به قابلیت بالای جداسازی و هزینه های عملیاتی کم همیشه یکی از بهترین گزینه ها بوده است.

طراحی فرآیندی فیلتر پرس

برای طراحی یک دستگاه فیلتر پرس مهمترین فاکتور ها ویسکوزیته سیال فیلتر شده در دستگاهفیلتر پرس و خواص کیک تشکیل شده در دستگاه فیلتر پرس می باشد.

اگر سیال فیلتر شونده در دستگاه فیلتر پرس دارای ویسکوزیته بالا باشد ملاک اصلی در طراحیفیلتر پرس ، سطح فیلتراسیون و اگر سیال با ویسکوزیته پایین یاشد ملاک حجم مورد نیاز برای تشکیل کیک در دستگاه فیلتر پرس می باشد.

بهترین راه برای تعیین سطح و حجم مورد نیاز دستگاه فیلتر پرس، تست بوخنر برای تعیین مقاومت کیک فیلتراسیون و همچنین انتخاب پارچه فیلتر مناسب برای دستگاه فیلتر پرس می باشد.

فاکتورهای مهم در طراحی فیلتر پرس

فاکتورهایی که در طراحی فیلتر پرس حائز اهمیت هستند هم در ارتباط با ذرات جامد و هم سیال فیلتر شونده در فیلتر پرس می باشندو در ذیل به این فاکتور ها اشاره میکنیم:

1 - ویسکوزیته سیال در فیلتر پرس

2- تراکم پذیری کیک تشکیل شده در فیلتر پرس

3- دانسیته ذرات جامد ورودی به فیلتر پرس

4 - دانسیته سیال فیلتر شوند در فیلتر پرس

5 - دانسیته دوغاب ورودی به فیلتر پرس

6 - درصد ذرات جامد در دوغاب ورودی به فیلتر پرس

7 - مقاومت پارچه فیلتر در فیلتر پرس

8 - زمان کارکرد فیلتر پرس در روز

9 - تعداد روز کارکرد فیلتر پرس در هفته

انتخاب و طراحی فیلتر پرس

همیشه انتخاب فیلتر پرس مناسب اهمیت مهمی در بهینه سازی شرایط عملیاتی و هزینه ای یک فرآیند داشته است در زیر به مواردی که باید در انتخاب و طراحی درست فیلتر پرس در نظر گرفته شود اشاره میکنیم ( ترتیب از لحاظ اهمیت نمی باشد)

1 - کدام گزینه محصول مورد نیاز است. مایع فیلتر شده در فیلتر پرس و یا کیک متجمع در پشت پارچه های فیلتر پرس در دستگاه فیلتر پرس

2 - ویسکوزیته مایع فیلتر شونده در دستگاه فیلتر پرس

3 -  ماهیت کیک تشکیل شونده در دستگاه فیلتر پرس

4 - تراکم پذیری کیک تشکیل شونده در دستگاه فیلتر پرس

5 - تاثیرات هوا بر روی مایع فیلتر شونده در دستگاه فیلتر پرس

6 - دبی دوغاب ورودی به دستگاه فیلتر پرس

7 - درصد جامد دوغاب ورودی به دستگاه فیلتر پرس

8 - تعداد ساعت کاری در روز با فیلتر پرس

9 - تعداد روزهای هفته کار با دستگاه فیلتر پرس

10 - تعداد پرسنل کار با فیلتر پرس

فيلتر پرس (filter press): يك فيلتر پرس مجموعه اي از صفحات(plates) پوشيده با فيلتر مديوم  ( پارچه فیلتر پرس ) است كه در بر روی یک شاسی  طوري طراحي شده‌اند كه جامد درون دوغاب را به صورت مجزا از مایع سوسپانسیون جدا كنند. جريان محلول به توسط یک لوله مرکزی به درون دستگاه  فیلتر پرس هدايت مي‌گردد و به  جریان هایی به تعداد صفحات تقسیم میشود سپس هر جریان صفحه پس از عبور از  مدیوم ، فیلتر شده و کیک حاصل از آن جریان بر روی سطح مدیوم انباشته میشودمحلول فیلتر شده ( فیلتریت ) یا به صورت مجزا از هر صفحه خارج شده و درون لندر کناری دستگاه فیلتر پرس میریزد و یا به سمت انتهاي دستگاه فیلتر پرس هدايت مي‌شود.  كيك مرطوب که در فاصله بين صفحات فیلتر پرس جمع شده، در پايان فيلتراسيون ازپارچه فیلتر جدا می‌شود.

