При подборе фильтр-пресса необходимо учитывать массу сухого вещества, которую требуется отделить, объём кека за один цикл и время, отведённое на цикл. Одного расхода пульпы недостаточно. При одинаковом расходе две пульпы могут требовать оборудования разного размера из-за различий в концентрации твёрдой фазы, гранулометрическом составе, скорости фильтрования или требуемой влажности кека.
Ниже приведён порядок предварительного расчёта. Его результат помогает определить исходные требования к оборудованию и испытаниям, но сам по себе не подтверждает производительность конкретной модели.
1. Соберите исходные данные
Перед расчётом подготовьте следующие сведения:
| Параметр | Для чего он нужен |
|---|---|
| Расход пульпы, м³/ч | Показывает объём подачи на фильтр-пресс |
| Плотность пульпы, т/м³ | Позволяет перевести объём пульпы в массу |
| Содержание сухого вещества, % по массе | Определяет массу задерживаемой твёрдой фазы |
| Число рабочих часов в сутки | Определяет суточную нагрузку |
| Целевая доля сухого вещества в кеке, % по массе | Нужна для расчёта массы влажного кека |
| Объёмная плотность влажного кека, т/м³ | Позволяет перевести массу кека в объём |
| Время полного цикла | Определяет число партий за рабочий период |
| Крупность частиц, температура и свойства пульпы | Влияют на скорость фильтрования, выбор ткани и выгрузку кека |
В приведённых ниже формулах концентрация сухого вещества выражается в массовых долях. Если лаборатория указала объёмную концентрацию, её нельзя без пересчёта подставлять вместо массовой.
Полный цикл включает заполнение, фильтрование, промывку или продувку воздухом, если они предусмотрены, открытие пакета плит, выгрузку кека, необходимую очистку и закрытие. Если учитывать только время подачи пульпы насосом, расчётное число циклов окажется завышенным.
2. Рассчитайте нагрузку по сухому веществу
Сначала определите массу сухого вещества, поступающего за час:
Сухое вещество (т/ч) = Расход пульпы (м³/ч) × Плотность пульпы (т/м³) × Массовая доля сухого вещества
Затем рассчитайте суточную нагрузку:
Сухое вещество (т/сут) = Сухое вещество (т/ч) × Число рабочих часов в сутки
Например, содержание сухого вещества 20 % по массе подставляется как 0,20.
Этот этап даёт ответ на основной вопрос о нагрузке: сколько тонн сухого материала фильтр-пресс должен задержать за доступное рабочее время?
3. Определите число циклов
Оцените, сколько полных циклов помещается в рабочий период:
Циклов в сутки = Доступное рабочее время в сутки (ч) ÷ Время полного цикла (ч)
Распределите суточную нагрузку между ними:
Сухое вещество за цикл (т) = Сухое вещество в сутки (т) ÷ Число циклов в сутки
Если получено дробное число, сверьте его с фактическим графиком. Например, расчётные 4,5 цикла не означают, что за смену удастся завершить пять полных партий. Учтите запуск, остановки и плановую очистку, если их время ещё не включено в цикл.
4. Переведите массу сухого вещества в объём кека
В камерах находится влажный кек, а не только сухое вещество. Сначала найдите массу влажного кека за цикл:
Масса влажного кека за цикл (т) = Сухое вещество за цикл (т) ÷ Массовая доля сухого вещества в кеке
После этого определите его объём:
Объём влажного кека за цикл (м³) = Масса влажного кека за цикл (т) ÷ Объёмная плотность влажного кека (т/м³)
Если влажность указана по массе влажного кека, вычтите её из 100 %, чтобы получить долю сухого вещества. Так, влажность 30 % в расчёте на влажную массу соответствует 70 % сухого вещества; в формулу подставляется 0,70.
Плотность кека и достижимую влажность следует измерять либо подтверждать испытаниями представительной пробы. Для всех руд и пульп эти показатели не одинаковы.
