As prensas de filtro com placas de membrana e placas rebaixadas são fabricadas com uma estrutura robusta que suporta diversas placas revestidas com meio filtrante.
A pressão hidráulica é utilizada para manter as placas unidas, e uma bomba de alimentação de polpa de alta pressão é usada para empurrar o material de polpa nos espaços vazios entre as placas.
Enquanto a água filtrada flui através dos panos de filtro nas superfícies das placas, os sólidos da pasta são coletados entre as placas.
Quando não for possível despejar mais lama no filtro-prensa, a bomba de alimentação de lama é desligada e as placas são separadas, permitindo que os bolos caiam para fora da prensa por gravidade.
O que é um ciclo de filtro-prensa?
A tecnologia de desidratação utilizada em filtros-prensa de placa embutida e placa de membrana é um procedimento em lote por design. Para completar o processo em lote, ocorre uma sucessão de etapas do processo, e a soma dos processos é chamada de ciclo de desidratação de um Filtro Prensa.
As etapas a seguir compreendem um ciclo normal de filtro-prensa de placas:
- Fechamento/fixação da placa de filtro
- Preenchimento \sRamp/Filtragem
- O golpe central (opcional)
- O bolo está seco (opcional)
- Compressão de membrana (opcional)
- Soltando e abrindo a placa do filtro
Placa de filtro etapa de fechamento/fixação
Um cilindro hidráulico e uma placa móvel são usados para fechar as placas do filtro. É necessária uma pressão mais baixa para fechar primeiro a pilha de placas, seguida por uma pressão hidráulica extremamente alta que fixa as placas juntas.
A pressão hidráulica de fixação deve ser suficiente para suportar a pressão gerada pela bomba de alimentação de polpa à medida que empurra a polpa para os espaços vazios entre as placas do filtro.
procedimento de preenchimento
A bomba de alimentação é iniciada e as áreas vazias entre as placas de filtro fixadas são preenchidas.
A taxa de alimentação da pasta pode ser bastante elevada e a pressão de alimentação pode ser muito baixa durante esta etapa de enchimento.
A taxa de fluxo de enchimento é restringida ajustando a velocidade da bomba para ajudar a diminuir o desgaste do tecido ao redor dos locais dos orifícios de alimentação da placa do filtro. Esta vazão restrita é mantida até que a pressão mínima da bomba de alimentação seja atingida.
Etapa de rampa/filtragem
Uma vez atingida a pressão mínima de alimentação durante a fase de enchimento, a velocidade da bomba de alimentação é aumentada gradualmente para aumentar gradualmente a pressão de alimentação.
A velocidade da bomba de alimentação é aumentada até que a pressão desejada do estágio de filtração seja obtida. Durante a fase de filtração, a pressão permanece constante.
À medida que a fase de filtração avança, a taxa de fluxo da lama diminui à medida que as áreas vazias entre as placas de filtro se enchem com sólidos da lama desidratados.
A etapa de filtração é concluída quando a vazão da polpa atinge um nível mínimo predeterminado e a bomba de alimentação é desligada.
Etapa do golpe principal (opcional)
Quando a bomba de alimentação é desligada, alguma lama permanece nos locais dos orifícios centrais das placas de filtro. Uma etapa de sopro do núcleo utiliza água de descarga e/ou ar comprimido para remover a lama restante.
A água de descarga é bombeada primeiro para os orifícios centrais para expulsar a lama, seguida pelo ar comprimido para expulsar a água de descarga e qualquer lama restante.
Na maioria dos casos, a lama e a água são conduzidas de volta para o tanque de compensação de lama, onde podem ser reintroduzidas na prensa em ciclos consecutivos.
Etapa de secagem do bolo (opcional)
O ar comprimido é bombeado através das tortas de filtro enquanto as tortas ainda estão retidas nas placas de filtro para remover qualquer água restante.
Quando o material do bolo é excessivamente poroso e são necessários níveis de umidade do bolo muito baixos, isso é frequentemente usado.
Etapa de compressão da membrana (opcional)
A etapa de compressão da membrana, assim como a etapa de secagem da torta, é usada para remover mais água das tortas de filtração após elas terem sido criadas.
As placas de membrana apresentam superfícies flexíveis que se expandem quando é aplicado ar comprimido ou água. Dado que as superfícies aumentadas das placas comprimem os bolos, é necessário remover mais água.
Etapa de desaperto e abertura da placa de filtro
A alta pressão de fixação hidráulica é reduzida quando todas as etapas de desidratação forem concluídas.
O cilindro e a placa móvel continuam a abrir para separar todas as placas de filtro.
