Методика расчета фильтр - пресса

Методика расчета фильтр - пресса (рис. 14) включает в себя определение технологических характеристик процесса фильтрования и необходимое число фильтров для обеспечения заданных общей производительности конструктивных параметрах аппарата. Кроме того, предлагается методика расчета суммарных материальных затрат на организацию процесса фильтрования в целом. Для этого предварительно необходимо вычислить свойства исходной суспензии и получаемых в ходе процесса фильтрата и осадка, а также константы фильтрования.

1. Удельное сопротивление осадка

,

где - среднее массовое удельное сопротивление несжимаемого осадка; s - степень сжатия осадка.

Рис. 14. Автоматический фильтр-пресс ФПАКМ: а-схема (1-фильтровальные плиты; 2-стяжка; 3,11-верхняя и нижняя плиты; 4,5-коллектор соответственно фильтрата и суспензии; 6-натяжное устройство; 7-фильтроваль-ная ткань; 8-привод передвижения ткани; 9-желоб; 10-транспортер; 12-электромеханическое зажимное устройство; 13-ролики; 14-ножи съема осадка; 15-нажимная плита;); б-схема работы фильтровальных плит (I-фильтрация; II-просушка осадка; III-выгрузка осадка; А-отвод фильтрата, концентрированной и слабой промывных вод; В-подача суспензии, промывной жидкости и воздуха; С-подача воды на диафрагму; 1-плита; 2-рама; 3-секция коллектора; 4-диафрагма; 5-спирали; 6-перфорированный лист).

2. Количество твердой фазы, отлагаемой на фильтре 1 м3 фильтрата

,

где r ф - объемная масса фильтрата, кг/м3; С1 и С2 - концентрация сухого вещества соответственно в суспензии и осадке, кг/кг.

3. Объем влажного осадка, отлагаемого 1 м3 фильтрата

,

где r c - объемная масса осадка, кг / м3.

4. Константы уравнений фильтрации и промывки

,

где m - динамическая вязкость фильтрата, кг · мин/м2 ; rm - удельное сопротивление осадка; p - давление фильтрации, кг/м2.

,

где m пр - динамическая вязкость промывки; n - число одновременно промываемых слоев осадка; pпр - давление промывки кг/м2; А - эмпирический определяемый коэффициент

,

где k - константа промывки; s 1 - начальная концентрация растворимого вещества в промывочной жидкости, %; s 2 - конечная концентрация растворимого вещества в промывной жидкости, %

5. Условный объем фильтрата на единицу площади:

,

где R0 - константа удельного сопротивления осадка, 1/м.

6. Максимальная производительность фильтр - пресса по фильтрату

,

где t в - вспомогательное время, мин.; F1 - площадь фильтрования, м2.

7. Минимальная продолжительность цикла работы фильтр - пресса

.

8. Минимальный удельный объем фильтрата, полученного за время фильтрации

.

9. Продолжительность процесса фильтрации

.

10. Продолжительность процесса промывки

.

11. Толщина осадка в раме фильтра

.

12. Необходимое число фильтров - прессов

,

где Q - производительность подаваемой суспензии, м3/мин.

13. При расчете фильтр - пресса по оптимальным условиям определяют следующие величины

- расходы по эксплуатации фильтр - пресса

,

где x - стоимость фильтр - пресса, тыс. руб.; i - время его амортизации, лет; z - число рабочих суток в году, сут; n1 - число рабочих часов в сутках.

- стоимость рабочих операций

A = a + b ,

где a - производственные затраты на фильтрацию, тыс. руб/ч;

- стоимость вспомогательных операций

B = b + d,

где d - затраты на загрузку, сборку и разборку фильтр - пресса, тыс. руб/ч.

14. Оптимальная продолжительность цикла

.

15. Оптимальная продолжительность фильтрации

.

16. Оптимальная продолжительность промывки

.

17. Минимальные затраты на один цикл работы

.

18. Оптимальная производительность фильтра

.

Определяем соотношение , которое определяет отклонение рассчитанного максимального количества фильтр - прессов от оптимума.

19. Оптимальное число фильтров для получения фильтрата в количестве Q:

.

20. Минимальные затраты при работе фильтр - пресса:

.

21. Оптимальный удельный объем получаемого фильтра:

.

22. Оптимальная толщина осадка в раме пресса:

.

23. Затраты на работу установки при максимальной производительности:

.

24. Число фильтр - прессов при их максимальной производительности:

.

25. Тогда затраты на работу установки составляют:

.