회전식 진공-드럼

Rotary vacuum-drum filter
올리버형 회전식 진공 드럼 필터.

회전식 진공 필터 드럼은 원통형 필터 막으로 구성되어 있으며, 이 막은 부분적으로 슬러리에 서브머지되어 필터링됩니다.드럼 내부는 주변 압력보다 낮게 유지되어 있습니다.드럼이 슬러리를 통해 회전하면 액체가 막을 통해 흡입되어 드럼이 물에 잠기는 동안 고형물이 막 표면에 케이크에 남습니다.칼이나 칼날이 제품을 [1]표면에서 긁어낼 수 있도록 배치되어 있습니다.

이 기술은 슬러리, 응집된 현탁액 및 고형분 액체에 매우 적합하며, 다른 형태의 필터가 막힐 수 있습니다.일반적으로 규조토(DE) 또는 Perlite로 필터 보조제를 사용하여 미리 코팅합니다.일부 구현에서는 나이프가 필터 매체의 일부도 잘라내 드럼이 회전할 때 액체로 들어가는 새로운 매체의 표면을 드러내기도 합니다.이러한 시스템은 표면이 제거될 때 자동으로 칼을 전진시킵니다.

기본적인 기초

회전식 진공 드럼 필터

1872년에 특허를 취득한 회전식 진공 드럼 필터([2]RVDF)는 산업용 액체-용액 분리에 사용되는 가장 오래된 필터 중 하나입니다.광범위한 산업용 처리 플로우 시트를 제공하며, 탈수, 세척 및/또는 명확화를 유연하게 적용할 수 있습니다.

회전식 진공 필터는 천으로 덮인 큰 회전 드럼으로 구성됩니다.드럼은 액상 또는 고체 슬러리가 들어 있는 트로프 위에 축 방향으로 매달려 있으며 스크린 면적의 약 50~80%가 슬러리에 잠겨 있습니다.

드럼이 수조 안과 밖으로 회전함에 따라 슬러리는 천 표면에서 흡인되어 케이크로 액체 또는 고체 현탁액에서 회전한다.케이크가 회전하고 있을 때, 그것은 건조 구역에서 탈수된다.진공 드럼이 케이크를 계속 빨아들이고 물을 빼기 때문에 케이크는 건조합니다.분리 마지막 단계에서 케이크는 고형물로 배출되고 드럼은 다른 분리 사이클로 연속 회전한다.

적용범위

응용 프로그램:

  • 회전 필터는 대량의 슬러리를 연속적으로 작동시키는 데 가장 적합합니다.
  • 슬러리에 상당한 양의 고형물이 포함되어 있는 경우, 즉 15~30%의 범위이다.
  • 의약 적용의 예로는 탄산칼슘, 탄산마그네슘 및 전분의 수집이 있다.
  • 항생제 제조 시 발효액에서 균사체가 분리되는 것.
  • 블록 및 즉각적인 효모 생산.

장점과 제한

회전식 진공 드럼 필터는 다른 분리 방법과 비교하여 다음과 같은 장점과 제한이 있습니다.

이점

  • 회전식 진공 드럼 필터는 연속 자동 운전이므로 운전 비용이 저렴합니다.
  • 회전하는 드럼 속도의 변화를 사용하여 케이크 두께를 조절할 수 있습니다.
  • 프로세스는 쉽게 변경할 수 있습니다(필터 프로세스 프리코팅).
  • 샤워 장치를 추가하여 비교적 깨끗한 제품을 만들 수 있습니다.

단점들

  • 구조상 압력차는 이론적으로 대기압(1bar)으로 제한되며 실제로는 다소 낮다.
  • 드럼 외에 교반기, 진공 펌프, 진공 리시버, 슬러리 펌프 등 다른 부속품이 필요합니다.
  • 방전 케이크에는 잔류 수분이 포함되어 있습니다.
  • 케이크는 진공 시스템에 의해 공기가 유입되어 균열이 생기기 쉬우므로 세탁 및 건조가 효율적이지 않습니다.
  • 진공 펌프에 의한 높은 에너지 소비.

사용 가능한 설계

회전식 진공 드럼 필터에 사용되는 방전에는 기본적으로 벨트, 스크레이퍼, 롤, 스트링, 프리코트 방전 등 5종류가 있습니다.