   صفحات به كار رفته در يك فيلتر پرس مي¬توانند مربع يا دايره اي شكل و عمودي يا افقي قرار بگيرند. جنس صفحات نيز معمولاً ازپلي¬ پروپيلن، آلومینیومُ اسینلس استیل و چدن است. دو نوع رايج اين فيلترها فیلترپرس با صفحات به صورت قاب و صفحه¬ اي(plate and frame)  و فیلترپرس با صفحات تورفته(recesses plate)  هستند.

   در فیلترپرس با صفحات  قاب و صفحه، ضخامت صفحات بين 635/0 تا 08/5 سانتی¬متر (25/0 تا 2 اينچ) و ضخامت قاب، حدود 635/0 تا 32/20 سانتی¬متر( 25/0 تا 8 اينچ) و سطح صفحات بين 150 ميلی-متر مربع تا 2 متر¬مربع مي¬تواند تغيير كند. قاب و صفحه¬ ها در نوع افقی اين سيستم‌ها بصورت عمودي روي يك شاسي فلزي  فیلترپرس  سوار مي‌شوند و به وسيله يك اهرم چرخنده و يا يك بازوي هيدروليكي بهم فشرده مي‌شوند. جريان ورودی بهفیلترپرس از يك سمت قاب و صفحه¬ ها حركت كرده و از گوشه قاب ها وارد مديوم مي‌گردد. پس از عبور محلول از مديوم، محلول تميز شده بوسيله يك جمع كننده در پايين قاب خروجي فیلترپرسجمع آوري شده و به سمت مخزن جمع آوري فيلتريت هدايت مي‌گردد. در صورت كدر بودن رنگ فيلتريت محلول دوباره به مخزن اصلي پس فرستاده مي‌شود تا دوباره فرايند عبور از فیلترپرسروي آن تكرار گردد. محلول اوليه از داخل تانك حاوي آن با يك پمپ كه با فشاری از 3 تا 10 اتمسفر كار مي¬كند، به داخل فیلترپرسپمپاژ مي‌شود. فيلتراسيون تا زماني ادامه مي‌يابد كه دبي فيلتريت خروجي از حد معين كمتر( معمولا به 5 درصد مقدار اولیه فیلتریت خروجی از فیلترپرس)  شود. اين امر زماني اتفاق مي‌افتد كهقاب هاي موجود در فیلترپرس پر از ذرات جامد شده باشند، طوري كه جريان محلول ديگر نتواند از داخل آن ها عبور كند. اين حالت در اصطلاح فني، فشردگي يا انباشتگي  گفته مي‌شود. در اين حالت فيلترپرس را باز كرده و ذرات ناخالصي را بوسيله¬ ی شوتينگ(shooting) يا ريل انتقال کيک جمع¬ آوري مي¬كنند و در تانكی که بدين منظور در نظر گرفته شده است، قرار مي‌دهند. سپس با محلولهاي مناسب آن را شستشو مي‌دهند و با پرس کردن و دميدن هوا، آبگيري مي‌نمايند(در مواردی هم اين عمليات قبل از تخليه کيک در زمانی که کیک هنوز از فیلترپرس تخلیه نشده است، صورت می-گيرد). مديوم‌ها را نيز بسته به نوع آن يا شستشوي معكوس مي¬دهند و يا دور مي‌اندازند تا از مديوم‌هاي جديد استفاده شود. در بسياري از سيستم‌هاي فيلترپرس اين عمليات بصورت اتوماتيك انجام ميگردد. مهمترين مزيت فیلترپرسدر تغيير آسان و کم هزينه‌ی سطح فيلتراسيون با تغيير تعداد صفحه و تغيير ضخامت کيک با استفاده از اندازه‌های متفاوت از ضخامت قاب، است.

