Aparatura chemiczna
i procesowa
Piotr Sroka
Rados aw Stanisz
Marcin Wn k
FILTRY DO ZAWIESIN
FILTRY DO ZAWIESIN
PODZIA ZAWIESIN
PODZIA ZAWIESIN
Zawiesina - mieszanina cia o sta e-
ciecz, w której cz stki fazy
rozproszonej maj rednic powy ej
0,1 µm
Grube >100 µm
Drobne 0,5-100 µm
Bardzo drobne 0,1-0,5 µm
Koloidalne 0,1 µm
PODZIA APARATÓW
PODZIA APARATÓW
sposób rozdzia u
pod dzia aniem si y ci ko ci - odstojniki
zatrzymanie cz stek cia a sta ego na przegrodzie porowatej - filtry
pod dzia aniem si y od rodkowej  wirówki hydrocyklony
CO TO JEST FILTR?
CO TO JEST FILTR?
Filtr - aparat, w którym na przegrodzie porowatej (filtracyjnej) odbywa si rozdzia
zawiesiny na:
osad cia a sta ego
osad cia a sta ego
placek
zatrzymywany na przegrodzie
filtrat
ciecz przep ywaj ca porami
ciecz klarowna
przegrody
przes cz
PODZIA FILTRÓW
PODZIA FILTRÓW
charakter pracy
- o dzia aniu ci ym, o dzia aniu okresowym
ci nienie
- ci nieniowe i pró niowe
rodzaj przegrody filtruj cej
- z przegrod ziarnist , z przegrod tkaninow ,
z przegrod ceramiczn ,
FILTR Z PRZEGROD
FILTR Z PRZEGROD
ZIARNIST
ZIARNIST
Rys.1. Filtr ci nieniowy, o dzia aniu
okresowym, z przegrod ziarnist . 1 -
aparat cylindryczny, 2  dno rusztowe, 3
 warstwa materia u ziarnistego, 4 
dop yw zawiesiny, 5  odp yw filtratu, 6 
odp yw zawiesiny w okresie przemycia,
7  króciec odpowietrzaj cy
FILTR Z PRZEGROD
FILTR Z PRZEGROD
TKANINOW
TKANINOW
Rys.2. Filtr pró niowy, o dzia aniu
okresowym, z przegrod tkani- now
tzw. nucza filtracyjna.
1  naczynie cylindryczne lub
prostok tne, 2  przegroda
dziurkowana, 3  tkanina filtra-cyjna,
4  dno pe ne, 5  zawia- sy, 6 
ruby, 7  elastyczny przewód
pró niowy, 8  zbiornik filtratu, 9 -
poziomowskaz,
10  przewód pró niowy do pompy
pró niowej, 11 - pompa
FILTR Z PRZEGROD
FILTR Z PRZEGROD
TKANINOW
TKANINOW
Zalety
prosta budowa
Wady
ma a powierzchnia filtracyjna
okresowo pracy
uci liwa obs uga
PRASA FILTRACYJNA
PRASA FILTRACYJNA
RAMOWA
RAMOWA
Rys.3. Prasa filtracyjna ramowa. 1  p yta, 1a  p yta skrajna nieruchoma,
1b  p yta skrajna ruchoma, 2  ramy, 3  d wigary, 4  stojaki,
5  urz dzenie dociskowe rubowe, 6  króciec dop ywowy zawiesiny
PRASA FILTRACYJNA
PRASA FILTRACYJNA
RAMOWA
RAMOWA
PRASA FILTRACYJNA
PRASA FILTRACYJNA
RAMOWA
RAMOWA
Zalety
prosta konstrukcja
prosta obs uga
mo liwo filtracji zawiesin
w szerokim zakresie st
PRASA FILTRACYJNA
PRASA FILTRACYJNA
RAMOWA
RAMOWA
Wady
okresowo pracy
szybkie zu ycie tkanin filtracyjnych
uci liwa obs uga
trudno w uzyskaniu szczelno ci
ugi czas konieczny na usuni cie osadu
PODZIA
PODZIA
Filtry z przegrod tkaninow
o dzia aniu ci ym
bnowe  pró niowe i ci nieniowe
tarczowe
ta mowe
talerzowe
wibracyjne
FILTR B BNOWY CI NIENIOWY
FILTR B BNOWY CI NIENIOWY
Rys.4. Filtr b bnowy ci nieniowy. Przekrój pod ny i poprzeczny. 1  b ben, 2  obudowa, 3 
owica ruchoma, 4  g owica nieruchoma, 5  króciec odp ywowy, 6  króciec dop ywowy, 7
 króciec spr onego powietrza, 8  króciec przelewowy,
9  przegroda filtracyjna, 10  wa ek, 11  przeno nik limakowy
FILTR B BNOWY CI NIENIOWY
FILTR B BNOWY CI NIENIOWY
Zalety
du a wydajno
wady
bardziej z ona budowa
FILTR TARCZOWY PRÓ NIOWY
FILTR TARCZOWY PRÓ NIOWY
Rys.5. Filtr tarczowy pró niowy. Przekrój pod ny i poprzeczny. 1  tarcze, 2  wa , 3  g owica
nieruchoma, 4  króciec spr onego powietrza, 5  króciec uk adu pró niowego, 6 
wanna, 7  króciec dop ywowy zawiesiny, 8  przewód przelewowy, 9  ko o z bate, 10 
pr ty z nakr tkami, 11  skrobak
FILTR TARCZOWY PRÓ NIOWY
FILTR TARCZOWY PRÓ NIOWY
rednica tarcz do 5 m
2 - 8
liczba tarcz
400 mm
odleg mi dzy tarczami
8*10-4  5*10-2 s-1
cz stotliwo obrotów
FILTR TARCZOWY PRÓ NIOWY
FILTR TARCZOWY PRÓ NIOWY
zalety
znacznie wi ksza powierzchnia filtruj ca przypadaj ca na
jednostk obj to ci gabarytowej
oko o dwukrotnie ni sze koszty inwestycyjne w przeliczeniu
na jednostk powierzchni filtruj cej
wady
brak przemywania osadu
FILTR WIECOWY
FILTR WIECOWY
Rys.6. Filtr z ceramiczn przegrod
filtracyjn o dzia aniu okreso-
wym. 1 - naczynie cylindryczne,
2  wiece, 3  dno sitowe,
4,5  kro ce (dop ywowy i
odp ywowy)
FILTR WIECOWY
FILTR WIECOWY
powierzchnia filtruj ca do 50 m2
do 60
liczba wiec
0,9 MPa
ci nienie
DOBÓR FILTRU
DOBÓR FILTRU
st enie zawiesiny
ma e okresowe
du e
ci e
Wirówki
Wirówki
Wirówki s to urz dzenia wykorzystuj ce
si od rodkow do oddzielania cia sta ych
od cieczy, wzgl dnie do rozdzielania
mieszanin cieczy o ró nych ci arach
ciwych takich jak emulsje, b zawiesiny.