벨트 방전

필터 케이크를 배출하면서 드럼이 회전할 때마다 필터 천이 양쪽으로 세탁됩니다.이 메커니즘의 제품은 일반적으로 끈적끈적하고 습하며 얇기 때문에 배출 롤의 도움이 필요합니다.벨트 방전은 적당한 고체 농도의 슬러리를 사용하거나 슬러리가 케이크 형성을 위해 여과하기 쉽거나 상기 슬러리의 분리를 위해 보다 긴 내마모성을 원하는 경우 사용한다.[3][4]

스크레이퍼 방전

이것은 표준 드럼 필터 방전입니다.필터 케이크를 배출 슛으로 리다이렉트 하는 스크레이퍼 블레이드는 통에 들어가기 직전에 케이크를 필터 천에서 제거한다.스크레이퍼 방전은 원하는 분리가 높은 여과율을 필요로 하거나 무거운 고체 슬러리를 사용하여 케이크 형성이 용이하거나 상기 슬러리의 [3][4]분리를 위해 보다 긴 내마모성을 원하는 경우에 사용한다.

롤 방전

얇고 붙는 경향이 있는 케이크에 적합한 배출 옵션입니다.드럼 위의 필터 케이크와 배출 롤을 서로 눌러 얇은 필터 케이크가 드럼에서 벗겨지거나 당겨지도록 한다.배출 롤에서 고형물을 제거하는 작업은 나이프 블레이드를 통해 수행됩니다.원하는 분리가 높은 여과율을 필요로 하는 경우, 고형분 슬러리를 사용하거나 슬러리가 케이크 형성을 위해 여과하기 쉬운 경우, 또는 방전된 고형물이 끈적끈적하거나 진흙 같은 [3][4]케이크일 경우 방전된 롤을 사용한다.

스트링 방전

얇고 깨지기 쉬운 여과액 케이크는 보통 이 방전의 최종 산물입니다.재료는 불안정성과 교란으로 인해 고체에서 액체로 상변화가 가능합니다.2개의 롤러가 스트링을 드럼 표면으로 되돌리는 동시에 롤러를 통과할 때 여과액 케이크가 분리됩니다.실 배출의 적용은 제약 및 전분 산업에서 볼 수 있다.고농도 슬러리를 사용하거나 슬러리가 케이크 형성을 위해 여과하기 쉬운 경우 또는 방전된 고체가 섬유질, 끈질, 펄피일 경우 또는 상기 슬러리의 분리에 대해 보다 긴 내마모성을 원하는 경우 스트링 방전을 사용한다.

프리코트 방전

일반적으로 이 방전의 적용은 필터 매체를 완전히 블라인드하는 필터 케이크의 생산과 저농도 슬러리를 가진 공정에서 볼 수 있다.케이크 형성이 어려운 고체농도 슬러리를 사용하거나 케이크 [3][4]생산을 위해 여과하기 어려운 슬러리를 사용할 경우 프리코트 방전이 사용됩니다.

주요 프로세스 특성 및 평가

일반적으로 회전식 진공 드럼 필터의 주요 공정은 진공에 의해 고형물이 여과 매체를 통해 액체로부터 분리되는 연속 여과이다.필터 천은 필터에서 가장 중요한 구성 요소 중 하나이며 일반적으로 폴리머 실을 짜서 만듭니다.최적의 천을 선택하면 여과 성능이 향상될 수 있습니다.처음에는 수조에 슬러리를 주입하고 드럼이 회전함에 따라 부분적으로 슬러리에 잠긴다.진공은 액체와 공기를 필터 매체를 통해 샤프트 밖으로 끌어당겨 케이크 층을 형성합니다.교반기는 질감이 거칠고 빠르게 침하하고 있을 때 슬러리를 조절하기 위해 사용된다.드럼 표면에 고인 고형물은 3분의 2 회전 후 세척 건조시켜 자유 [5]수분을 모두 제거한다.

세척 단계에서 세척액을 드럼에 부을 수도 있고 케이크에 뿌릴 수도 있다.케이크 압착은 선택 사항이지만, 케이크 균열을 방지하고 습기를 제거해 주는 것이 장점입니다.케이크 배출은 스크레이퍼 블레이드에 의해 케이크 표면에서 모든 고형물을 제거하고 드럼이 슬러리에 [5]다시 들어갈 때 깨끗한 표면을 남기는 것입니다.방전에는 스크레이퍼, 롤러, 스트링, 엔드리스 벨트, 프리코트 [4]등이 있습니다.여과액과 공기는 내부 파이프, 밸브를 통해 진공 리시버로 흘러 들어가 액체와 기체의 분리가 일어나 투명한 [6]여과액을 생성합니다.프리코트 여과는 여과액의 높은 투명도를 생성하는 데 이상적인 방법입니다.기본적으로 드럼 표면에 규조토(DE)나 펄라이트 등의 필터 보조제를 미리 도포하여 여과성을 향상시키고 케이크 투과성을 높인다.그런 다음 기존의 회전식 진공 드럼 필터와 동일한 프로세스 사이클을 거치지만, 프리코트 필터는 보다 정밀도가 높은 블레이드를 사용하여 케이크를 [5]긁어냅니다.

필터는 드럼 또는 필터 영역의 크기와 가능한 출력으로 평가됩니다.일반적으로 필터 면적 1평방피트당 건조 고형물의 시간당 파운드 단위로 출력됩니다.보조 부품의 크기는 필터의 면적과 사용 유형에 따라 달라집니다.회전식 진공 필터는 다양한 재료를 다룰 때 유연하기 때문에 추정 고형물은 평방피트당 시간당 5 ~ 200파운드입니다.프리코트 방전의 경우 솔리드 출력은 [4]평방피트당 시간당 약 2~40갤런입니다.여과 단계에서 여과액이 필터 드럼에 고이는 것을 현저하게 방지함으로써 필터 케이크의 건조성에 대해서도 여과 효율을 향상시킬 수 있다.예를 들어 필터를 여러 개 사용하면 두 개 대신 세 개의 필터 단위를 실행하면 케이크가 더 두꺼워지고 여과액이 더 선명해집니다.이것은, 생산 [5]코스트와 품질에 있어서도 메리트가 있습니다.

휴리스틱스 설계 프로세스

기본 조작 파라미터 휴리스틱스

회전식 진공 드럼 필터의 두 가지 기본 작동 매개 변수는 VAT 레벨과 드럼 속도입니다.이들 파라미터는 필터 성능을 최적화하기 위해 서로 의존적으로 조정됩니다.밸브 레벨은 필터의 비율 필터 사이클을 결정합니다.필터 주기는 그림 1과 같이 필터 드럼 회전, 슬러리로부터의 케이크 형성 방출 및 케이크 형성 건조 기간으로 구성됩니다.기본적으로 여과 속도를 최대화하기 위해 통을 최대 수준으로 작동시킵니다.방전된 고형물이 얇고 끈적거리는 케이크 형태이거나 방전된 고형물이 매우 [4][7][8]두꺼우면 통의 양을 줄이십시오.

통의 양이 감소하면 드럼의 슬러리 하부에 침지되는 부분이 감소하여 케이크 성형면의 표면노출이 많아지고 건조시간비에 대한 케이크 형성이 커진다.그 결과 형성된 고체의 수분 함량이 줄어들고 고체의 두께가 감소합니다.저배트 레벨에서 동작할 뿐만 아니라 드럼 회전당 유량이 감소하고 궁극적으로 얇은 케이크 형성이 발생합니다.프리코트 방전의 경우 필터 보조 효율이 높아집니다.드럼 속도는 필터 출력의 구동 요소이며, 단위는 드럼 회전당 분 단위입니다.정상 작동 조건에서 드럼 속도를 조정하면 그림 2와 같이 필터 처리량과 비례하는 관계를 얻을 수 있습니다.

방전 메커니즘 조정 휴리스틱스

엔드리스 벨트

케이크가 형성되기 좋은 표면을 얻기 위해 필터 천을 선택합니다.내마모성을 높이기 위해 원단 구성 패턴에 트윌 위브 변형을 사용합니다.벨트 장력, 탈문봉 높이, 세척수량 및 배출 롤 속도는 필터 천의 과도한 마모를 방지하기 위해 케이크 형성 경로를 잘 유지하도록 세심하게 조정됩니다.

스크레이퍼

양호한 마모와 견고한 결합 특성을 얻으려면 필터 천을 선택하십시오.높은 마모를 방지하기 위해 적당한 역압을 사용하십시오.필터 천에서 케이크가 제거될 정도로 블로우백 압력을 짧게 조절합니다.밸브 본체의 튜닝은 과도한 여과물이 파이프에서 방출 케이크 고체로 강제 역류하는 것을 방지하기 위해 중요합니다. 이렇게 하면 마모 및 필터 매체의 유지보수가 최소화되기 때문입니다.

