SU1169709A1

SU1169709A1 - Способ фильтрования суспензий с вспомогательным веществом и устройство для его осуществления. ·

Info

Publication number: SU1169709A1
Application number: SU843699183A
Authority: SU
Inventors: Viktor F Khromykh
Original assignee: Inst Fizicheskoi Chimii Akade
Priority date: 1984-02-10
Filing date: 1984-02-10
Publication date: 1985-07-30

Description

Изобретение относится к химическому машиностроение, а именно к фильтровальным установкам с оптимизацией процесса фильтрования с помощью вспомогательных веществ, и может быть . 5 использовано для /тонкой очистки смазочно-охлаждающих жидкостей и других малоконцентрированных суспензий.

Целью.' изобретения является снижение расхода вспомогательного вещест- Ю ва,- На фиг. ' 1 приведена схема установ¹ки; на фиг. 2 - блок-схема автоматического регулирования и оптимизация процесса фильтрования.

Установка имеет емкость 1 с мешалкой для приготовления суспензии вспомогательного вещества, центробежный насос 2 для нанесения намывного слоя на патронный фильтр 3, емкость 4 20 для сбора очищенного продукта, дифференциальный манометр 5 с вторичным прибором 6, ротаметр 7 с потенциометром 8, нефелометр 9, регулирующий. клапан 10 и гидравлическое уст- 25 ройство для разделения вспомогательного вещества на различные по крупности фракции. .Гидравлическое устройство состоит из классификатора 11, емкостей 12 - 15 с мешалками для 30 сбора отдельных фракций, ротаметра 16 и четырехцилиндрового дозировочного агрегата 17 с индивидуальным приводом .

Блок-схема включает датчики дав- 55 ления 18, расхода 19 и мутности фильтра 20 с соответствующими измерительньми устройствами 21, 22, 23, задающее устройство 24,. суммирующие устройства 25, 26, 27, регулирующие 40 устройства 28 и 29, исполнительные механизмы 30 и 31, дозировочные , . насосы 32 и объект регулирования фильтр 33.

В основу автоматического регули- 45 рования заложен поиск оптимального режима фильтрования путем дозирования в разделяемую суспензию тонких и грубых фракций вспомогательного вещества в различном соотношении 50 в зависимости от расхода суспензии, перепада давления на фильтре и мутности фильтрата. Принцип дозирования основан на зависимости фильтрационных свойств вспомогательного вещества 55 от размера частиц. Принимается, что дозирование- грубых фракций увеличивает скорость фильтрования, а дозирование тонких фракций повышает задерживающую способность намывного фильтра. Поиск оптимального гранулометрического состава дозируемого вспомогательного вещества и, как следствие, наиболее выгодного режима фильтрования является целью автоматического регулирования.

Фильтровальная установка работает .следующим образом.

Исходное вспомогательное вещество (фильтроперлит, кизельгур и др.) с помощью классифицирующего устройства разделяют на 4 фракции: менее 5 мкм (фракция 1); 5-10 мкм (фракция 2),. 10-25 мкм (фракция 3) и более 25 мкм (фракция 4) и направляют в сборни- . ки 12-15, оборудованные дозирующими насосами. С помощью системы автоматического регулирования осуществляется дозирование мелких и крупных фракций в различном соотношении. При этом, дозаторы крупных фракций (более 10 мкм) работают в комплекте с датчиками давления и расхода, а дозаторы мелких фракций управляются . сигналом с нефелометра. При адсорбционной очистке суспензий, когда используют смесь фильтровального порошка и адсорбента, классификации подвергают оба вспомогательных вещества.

На поверхность фильтра 3 намывают слой вспомогательного вещества, в качестве которого используют· крупные фракции. Для этого заполняют емкость 1 чистой жидкостью, включают насос 2, дозатором 17 подают определенную фракцию и в режиме рециркуляции проводят стадно намыва. Намыв контролируют с помощью дифманометра 5 и нефелометра 9, он завершается по достижение заданных параметров, после чего фильтр автоматически переключается на режим фильтрования суспензии, который обычно ведут при постоянной скорости.. Постоянство скорости фильтрования поддерживается на заданном уровне с помощью ротаметра 7 с электрическим преобразователем и автоматического клапана 10.

В процессе фильтрования загрязненной жидкости непрерывно измеряется перепад давления на фильтре с помощью дифманометра 5 с дистанционньм измерительньм прибором 6, а также с помощью нефелометра 9 измеряется мутность фильтрата.

3 1

Функциональная схема управления процессом фильтрования при постоянной скорости (фиг. 2).

Автоматическая оптимизация процесса осуществляется путем управления подачей уелких. и крупных фракций вспомогательного вещества^-в фильтруемую суспензию с целью регулирования степени осветления фильтрата и перепада давления на фильтре.

Первичные преобразователи 18 и 20 ведут непрерывное измерение перепада давления на фильтре 33 и мутности фильтрата и в виде соответствующих электрических сигналов передают эти параметры в измерительные устройства 21 и 23 с дистанционными контрольно-измерительными приборами и в суммирующие устройства 25 и 27. Сюда же непрерывно поступают сигналы от задающего устройства 24, в котором первый параметр (перепад давления) изменяется во времени по установленной заранее программе, а второй параметр (мутность), как правило, имеет постоянное заданное значение.

При отклонении величины любого из этих параметров в сторону превышения по сравнении) с сигналом, поступающим с задатчика 24, сигнал рассогласования направляется в регулирующие устройства 28 и 29, которые управляют исполнительными механизмами 30 и 31 соответственно. Исполнительный механизм включает соответствующий дозировочный насос 32 (а - г), а также регулирует скорость дозирования.