   اجزای اصلی يک فيلتر پرس عبارتند از: کلاهک ثابت، کلاهک متحرک، ميله های حمايت کننده، قاب(در نوع فيلتر پرس قاب و صفحه)، صفحه¬ ها، فيلتر مديوم، سيستم پرس کردن صفحات به يکديگر، سيستم جابه جا کردن صفحات برای تخليه کيک. کلاهک ثابت و متحرک در فیلترپرس علاوه بر انتقال فشار مکانيکی به صفحات وظيفه نگه‌داشتن ميله‌های حمايت کننده را نيز دارند. ميله‌های حمايت کننده وظيفه نگه¬داری صفحات فیلتر پرس را دارند و بر دو نوع سيستم هستند.

الف-سيستم ميله کنار: اين سيستم شامل دو ميله کناری است که کمی بالاتر از وسط صفحات قرار دارند. اين سيستم به طور معمول برای فيلترپرس ¬هايی استفاده می‌شود که اندازه صفحات حداکثر 5/1 متر باشد.  فوايد اين سيستم در قيمت پايين و راحتی در کم کردن و اضافه کردن صفحات است و از مشکلات آن گير کردن صفحات در جابجايی برای تخليه کيک  است.

ب-سيستم ميله بالا: اين سيستم شامل چهار ميله( دو عدد در بالا و دو تا در پايين) می¬باشد. اين سيستم برای فيلترپرس‌هايی با صفحاتی بزرگتر از 5/1 متر استفاده می‌شود.

صفحات فيلترپرس معمولا به دو گونه هستند. يک نوع اين صفحات، صفحه‌های صاف در سيستم‌های قاب و صفحه و نوع ديگر صفحه‌های تورفته(recessed plate) با عمق(در حدود 175/3 سانتی¬متر) و سطح ثابت هستند. در فیلترپرس با صفحات تورفته، صفحات طوری طراحی می‌شوند که خوراک از مرکز وارد و فيلتريت از گوشه ها خارج شود. در مواردی خوراک از گوشه ها وارد می‌شود اما معمولا در اين موارد امکان گرفتگی لوله‌های خوراک زياد است و از معايب آن میباشد. در سطح تورفتگی(در صفحات صاف بر روی سطح) شيارهايی برای مسیرعبور فيلتريت ايجاد می‌کنند. در بعضی از سيستم‌های فيلترپرس با صفحات تورفته، به همراه صفحات از درزبندها(gaskets) استفاده می‌کنند. مهمترين مزايای درزبند در ممانعت از نشت فيلتريت از درز ميان صفحات، افزايش عمر مفيد فيلتر مديوم به همراه جلوگيری از فرسايش صفحات در لبه ¬ها در اثر فشار پرس است. در فيلترپرس ‌های بدون درزبند از سينی‌هايی در زير شاسی دستگاه استفاده می¬کنند که نشتی‌های فيلتريت را جمع آوری می‌کند.

   فيلتر مديوم¬ها هم در فيلترپرس در گونه¬ های متفاوتی استفاده می¬شوند .

   سيستم پرس کردن صفحات يا مکانيزم بسته شدن صفحات در فيلتر پرس يا بصورت هيدروليکی و يا بصورت الکترومکانيکی است که در طول عمليات فيلتراسيون صفحات را به هم فشرده و ثابت نگه می‌دارد. اين مکانيزم می‌تواند به صورت دستی، بوسيله جک و يا بوسيله يک پيستون منگنه‌ای(ram ) هيدروليکی و يک جعبه قدرت (power pack ) خودکار کنترل شود. مکانيزم الکترو¬ مکانيکی معمولا شامل يک پيچ (screw ) تکی و يا دو تايی به همراه موتور گيربکسی الکتريکی می‌باشد. اين سيستم‌ها می‌توانند با يک کنترل خودکار برای ثابت نگه¬ داشتن نيروی لازم فشار کلاهک¬ها، جهت جبران تغييرات حاصل از افزايش فشار (در فيلتراسيون دبی ثابت )، تراکم صفحات، فيلتر مديوم و نهايتا انبساط حاصل از افزايش دما تجهيز شوند.

   سيستم جابه جا کردن صفحات فیلتر پرس: برای جابه جا کردن صفحات فیلتر پرس به منظور برداشت کيک در انتهای سيکل فيلتراسيون است که می‌تواند بصورت اتوماتيک يا نيمه اتوماتيک باشد.

www.traceiranco.blogfa.com

www.filter-press.blogfa.com

www.trace.ir

نظرات شما عزیزان:

bahare

ساعت20:40---30 آبان 1392

- [ایمیل]

allie

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: