Placa de membrana y placa empotrada Prensas de filtro están hechos de una estructura resistente que sostiene varias placas revestidas con medios filtrantes.
Se utiliza presión hidráulica para mantener unidas las placas y se utiliza una bomba de alimentación de lodo de alta presión para empujar el material de lodo hacia los espacios vacíos entre las placas.
Mientras el agua filtrada fluye a través de las telas filtrantes en las superficies de las placas, los sólidos de la suspensión se recogen entre las placas.
Cuando ya no se puede verter más lechada en el filtro prensa, la bomba de alimentación de lechada se apaga y las placas se separan, lo que permite que las tortas caigan de la prensa por gravedad.
¿Qué es un ciclo de filtro prensa?
La tecnología de deshidratación utilizada en los filtros prensa de placa empotrada y de placa de membrana es un procedimiento por lotes por diseño. Para completar el proceso por lotes, se produce una sucesión de pasos del proceso y la suma de los procesos se conoce como ciclo de deshidratación de un filtro prensa.
Los siguientes pasos comprenden un ciclo de filtro prensa de placas normal:
- Cerrar/sujetar la placa filtrante
- Llenado \sRampa/Filtración
- El golpe central (opcional)
- El bizcocho está seco (opcional)
- Compresión de membrana (opcional)
- Soltar y abrir la placa del filtro
Placa de filtro paso de cierre/sujeción
Se utilizan un cilindro hidráulico y una placa móvil para cerrar las placas de filtro. Es necesaria una presión más baja para cerrar la pila de placas primero, seguida de una presión hidráulica extremadamente alta para sujetar las placas muy juntas.
La presión hidráulica de sujeción debe ser suficiente para soportar la presión generada por la bomba de alimentación de lodo mientras empuja el lodo hacia los espacios vacíos entre las placas de filtro.
Procedimiento de llenado
Se pone en marcha la bomba de alimentación y se llenan los espacios vacíos entre las placas de filtro sujetas.
La tasa de alimentación de lechada puede ser bastante alta y la presión de alimentación puede ser muy baja durante este paso de llenado.
El caudal de llenado se restringe ajustando la velocidad de la bomba para ayudar a disminuir el desgaste de la tela alrededor de las ubicaciones de los orificios de alimentación de la placa del filtro. Este caudal restringido se mantiene hasta que se alcanza la presión mínima de la bomba de alimentación.
Paso de rampa/filtración
Una vez que se alcanza la presión de alimentación mínima durante la etapa de llenado, la velocidad de la bomba de alimentación aumenta gradualmente para aumentar gradualmente la presión de alimentación.
Se aumenta la velocidad de la bomba de alimentación hasta obtener la presión deseada en la etapa de filtración. Mientras dura la etapa de filtración, la presión se mantiene constante.
A medida que avanza la fase de filtración, el caudal de la lechada disminuye a medida que las áreas vacías entre las placas del filtro se llenan con sólidos de la lechada deshidratados.
El paso de filtración se completa cuando el caudal de lechada alcanza un nivel mínimo predeterminado y se apaga la bomba de alimentación.
Paso del golpe principal (opcional)
Cuando se apaga la bomba de alimentación, queda algo de lodo en los orificios centrales de las placas de filtro. Un paso de soplado central utiliza agua de enjuague y/o aire comprimido para eliminar la lechada restante.
Primero se bombea agua de lavado hacia los orificios centrales para expulsar la lechada, seguido de aire comprimido para expulsar el agua de descarga y cualquier lechada restante.
En la mayoría de los casos, la lechada y el agua regresan al tanque de compensación de la lechada, donde pueden regresar a la prensa en ciclos consecutivos.
Etapa de secado de la torta (opcional)
Se bombea aire comprimido a través de las tortas de filtración mientras las tortas todavía se mantienen en las placas de filtración para eliminar el agua restante.
Cuando el material de la torta es excesivamente poroso y se requieren niveles de humedad de la torta muy bajos, se utiliza a menudo.
Paso de compresión de la membrana (opcional)
La etapa de compresión de la membrana, al igual que la etapa de secado de la torta, se utiliza para eliminar más agua de las tortas de filtración una vez creadas.
Las placas de membrana presentan superficies flexibles que se expanden cuando se aplica aire comprimido o agua. Debido a que las superficies aumentadas de las placas comprimen las tortas, se debe eliminar agua adicional.
Paso de desbloqueo y apertura de la placa filtrante
La alta presión de sujeción hidráulica se reduce una vez que se han completado todas las etapas de deshidratación.
El cilindro y la placa móvil continúan abriéndose para separar todas las placas filtrantes.
Un mecanismo de apertura de placa indexa cada placa para abrirla, permitiendo que el material de torta deshidratado caiga de las placas de filtro por gravedad.
Un nuevo ciclo de filtro prensa puede comenzar una vez que se hayan descargado todas las tortas.
Factores que afectan el tiempo del ciclo
Cada paso del ciclo del filtro prensa llevará algún tiempo, que estará determinado por las propiedades del material de la suspensión que se está deshidratando, así como por el diseño del filtro prensa.
FACTORES EN EL DISEÑO
Los siguientes son parámetros clave de diseño del filtro prensa que pueden influir en el tiempo del ciclo:
- espesor de la cámara
- Presión de alimentación de la bomba de lodo
- Velocidad de apertura y cierre de la placa filtrante.
- Disposición de la tela filtrante
espesor de la cámara
Debido al mayor volumen de lodo que se deshidratará entre las placas de filtro, las placas de filtro con mayor espesor de cámara requerirán más tiempo de llenado y filtración.
Presión de alimentación de una bomba de lodo
Las presiones más altas de la bomba de alimentación de lodo a menudo minimizan el tiempo de filtración.
Sólo probando material de muestra representativo a varias presiones de alimentación se puede estimar el ahorro de tiempo obtenido con mayores presiones de alimentación. La mayoría de los filtros prensa actuales están diseñados para funcionar a presiones máximas que oscilan entre 100 y 225 psi.
Es posible aplicar presiones de alimentación más altas para aplicaciones de deshidratación particulares.
Velocidad de apertura y cierre de la placa filtrante.
La velocidad con la que se puede abrir y cerrar el filtro prensa está determinada por la unidad de potencia hidráulica y el tamaño del cilindro hidráulico. Los tiempos típicos de apertura y cierre del cilindro hidráulico varían de uno a diez minutos.
La velocidad de apertura de la placa también está determinada por el diseño de desplazamiento de la placa del filtro prensa, pero normalmente es de uno a cinco segundos por placa.
Diseño de un tela filtrante
Las telas de filtro prensa son tejidos sintéticos compuestos de finos filamentos de nailon, polipropileno o poliéster. Para la deshidratación, se puede utilizar una variedad de tejidos y diseños textiles.
Las telas filtrantes están destinadas a atrapar partículas sólidas y al mismo tiempo permitir el paso del agua filtrada. Cuando se requiere una tela más densa para recolectar material con tamaños de partículas más finos, el paso del filtrado a través de la tela puede verse obstaculizado, lo que resulta en un mayor tiempo de filtración.
El diseño óptimo de la tela se determina en función de las características de deshidratación del material, así como de las mejores características de desgaste de la tela y liberación de torta.
Los siguientes son parámetros clave del proceso de deshidratación que pueden influir en el tiempo del ciclo:
- Densidad de la alimentación de lechada (porcentaje de sólidos de la lechada)
- La composición del purín (arcilla, ceniza, carbón, etc.)
- Distribución de tamaño de partículas de lodo.
- Agentes deshidratantes
Densidad de alimentación de purines
Las alimentaciones de lechada de alta densidad a menudo minimizan los tiempos de llenado y filtración. Con porcentajes de sólidos de lodo más altos, la cantidad de sólidos forzados a ingresar a las cámaras del filtro prensa ocurre más rápidamente, lo que resulta en tiempos de ciclo más cortos.
La composición del purín
La tasa de eliminación de agua se ve afectada por el contenido del material de la suspensión que se está deshidratando.
Los materiales absorbentes, o materiales hidrófilos amantes del agua, pueden ser difíciles de deshidratar y pueden requerir duraciones de filtrado prolongadas o auxiliares de filtrado.
Los materiales hidrofóbicos, o aquellos que naturalmente repelen el agua, se deshidratarán mucho más fácilmente, lo que reducirá el tiempo de filtración.
Distribución de tamaño de partículas de lodo.
Los lodos con partículas más grandes y redondas se deshidratan más fácilmente que los lodos con partículas más finas que se pueden compactar más fácilmente.
Los materiales arcillosos finos pueden ser partículas muy planas que se compactan firmemente entre sí, lo que hace prácticamente imposible eliminar el agua entre ellas.
Agentes deshidratantes
Se pueden aplicar productos químicos o auxiliares de deshidratación para reducir el tiempo de filtración cuando los ingredientes de la lechada son difíciles de deshidratar.
La perlita, la tierra de diatomeas (DE) y la cal hidratada con alto contenido de calcio son las ayudas más utilizadas. La perlita y la DE son minerales que existen de forma natural y proporcionan partículas más grandes en la suspensión, lo que permite extraer el agua más fácilmente.
Agregar cal hidratada puede ayudar a que el material de la lechada libere agua químicamente con mayor libertad.
Todas estas variables se consideran al construir un filtro prensa para lograr la máxima eficiencia de deshidratación para cada aplicación.