굴리다

견고한 결합 저항성과 양호한 케이크 방출을 얻으려면 필터 천을 선택합니다.보다 효과적인 케이크 릴리스를 위해 코팅된 천을 사용하고 견고한 결합 필터 천으로 인해 더 오래 지속되는 천을 사용하십시오.배출 롤 속도와 드럼 속도는 모두 같아야 합니다.스크레이퍼 나이프를 조절하여 토출 롤에 상당한 힐을 남기면 케이크가 연속적으로 옮겨집니다.

스트링

정렬 타인 바를 조정하여 줄이 끊어지지 않도록 하여 스트링의 횡압을 최소화하십시오.세라믹 튜브를 각 정렬된 타인 바 위에 배치하여 [4]현의 베어링 표면 역할을 합니다.

프리코트

사용된 필터 보조 장치에 따라 필터 천을 선택하고(필터 보조 장치 선택 참조), 드럼 회전당 나이프의 진행 속도를 최적화하도록 전진 나이프를 조정합니다(자세한 내용은 고급 블레이드 섹션에서 설명).

프리코트 필터 작동 휴리스틱스

필터 보조 도구 선택: 필터 보조 장치는 실제 필터 미디어 역할을 하는 리코트 케이크이며 규조토 또는 펄라이트 두 가지 유형이 있습니다.고려해야 할 중요한 매개변수는 프리코트 케이크에 대한 고체 침투와 그 한계 0.002 ~ 0.005인치 침투 두께입니다.많은 양의 필터 보조 장치가 사용됩니다."개방형" 필터 보조 장치가 더 많이 제거되어 폐기 비용이 높아집니다.필터 보조 장치를 거의 사용하지 않는 경우.'타이트'하면 드럼으로 유입되는 유량이 없어집니다.이 비교는 다음과 [4]같이 그림 5에 나타나 있습니다.

고도의 블레이드

칼의 대략적인 진행 속도는 아래 표 6을 사용하여 일련의 작동 조건에 대해 결정할 수 있습니다.이 표에는 1인치 프리코트 케이크에서 필터가 작동할 수 있는 시간이 나와 있습니다. 필요한 조건은 어드밴스 블레이드가 일정한 위치에 있어야 한다는 것입니다.이 방법을 사용하여 최적의 작동 범위를 확인할 수 있습니다.

조작 파라미터가 최적범위보다 높을 경우 사용자는 나이프 진행률을 낮추고 보다 엄격한 등급의 필터 보조장치를 사용할 수 있습니다.따라서 사용되는 필터 보조 장치(자본 비용 절감)와 제거되는 필터 보조 장치(폐기 비용 절감)가 줄어듭니다.그러나 조작 파라미터가 최적범위보다 낮으면 나이프 진행률을 높이고(생산량을 늘림), 드럼 속도를 낮출 수 있어 필터 공기사용량을 줄일 수 있다([4]작업비용 절감).

두꺼운 폐기물 흐름의 사후처리 필요

염소 처리

염소를 물에 녹여 염산 차아염소산을 생성하는 가장 일반적으로 사용되는 후처리입니다.후자는 세포벽을 [9]뚫고 박테리아, 바이러스, 원생동물 등의 병원균을 제거할 수 있는 살균제 역할을 한다.

자외선 복사

폐기물 스트림에 자외선이 조사됩니다.돌연변이를 일으키는 병원체 세포를 교란시켜 세포 복제를 방지하여 자외선 소독을 한다.결국 돌연변이 세포는 멸종하고 [9]이 과정은 냄새를 제거한다.

오조네이션

기류는 오존에 노출되어 있고 대기 상태에서는 오존이 불안정하다.오존(O3)은 산소(O2)로 분해되고 더 많은 산소가 스트림에 용해됩니다.그 병원체는 산화되어 이산화탄소를 형성한다.이 공정은 스트림의 냄새를 제거하지만 [9]존재하는 이산화탄소의 영향으로 인해 약산성 제품을 생성합니다.

정화장치 폐기물류 사후처리 필요

매립지

폐기물 배출물은 건조 바이오 용액으로 토지 안정제로 사용될 수 있으며, 이는 시장에 유통될 수 있다.토지 안정제는 폐광지 등 주변 토지를 매립하는 데 사용된다.이 과정은 땅을 처음의 [9]모습으로 복원하는 데 도움이 될 것이다.

소각

폐기물 배출은 유기 고형물이 연소 과정을 거치는 소각 시설로 보내질 수 있습니다.연소 과정에서 전기를 [9]발생시키는 데 사용할 수 있는 열이 발생합니다.