Дозирование мелких фракций повышает задерживающую способность намывного слоя и снижает мутность фильтрата. Дозирование крупных фракций повышает проницаемость осадка и · ·'· уменьшает рост давления на фильтре. Производительность дозировочных насосов зависит от величины сигнала рассогласования, чем он больше, тем выше скорость дозирования и наоборот. Дозирование фракций ведётся до тех пор, пока величина поступающих с дат чиков сигналов не достигает заданного значения регулируемых параметров, заложенных в программе задающего устройства.

При фильтровании с постоянным давлением сигнал с преобразователя 19, пропорциональный скорости фильтрования, поступает в измеритель169709 4

ное устройство 22 и суммирующее устройство 26, куда подается аналогичный сигнал с заложенной в задатчик 24 программы. В случае, если скорость 5 фильтрования ниже заданной,' сигнал рассогласования поступает в управляющее устройство 29, которое с помощью исполнительного механизма 31 управляет работой насоса 32, дози10 рующего фракции 3 и 4 в разделяемую суспензию.

В описанной установке вспомогательное вещество классифицируют на 4 фракции, однако число фракций 15 может быть изменено и в самом простом случае используют всего две различные по крупности фракции. Аналогично может быть изменена и принятая двухступенчатая схема дозирования.

20 Выбор режима оптимизации процесса фильтрования определяется программой, заложенной в задающем устройстве 24.

Приме ρ 1. Фильтрование за25 грязненного минерального масла, отобранного из циркуляционно-масляной системы прокатного стана, производили на установке с проволочным патронным фильтром поверхностью 0,04 м²30 при постоянной скорости 3 м³/м^г« ч. Стремились воспроизвести условия работы промышленного фильтра.

Вначале на поверхность фильтра намыли слой фильтроперлита из расче₃₃ та 0,4 кг/м², затем смесь' фильтровального порошка и адсорбента (1,5 кг/м²). Процесс фильтрования вели при непрерывной записи давления на фильтре и чистоты фильтрата.

40 Кроме того, периодически измеряли цветность фильтрата. Фильтрование прекратили после достижения перепада давления на фильтре 0,35 МПа. Полученные результаты приведены в табли45 «^еΠ р и м е р 2. Фильтровальный порошок и адсорбент расклассифицировали на 2 фракции - крупную и мелкую. На поверхность фильтра намыли круп50 ную фракцию фильтро перлита (0,4кг/м¹), далее процесс фильтрования вели в автоматическом режиме с дозированием фракций по заданной программе, рассчитанной на продолжительность 55 _ецикла 36 ч. Процесс проводили при постоянной скорости 3 м³/м².ч. Результаты фильтрования приведены в таблице.

11.69709

Пример

Намывной слой	Скорость	Продолжи-	Содержание твердых	Расход вспо-
	фильтро-	тельность	примесей	могательных
	вания,	цикла, ч	в фильтрате,’	веще ств
	м³ /м². ч		мас.%	кг/м² \| г/м³

1	Стационарный	3,0	16,7	Менее 0,003	1,9	37,9
2	Ав том а тиче с кое
	дозирование			V
•	крупных и мелких фракций	3,0	34,8	Менее 0,003	1.7	16,3

I

Из таблицы видно, что при равной скорости продолжительность процесса фильтрования смазочно-охлаждающей жидкости на установке с классификацией вспомогательных веществ и автоматическим дозированием различных по крупности фракций в 2,1 раза выше, чем на намывных фильтрах с неклассифицировэнными порошками. В обоих случаях обеспечивается высокая частота фильтрата. Расход вспомогательных веществ на установке с классификацией в 2,3 раза ниже.

20 Таким образом, разработанная уста новка с классификацией вспомогательных веществ на различные по крупности фракции и автоматическим их дозированием в различном соотношении

25 в зависимости от параметров про цесса с свойств разделяемой суспензии позврляет вести процесс в оптимальном режиме и автоматически подбирать нмиболее бла30 гоприятнвй состав вспомагательных веществ.

• 1.169709

Исходная суспензия

Кпассиср. [ жидкость

Очищен.

продукт

фиг.1

1169709

фиг. 2

Claims

1. Способ фильтрования суспензий с вспомогательным веществом путем введения в суспенэио вспомогательного вещества, дозирование которого производят в зависимости от показаний расходомера и нефелометра, отличающийся тем, что,

с целью снижения расхода вспомогательного вещества, дозирование последнего ведут с переменным гранулометрическим составом, который автоматически выбирают в завиомости от перепада давлений на фильтрующей перегородке, скорости фильтрования и чистоты фильтрата, при этом вспомогательное вещество разделяют на фракции по крупности и дозируют их в различных соотношениях, причем мелкие фракции используют для повышения чистоты фильтрата, а крупные - для увеличения скорости фильтрования.

2. Устройство для фильтрования суспензий с вспомогательным веществом, содержащее центробежный насос для подачи фильтруемой суспензии, дозировочные насосы для подачи вспомогательного вещества, патронный фильтр, емкости для исходной суспензии, фильтрата и суспензии вспомогательного вещества, отличающееся тем, что, с. целью снижения расхода вспомогательного вещества, устройство снабжено классифицирующие устройством для разделения на фракции вспомогательного вещества, включающие установленный перед дозироврч* ньыи насосами классификатор, ротаметр и сборники отдельных фракций.

С

1 1169709 2