Размеры промышленных фильтрующих резервуаров основываются на требуемом качестве фильтрата, максимальном потоке, физических свойствах жидкости, содержащемся твердом составе, доступном давлении и рабочем цикле. Само по себе объем сосуда не определяет фильтрующий потенциал. Качество фильтрации обычно оценивается по площади слоя, глубине слоя и условиям промывки; эффективность фильтрационного элемента оценивается по площади фильтрующего элемента, сопротивлению элемента, емкости для грязи и доступности для обслуживания. Перед сравнением размеров уточните параметры фильтрации. В этом руководстве описан рабочий процесс выбора размеров для покупателей промышленных систем фильтрации жидкостей, с особым упором на разницу между резервуарами для фильтрующих материалов и корпусами с повторно используемыми элементами. Изображения иллюстрируют корпус фильтрующего элемента из титанового провода YIYI и не подразумевают, что это песчаный фильтр или что какая-либо производительность распыления была проверена.
Определите, что должен удалить фильтр
Начните с образца отвода сточных вод и измеримого требования к последующему процессу. Опишите содержание суспендированных твердых частиц, распределение размера частиц, ожидаемую изменчивость и то, являются ли они твердыми, мягкими, волокнистыми или деформируемыми. Запишите последствия прорыва: блокировка распылительной насадки, повреждение теплообменника, неприемлемый внешний вид продукта и контроль микробов требуют использования разных доказательств и критериев приемлемости.
Механическая фильтрация частичек не устраняет автоматически растворенные соли или все микроорганизмы. Если причиной проблемы является растворенная в воде загрязняющая примесь, выбор более крупного фильтрующего устройства может не решить эту проблему. Руководство EPA по очистке воды отделяет механизмы фильтрации и мембранной очистки. С осторожностью применяйте его принципы к промышленным жидкостям; примеры питьевой воды не являются доказательством эффективности химических процессов.
Определите метод измерения для требования к выходному продукту. Заявление о том, что “продукт должен быть прозрачным”, не может служить подлинным основанием для достоверного сравнения, если все не понимают, как оценивается прозрачность. Постарайтесь дать поставщику целевой показатель удаления частиц, показатель турбулентности или другой соответствующий согласованный критерий вместе с условиями испытания. Необходимо сохранять различие между требованиями к процессу и заявлением о характеристиках продукта.
Выберите механизм фильтрации перед выбором размера сосуда
Результаты поиска по темам «промышленные фильтрующие резервуары» часто приводят к упоминанию мультимедийных, углекислотных и водоочистных агрегатов. Они не подходят для замены металлического корпуса с пористыми элементами. Для гранулированных фильтров может потребоваться дополнительное пространство для расширения и системы распределения. Корпусы элементов требуют подходящего места для установки, уплотнителей, эффективной площади и доступа к элементам. Результаты расчета одного типа агрегата не могут быть перенесены на другой только потому, что оба имеют цилиндрические оболочки.
При системе элементов спросите, является ли процесс очистки тупиковым, поперечным или иным способом, а также, осуществляется ли очистка в корпусе или после удаления элемента. Определите, какая жидкость загрязнена, а какая — чистая. страница продукта с фильтром из титана предоставляет актуальную информацию о оборудовании, но фотография с внешней стороны не позволяет определить количество элементов, эффективность фильтрации или допустимое дифференциальное давление.
Используйте Обзор фильтрующего резервуара из нержавеющей стали для общего рассмотрения вопроса о судне. Затем запросите разделную схему и технические характеристики от фактического поставщика. При принятии решения о размере необходимо использовать проверенные данные конфигурации, а не считать полированное нержавеющее корпусное покрытие доказательством наличия какого-либо конкретного внутреннего механизма.
Определить нормальные условия, условия пиковых нагрузок и условия наихудших случаев
Записывайте нормальный производственный поток, достоверные значения пиковых потоков, условия запуска, минимальную температуру, максимальную вязкость и ожидаемые отклонения в количестве твердых частиц. Фильтр, выбранный при условиях теплой чистой воды, может потерять свою полезную производительность, если реальная жидкость становится холоднее или более вязкой. Спецификация подачи должна указывать диапазон значений и сочетания, которые на самом деле наблюдаются, а не несвязанные максимальные значения, которые никогда не совпадают.
Определите, является ли процесс непрерывным или осуществляется он в отдельных этапах. В случае серийного производства может быть предусмотрен более длительный период фильтрации при сохранении максимальной скорости циркуляции в других частях процесса. При непрерывной работе необходимо решить, может ли процесс остановляться во время очистки или необходима параллельная резервная установка. Руководство по фильтрации с помощью системы EPA в Ирландии рассматривает вопрос о мощности и резервировании в системах обработки; тот же вопрос планирования важен и в случае, когда промышленное производство зависит от наличия фильтра.