Um mecanismo de abertura de placa indexa a abertura de cada placa, permitindo que o material da torta desidratada caia das placas de filtro por gravidade.
Um novo ciclo de filtro-prensa pode começar assim que todas as tortas forem descarregadas.
Fatores que afetam o tempo do ciclo
Cada etapa do ciclo do filtro-prensa levará algum tempo, que será determinado pelas propriedades do material da lama que está sendo desidratado, bem como pelo projeto do filtro-prensa.
FATORES NO DESIGN
A seguir estão os principais parâmetros de projeto do filtro-prensa que podem influenciar o tempo do ciclo:
- espessura da câmara
- Pressão de Alimentação da Bomba de Polpa
- Velocidade de abertura e fechamento da placa do filtro
- Layout do pano de filtro
espessura da câmara
Devido ao maior volume de lama que será desidratada entre as placas de filtro, as placas de filtro F de maior espessura da câmara exigirão mais tempo de enchimento e filtração.
Pressão de alimentação de uma bomba de polpa
Pressões mais altas da bomba de alimentação de polpa geralmente minimizam o tempo de filtração.
Somente testando material de amostra representativo em várias pressões de alimentação é que a economia de tempo obtida com o aumento das pressões de alimentação pode ser estimada. A maioria dos filtros-prensa atuais são projetados para operar em pressões máximas variando de 100 a 225 psi.
Pressões de alimentação mais altas são viáveis para aplicações específicas de desidratação.
Velocidade de abertura e fechamento da placa do filtro
A velocidade com que o filtro-prensa pode ser aberto e fechado é determinada pela unidade de potência hidráulica e pelo tamanho do cilindro hidráulico. Os tempos típicos de abertura e fechamento do cilindro hidráulico variam de um a dez minutos.
A velocidade de abertura da placa também é determinada pelo design de deslocamento da placa do filtro-prensa, mas normalmente é de um a cinco segundos por placa.
Projeto de um filtro de pano
Os panos de filtro prensa são tecidos sintéticos compostos de filamentos finos de náilon, polipropileno ou poliéster. Para a desidratação, uma variedade de tecidos e designs têxteis podem ser utilizados.
Os panos de filtro destinam-se a capturar partículas sólidas e, ao mesmo tempo, permitir a passagem da água filtrada. Quando um tecido mais denso é necessário para coletar material com partículas mais finas, a passagem do filtrado através do tecido pode ser dificultada, resultando em aumento do tempo de filtração.
O design ideal do tecido é determinado com base nas características de desidratação do material, bem como nas melhores características de desgaste do tecido e liberação da torta.
A seguir estão os principais parâmetros do processo de desidratação que podem influenciar o tempo do ciclo:
- Densidade da pasta alimentada (porcentagem de sólidos da pasta)
- A composição da lama (argila, cinza, carvão, etc.)
- Distribuição de tamanho de partículas de lama
- Agentes de desidratação
Densidade de alimentação de chorume
Alimentações de lama de alta densidade geralmente minimizam os tempos de enchimento e filtração. Em porcentagens maiores de sólidos na pasta, a quantidade de sólidos forçada para dentro das câmaras do filtro-prensa ocorre mais rapidamente, resultando em tempos de ciclo mais curtos.
A composição da pasta
A taxa de remoção de água é afetada pelo conteúdo do material de lama que está sendo desidratado.
Materiais absorventes - ou materiais hidrofílicos que gostam de água - podem ser difíceis de desidratar e podem exigir durações de filtragem prolongadas ou auxiliares de filtragem.
Os materiais hidrofóbicos, ou aqueles que repelem naturalmente a água, desidratarão significativamente mais facilmente, reduzindo o tempo de filtração.
Distribuição de tamanho de partículas de lama
Polpas com partículas maiores e mais redondas desidratam mais facilmente do que polpas com partículas mais finas que podem ser compactadas mais facilmente.
Os materiais argilosos finos podem ser partículas muito planas que se compactam firmemente, tornando praticamente impossível a remoção de água entre elas.
Agentes de desidratação
Auxiliares de desidratação ou produtos químicos podem ser aplicados para reduzir o tempo de filtração quando os ingredientes da pasta são difíceis de desidratar.
Perlita, terra diatomácea (DE) e cal hidratada com alto teor de cálcio são os auxiliares mais comumente usados. Perlita e DE são minerais que existem naturalmente e fornecem partículas maiores na lama, permitindo que a água seja extraída com mais facilidade.
A adição de cal hidratada pode ajudar o material da pasta a liberar água quimicamente com mais liberdade.
Todas essas variáveis são consideradas durante a construção de um Filtro Prensa para alcançar a máxima eficiência de desidratação para cada aplicação.