새로운 개발

사용 가능한 회전식 진공 드럼 필터 설계는 물리적 측면과 특성에 따라 다릅니다.여과 영역의 범위는 0.5m에서2 125m입니다2.디자인 크기를 불문하고, 케이크 세척과 진공 작용의 효율성을 보장하기 때문에 필터 천 세척이 우선입니다.단, 소형 설계가 대형 회전식 진공 드럼 필터보다 유지 보수, 에너지 사용 및 투자 비용이 적기 때문에 더 경제적입니다.수년간 이 기술 드라이브는 디자인, 성능, 유지 보수 및 비용 측면에서 회전식 진공 드럼 필터를 중심으로 개발을 더욱 진전시켰습니다.그 결과 실험실 규모에서 파일럿 규모까지 다양한 소형 회전 드럼 진공 필터가 개발되었습니다.이러한 필터는 모두 소규모 애플리케이션(대학 내 연구실 등)에 사용할 수 있습니다.고성능 용량, 저유량 저항 및 최소 압력 손실의 최적화된 여과수 배수 기능은 그 장점 중 일부에 불과합니다.고급 제어 시스템이 자동화를 촉진함에 따라 필요한 주의 작업이 감소하여 운영 비용이 절감되었습니다.또한 기술의 진보로 프리코트는 사람 머리카락의 1/20 두께로 자를 수 있으며, 따라서 프리코트의 사용을 보다 효율적으로 할 수 있습니다. 관리 및 청소가 용이하여 운영 및 자본 비용을 절감할 수 있습니다.리딩 및 트레일링 파이프를 설치하면 전체 셀 비우기를 신속하게 수행할 수 있습니다.필터 천은 일반적으로 회전식 진공 드럼 필터 구축에서 비용이 많이 드는 부품 중 하나이기 때문에 유지 보수에 대한 우선순위를 상당히 높게 유지해야 합니다.수명이 길수록 손상에 대한 보호와 일관된 성능은 간과해서는 안 되는 몇 가지 기준입니다.생산원가와 품질을 고려하는 것 외에 케이크 세척과 케이크 두께는 공정에서 중요한 문제입니다.케이크 탈수 각도가 크고 케이크 워싱이 잘 되어 있는 동안 케이크 수분량을 최소로 유지하는 방법이 실시되었습니다.또, 완전한 케이크 토출 외에 균일한 두께의 필터 케이크도 가능하다.[5][12]

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Stickland AD, White LR, Scales PJ (April 2011). "Models of rotary vacuum drum and disc filters for flocculated suspensions". AIChE Journal. 57 (4): 951–61. doi:10.1002/aic.12310.
  2. ^ "Rotary Vacuum Drum Filter Manufacturer (Stainless Steel Mesh) Compositech Filters Manufacturer".
  3. ^ a b c d 진공 드럼 필터 [온라인]:https://www.westech-inc.com/products/vacuum-drum-filter
  4. ^ a b c d e f g h i j Haug, G. (1999) Eagle-Picher Minerals Inc. 로터리 진공 필터 설계 및 성능 측면
  5. ^ a b c d e Sparks, T. (2012) 고액 여과 - 비용 및 환경 영향 최소화, 품질 및 생산성 극대화, Elsevier
  6. ^ http://www.komline.com/downloads/brochures/KS-rdvf.pdf[베어 URL PDF]
  7. ^ A. L. Genter, (1956), 진흙의 컨디셔닝 및 진공 여과, 수질환경연맹, 28:7, 페이지 829–840
  8. ^ B. A. Perlmutter, (2000), 회전 압력 필터로 프로세스 작업 개선, BHS-Filteration Inc, 회수 날짜: 2013년 9월 31일, [온라인]:http://www.bhs-filtration.com/improvingProcOpsRotary.pdf
  9. ^ a b c d e F. L. 버튼, H.D.Stensel, (2011), 폐수 엔지니어링:치료 및 재사용 (제4판), Tata McGraw-Hill 교육
  10. ^ "Laboratory Scale RDVF". Retrieved 2016-07-27.
  11. ^ "Cutting Precoat to 1/20th the Thickness of a Human Hair - Filtration Services". 2016-06-03. Retrieved 2016-07-27.
  12. ^ BOKELA 로터리 드럼 필터 [온라인]:http://www.bokela.de/uploads/media/TFI-prosp_e_06.pdf

추가 정보

외부 링크

베트남제 드럼 필터