Уточните доступное напорное давление в верхнем и нижнем направлениях при предполагаемом потоке. Не перенастраивайте весь объем насоса на фильтр. Трубопроводная система, клапаны, высота и оборудование в нижнем направлении также потребляют давление. Оставьте запасное давление для предотвращения загрязнения без превышения пределов корпуса, элементов или процесса.
Используйте расчеты площади и нагрузки с конкретными предположениями
При выбранной поверхностной скорости или потоке J предварительная активная площадь A = Q / J. Используйте последовательные единицы измерения: Q в кубических метрах в час и J в метрах в час дают A в квадратных метрах. Эта зависимость является лишь описанием размеров, а не способом определения J. Получите допустимую нагрузку на основе соответствующих испытательных данных или доказательств от поставщика для конкретного материала, жидкости и требуемого качества.
В качестве гипотетического арифметического примера, рабочая нагрузка в 12 кубических метров в час и утвержденная конструктивная нагрузка в 6 метров в час потребуют 2 квадратных метра активной площади. Эти значения не являются рекомендациями и не являются рейтингом YIYI. Если рабочая нагрузка изменится из-за свойств липкости или твердого материала, то необходимая площадь изменится. Диаметр сосуда не может быть определен до тех пор, пока не будут известны внутреннее расположение и полезная площадь.
При гранулированном наполнителе площадь может представлять собой поперечное сечение наполняющего элемента. При использовании элементов с корпусом используйте эффективную площадь фильтра, определенную для конфигурации элемента, а не поперечное сечение сосуда. Плетеные, пористые и глубинные фильтрующие области не обязательно сопоставимы без информации о производительности. Требование по удержанию необходимо сохранять в связи с этой гидродинамической оценкой; при расчете площади необходимо запросить фактическое определение показателя и подтверждение эффективности.
Оценка количества захваченных твердых частиц и интервала чистки
Предварительная скорость захвата твердых частиц может быть выражена в виде скорости потока = концентрация исходного материала × удерживающая фракция. При скорости потока в кубических метрах в час и концентрации в килограммах на кубический метр результат равен килограммам в час. Удерживающая фракция зависит от фактического распределения частиц и эффективности фильтрации; само обозначение «микро» не дает полной информации.
Например, гипотетический показатель пропускаемости в 10 кубических метров в час, объем суспендированных твердых веществ в 0,05 килограмма на кубический метр и измеренная удерживающая фракция 0,8 обеспечивают 0,4 килограмма в час пропускаемости. Если бы независимый метод проверки подтверждал этот показатель на уровне 2 килограмма, то простое деление показало бы пять часов пропускаемости. В реальных условиях этот показатель может быть достигнут раньше, поэтому это лишь предварительный расчет, а не обещанный цикл работы.
Опишите упругость теста на корки, адгезионные отложения и изменение условий подачи при проведении испытаний. Показатели проницаемости, измеренные стандартным тестовым пылесосом, могут не точно отражать поведение биологической суспензии или ликвидного процесса с высокой вязкостью. Попросите сообщить, как испытание проницаемости у поставщика соответствует фактическому режиму подачи. Используйте пилотный испытательный цикл, где неопределённость имеет существенное значение для стабильности производства.
Сравните предложения с таблицей решений
В приведенной ниже таблице используются не универсальные ограничения, а классификация по типам вводимых материалов. Нагрузка на фильтрацию, количество резервных устройств и операционные параметры должны соответствовать специфическим для конкретного применения требованиям, включая указания EPA, приведенные выше.
| Входные данные для определения размера | Почему это важно | Документы, которые необходимо предоставить или запросить |
|---|---|---|
| Максимальный и нормальный поток | Наборы с необходимым объемом гидравлической мощности | Область применения процесса и ожидаемая продолжительность |
| Вязкость и температура | Изменение сопротивления и доступной мощности | Свойства жидкости при реалистичных условиях эксплуатации |
| Распределение частиц | Соединяет сохранение и загрузку | Представительный выборка и аналитический метод |
| Концентрация твердых веществ | Влияние на длительность цикла | Средние значения, значения пиковых значений и значения отклонений |
| Эффективная площадь фильтра | Поддерживает сравнение флюкса | Конфигурация элементов и определение площади |
| Допустимое давление | Ограничивает чистую и загрязненную работу | Оценка насоса/системы и требования к системе в нижнем конце цепи |
| Очистка и сокращение штата | Определяет доступность производства | Процедура обслуживания, данные о циклах и стратегия работы в режиме ожидания |
| Совместимость материалов | Защищает оборудование и продукцию | Спецификация жидкостей и средств для очистки |
Отделить давление в жилом помещении от давления разности
Нагрузка на конструкцию корпуса и допустимое различие давления внутри элемента фильтра являются отдельными пределами. Судно может выдерживать заданное внутреннее давление, в то время как элемент перегружен из-за чрезмерного разности давления. Обе эти ситуации должны быть учтены в предложении поставщика и в операционных параметрах. При необходимости включайте в расчет зависимость температуры и преходящие изменения давления.
