Пилотный ленточный вакуум-фильтр

Настольные опыты по фильтрации — листовой тест, воронка Бюхнера, бомбы давления — отвечают, как быстро обезвоживается пульпа и насколько влажным остаётся кек. Они не могут ответить на вопрос, который действительно решает покупку ленточного фильтра: удержится ли кек единым слоем, пока через него протягивают промывную воду, при такой скорости ленты, которая даёт нужную вам производительность. Для этого вопроса нужна движущаяся лента, и нужна достаточно малая, чтобы работать на нескольких кубометрах пульпы.

Этот пилотный ленточный вакуум-фильтр и есть такая установка. Это полноценный ленточный фильтр в миниатюре — зона гравитационного дренажа, зона вакуума, одна или несколько зон противоточной промывки и разгрузочный ролик, — поэтому пилотная кампания даёт числа, которые переносятся на машину полного размера, а не числа, которые придётся выводить заново.

Как работает машина

Пульпа подаётся через распределитель на движущуюся фильтровальную ткань. Первая секция — зона гравитационного дренажа без вакуума, где наиболее быстро отдающий влагу раствор покидает кек до включения вакуума; именно это сохраняет фильтрат чистым и предотвращает забивание ткани в точке подачи. Затем через щелевые или перфорированные опорные плиты под тканью подаётся вакуум, который увлекает оставшийся маточный раствор в приёмник фильтрата.

Промывная вода распределяется по поверхности кека в одной или нескольких зонах ниже по ходу и протягивается через кек тем же вакуумом, вытесняя маточный раствор, а не разбавляя его. Противоточная схема — конечная промывная вода на последней зоне, а этот фильтрат возвращается в предыдущую зону — и есть то, что позволяет двух- или трёхступенчатой промывке достигать высокой степени удаления растворённых веществ при низком отношении промывки. На разгрузочном конце ткань проходит через небольшой ролик, кек отламывается, а промывной душ очищает ткань перед возвратом.

Подбор пилотной установки под кампанию

Ширина ленты 300 мм и 500 мм закрывает большинство пилотных программ и даёт 0,3–2 м² активной площади фильтрации в зависимости от заданной длины вакуум-камеры. Скорость ленты регулируется примерно от 0,2 до 5 м/мин — это тот диапазон, в котором толщина кека и время пребывания обмениваются друг на друга. Вакуум регулируется примерно в пределах 0,04–0,07 МПа и задаётся вакуум-насосом и схемой приёмника.

Эти три переменные — площадь, скорость, вакуум — и есть то, для чего нужна кампания. При фиксированном вакууме рост скорости утоньшает кек, сокращает время сушки и повышает влажность; снижение даёт обратное. Прогон небольшой матрицы скорости и вакуума против измеренной влажности кека и тонн в час на квадратный метр даёт удельную производительность, по которой нужно подбирать машину полного размера. Влажность кека на пилоте должна достигаться при толщине кека, сопоставимой с проектным значением, иначе число не переносится.

Что измеряет пилотная кампания

• Удельная производительность в т/м²/ч по сухому твёрдому при реалистичной толщине кека.
• Конечная влажность кека в зависимости от вакуума, скорости ленты и типа ткани.
• Эффективность и отношение промывки по анализам промывной воды и фильтрата.
• Потребность в флокулянте или фильтровальной добавке и нужны ли они вообще.
• Работа ткани: скорость забивания, потребность в очистке, срок службы в вашем растворе.
• Чистота фильтрата, которая решает, можно ли вернуть его в процесс.

Где заканчивается стандартное исполнение

Смачиваемые части — нержавеющая сталь, ткань подбирается под задачу, но агрессивные растворы по-прежнему ставят границу. Пульпы с хлоридом выше следовых значений или со свободной кислотой при повышенной температуре требуют более легированного или футерованного исполнения, согласуемого на этапе расчёта. Температура пульпы выше примерно 60 °C также меняет спецификацию — и для ткани, и для уплотнений приёмника вакуума.

Равным образом ленточный фильтр — плохой выбор там, где твёрдое осаждается быстрее, чем его удаётся распределить, или где кек слизистый и не отходит на разгрузочном ролике. В таких случаях сравнение фильтр-пресса и ленточного фильтра обычно указывает в другую сторону. Пилотная кампания — самое дешёвое место, чтобы это выяснить; остальное семейство оборудования — в каталоге продукции.

Опции, которые стоит просчитать заранее

• Дополнительные промывные коробки для трёхступенчатой противоточной промывки.
• Рама вакуум-насоса и приёмника фильтрата под заданную площадь вакуум-камеры.
• Дозирование флокулянта и смешение в линии перед распределителем.
• Коллектор душа для промывки кека и душ очистки ткани с отдельным насосом.
• КИП: регистрация вакуума, скорости ленты, толщины кека и расхода фильтрата.

Сколько пульпы нужно на пилотную кампанию?

Закладывайте несколько кубометров на каждое условие: машина должна выйти на стационарный режим на ткани до отбора проб — обычно 10–20 минут работы, затем окно отбора по таймеру. Матрица из трёх условий на машине 500 мм — это спокойно несколько тонн пульпы, что обычно означает чановое выщелачивание или бочку заводского питания.

Можно ли на одной установке испытывать и промывку, и обезвоживание?

Да. С сухими промывными коробками это чистый опыт по обезвоживанию; при включении промывной воды тот же кек даёт эффективность и отношение промывки. Базовую линию по обезвоживанию стоит держать отдельно от опыта с промывкой, поскольку промывная вода меняет и влажность кека, и содержание растворённых веществ.

Почему нельзя просто масштабировать данные листового теста?

Потому что листовой тест подаёт вакуум на неподвижный кек без зоны гравитационного дренажа, без движения ткани и без пути вытеснения при промывке. Эти три различия как раз и определяют производительность ленточного фильтра и качество промывки, поэтому листовые данные подбирают вакуум-насос, а не ленту.

Пришлите анализ пульпы, целевую производительность и требования по промывке, и мы подберём ширину ленты, площадь вакуум-камеры и число промывных зон для кампании.