5. Пример предварительного расчёта
Все приведённые ниже значения — условные исходные данные для примера. Они не являются результатами работы оборудования XINGAONAI.
| Параметр | Принятое значение |
|---|---|
| Расход пульпы | 2 м³/ч |
| Плотность пульпы | 1,20 т/м³ |
| Сухое вещество в пульпе | 20 % по массе |
| Доступное рабочее время | 8 ч/сут |
| Время полного цикла | 2 ч |
| Сухое вещество в кеке | 70 % по массе |
| Объёмная плотность влажного кека | 1,50 т/м³ |
Шаг A — Сухое вещество за час
2 × 1,20 × 0,20 = 0,48 т/ч
Шаг B — Сухое вещество за сутки
0,48 × 8 = 3,84 т/сут
Шаг C — Полные циклы за сутки
8 ÷ 2 = 4 цикла/сут
Шаг D — Сухое вещество за цикл
3,84 ÷ 4 = 0,96 т/цикл
Шаг E — Масса влажного кека за цикл
0,96 ÷ 0,70 ≈ 1,37 т/цикл
Шаг F — Объём влажного кека за цикл
1,37 ÷ 1,50 ≈ 0,91 м³/цикл
При принятых допущениях образуется около 0,91 м³ влажного кека за одну партию. Это не означает, что достаточно выбрать пресс с номинальным объёмом камер ровно 0,91 м³. Поставщик должен подтвердить полезный объём камер, характер их заполнения, необходимый запас при подборе и время цикла, проверенное на фактической пульпе.
6. Проверьте объём камер, площадь фильтрования и конструкцию
Объём камер показывает, сколько кека пакет плит может вместить за одну партию. Площадь фильтрования характеризует рабочую поверхность ткани, через которую отводится жидкость. Оба параметра важны, но описывают разные стороны работы фильтра.
Большая площадь сама по себе не подтверждает определённую часовую производительность. Скорость фильтрования зависит от свойств пульпы, толщины кека, состояния ткани и рабочего давления. Достаточный объём камер также не поможет выполнить суточный план, если цикл слишком продолжителен. Поэтому при подборе учитывают свойства материала и результаты испытаний; в материалах McLanahan о фильтр-прессах среди факторов выбора указаны объём камер и параметры процесса.
Уточните и конструкцию пакета плит. В собственно плитно-рамном прессе плиты и рамы представляют собой отдельные элементы. В камерном и мембранном прессах камеры образуются иначе. Размеры камер и последовательность работы нужно проверять применительно к предложенной конструкции.
При рассмотрении коммерческого предложения запросите полезный объём камер, эффективную площадь фильтрования, схему пакета плит, допустимое давление подачи и ожидаемое время полного цикла для испытанных условий. Площадь из таблицы характеристик не является подтверждённой производительностью.
7. Испытайте пульпу до окончательного выбора модели
Испытание представительной пробы должно помочь определить:
Время заполнения и фильтрования одной партии.
Влажность кека к намеченному концу цикла.
Плотность влажного кека и условия его выгрузки.
Прозрачность фильтрата.
Подходящий материал ткани и её проницаемость.
Необходимость промывки или продувки воздухом.
Если состав пульпы заметно меняется от смены к смене или зависит от участка добычи, испытывайте представительный диапазон проб, а не только материал, который фильтруется легче всего. В статье о выборе фильтровальной ткани для фильтр-пресса объясняется, почему ткань и её посадка должны соответствовать условиям процесса.
Давление фильтрования со стороны пульпы создаёт подающий насос. Гидравлическая система закрытия удерживает пакет плит сомкнутым. Это разные функции: давление в гидросистеме закрытия нельзя принимать за давление фильтрования при испытании.
8. Что направить для подбора оборудования
Чтобы получить рекомендацию по модели от XINGAONAI, сообщите расход пульпы, режим работы, концентрацию твёрдой фазы с указанием, измерена ли она по массе, плотность пульпы, вид материала и гранулометрический состав, требуемую влажность кека, требования к фильтрату, имеющиеся результаты испытаний, а также условия электроснабжения и эксплуатации. Если фильтр-пресс уже работает, приложите размеры и число плит, объём камер и записи о фактическом времени циклов.
В качестве отправной точки можно посмотреть плитно-рамный фильтр-пресс XINGAONAI, после чего запросить данные о камерах и испытаниях для выбора модели под вашу пульпу. Если способ обезвоживания ещё не определён, ознакомьтесь со сравнением обезвоживающего грохота, фильтр-пресса и сгустителя.