Измерьте входное и выходное давление в определенных точках и запишите полученные значения. Увеличение давления при постоянном потоке может свидетельствовать о повышении сопротивления, но интерпретация может измениться при изменении вязкости или скорости потока. Подробнее об основах измерения и границах можно узнать в разделе «Методы измерения». Руководство по снижению давления в трубах с кожухом и трубкой. Его геометрическая форма отличается от фильтра, поэтому не следует переносить его модель сопротивления на фильтрующие материалы.
Установите условия очистки или замены с помощью соответствующих пределов элементов, требований к качеству и операционных условий. Не следует использовать удобные общие пороги. Поврежденная уплотнительная прокладка или перепускная арматура могут снизить измеренный разность давлений, ухудшая при этом качество фильтрата. Мониторинг давления и качества выхода вместе обеспечивает более прочную основу для принятия мер.
Проверьте доступ к чистящему помещению и безопасный доступ к услугам
Оставьте свободное пространство для элементов удаления, фиксации, устройств для откачки воды и инструментов обслуживания. При условии, что диаметр сосуда приемлем, поскольку место установки не позволяет безопасной эксплуатации. Попросите поставщика нарисовать необходимую схему обслуживания. В план установки обязательно укажите все мероприятия по очистке и осмотру, требующие доступа.
Методы очистки должны соответствовать типу используемых средств и содержащимся материалам. В отношении элементов, которые можно повторно использовать, запросите утвержденную процедуру, декларацию о совместимости, критерии проверки и метод проверки эффективности после очистки. Не предполагайте, что инструкции по промыванию гранулированных элементов применимы к пористым титановым элементам. Руководство по проверке качества очистки емкостей для пищевых продуктов описывает планирование более широкого принятия; элементы фильтра все еще требуют собственного соответствующего процесса.
Повышение квалификации: принципы фильтрации
Презентация IIT Madras на NPTEL посвящена фильтрации в области водоснабжения и очистки сточных вод. Она помогает понять нагрузку на фильтрацию и содержание удерживаемых твердых частиц, а условия проектирования для химических, пищевых или фармацевтических жидкостей требуют собственного анализа. В видео не указана номинальная производительность для показанного корпуса YIYI.
Смотреть лекцию 13 «Фильтрация» на nptelhrd
Отправьте запрос с полным описанием размеров
Укажите диапазон температуры, плотности и вязкости жидкости, требуемую качество вывода, нормальный и пиковый расход, данные о твердых примесях, доступные давления, график работы, требования к материалам, ограничения по очистке и доступное пространство для обслуживания. Запросите предложение с указанием предположений и отсутствующих данных. При необходимости требуйте чистый и неповрежденный гидравлический режим работы, подтверждение производительности и рекомендованный испытательный цикл проверки.
Сравнивайте предложения по одному и тому же рабочему режиму и приемке. Маленький размер судна может изначально представляться привлекательным, но при этом он может быть дорогостоящим, если в процессе производства преобладает нерегулярная уборка. Более крупное судно также может быть нецелесообразным, если оно приводит к увеличению объема работы или затруднению доступа к обслуживаемым зонам без улучшения соответствующей площади. Запрашивайте информацию о технических обоснованиях предлагаемого размера и подтверждение того, что выбранная конфигурация соответствует требованиям процесса.
Часто задаваемые вопросы
Можно ли измерить размер фильтра только по литрам воды в резервуаре?
Нет. Показатель объема не определяет эффективную площадь фильтра, сопротивление среды, эффективность отфильтровывания или объем отсеченной грязи. Перед сравнением объема сосуда необходимо установить механизм и условия его работы.
Имеет ли поток чистой воды показатель надежности процесса?
Только в том случае, если рабочая нагрузка соответствует документально подтвержденным условиям испытаний или имеется проверенная коррекция, полезная производительность может существенно меняться в зависимости от таких параметров, как вязкость, твердость, температура и требуемое время удерживания.
Даёт ли большее количество жилья более длительный цикл?
Не обязательно. Длительность цикла зависит от площади используемого носителя и его емкости, поведения осаждения, предельных значений качества и допустимого дифференциального давления. Пожалуйста, предоставьте доказательства фактического расположения элементов и процесса подачи.