Podzia wirówek
Podzia wirówek
W zale no ci od sposobu rozdzielania
zawiesin:
sedymentacyjne
filtracyjne
W zale no ci od charakteru pracy:
o dzia aniu okresowym
o dzia aniu pó ci ym
o dzia aniu ci ym
Podzia wirówek
Podzia wirówek
W zale no ci od wspó czynnika rozdzia u
tzw. liczby Froude a na:
wirówki zwyk e Fr =500-4000
wirówki szybkobie ne Fr =6000-50000
W zale no ci od sposobu usuwania osadu:
z r cznym usuwaniem osadu
z mechanicznym usuwaniem osadu za pomoc
skrobaka, ki b transportera limakowego
(wsp. rozdzia u: stosunek si y od rodkowej do si y ci ko ci dzia aj cej na cz stk wewn trz b bna)
Podzia wirówek
Podzia wirówek
W zale no ci od po enia osi b bna:
Poziome
pionowe
Sedymentacja a filtracja
Sedymentacja a filtracja
Wirówki sedymentacyjne
Wirówki sedymentacyjne
Wirówk sedymentacyjn stanowi pe ny, nie perforowany b ben, do
którego jest podawana zawiesina w sposób okresowy, jako porcja obj to ci lub
strumie zawiesiny.
W wyniku wirowania b bna nast puje rozdzia mieszaniny i ciecz
klarowna odp ywa z wirówki rur ss lub przez próg przelewowy.
Cz stki cia a sta ego osiadaj na cianie b bna i s usuwane okresowo
lub w sposób ci y, zale nie od rodzaju wirówki.
Sprawno rozdzia u zale y od zawarto ci w mieszaninie cz stek najmniejszych
rozmiarów.
Wirówki sedymentacyjne dzielimy na :
Wirówki sedymentacyjne dzielimy na :
bnowe ze limakowym
wy adowaniem osadu
wielokomorowe
talerzowe
bnowe
rurowe
Wirówka sedymentacyjna b bnowa ze
Wirówka sedymentacyjna b bnowa ze
limakowym wy adowaniem osadu
limakowym wy adowaniem osadu
1. B ben cylindryczno-sto kowy
2. Zwoje limaka
Wirówki s stosowane przy :
3. Materia wprowadzany
4. Pusty wa z dystrybutorem
" odwadnianiu st onych zawiesin
5. Przestrze w b bnie
" odzysku kryszta ów i polimerów
6. Osadzony materia
7. Poziom cieczy
" rozdzielaniu szlamów
8. Strefa schni cia
przemys owych
9. Oczyszczona ciecz
10.Progi do dostosowania
i komunalnych
Charakterystyka
Charakterystyka
obroty poziomego b bna wirówki wynosz 1600-6000 obr/min.
limak obraca si w tym samym kierunku co b ben, z szybko ci
mniejsz wi ksz tak, e ró nica szybko ci mi dzy nimi
wynosi 5-100 obr/min
rednica wydzielanych cz stek jest > 2 m
wilgotno otrzymanego osadu wynosi 5-10%
Zalety
du a pojemno
mo e traktowa materia o wi kszym st eniu zawiesiny
ci e usuwanie odseparowanego osadu
odseparowany osad o du ym stopniu sucho ci
Wirówka sedymentacyjna wielokomorowa
Wirówka sedymentacyjna wielokomorowa
1-kolektor surówki
2-b bny pionowe
(komory)
" wirówki stosowane do klarowania piwa, wina,
soków,
" oczyszczania olejów i lakierów
Charakterystyka
Charakterystyka
ben pionowy podzielony na koncentryczne komory
surówka przep ywa stopniowo przez komory z coraz
wi kszym przyspieszeniem
du e przyspieszenie od rodkowe i znaczny czas
przebywania zapewniaj du sprawno rozdzia u, równie
w odniesieniu do cz stek mikronowych
ben o rednicy 300-600 mm wiruje z pr dko ci 4500-8500
obr/min
Wady
ze wzgl du na trudno ci z usuwaniem osadu, jego st enie
w surówce nie przekracza 4-5% obj
Wirówka sedymentacyjna talerzowa
Wirówka sedymentacyjna talerzowa
" najcz ciej
stosowane do rozdzielania
emulsji.
1-wa pusty
2-talerze
Charakterystyka
Charakterystyka
" surówka jest podawana osiowo, od góry przez wydr ony wa
" nachylenie talerzy wynosi 35-50°
" b ben wiruje z pr dko ci do 12 ty . obr/min, zale nie od rednicy
wynosz cej 0,15-1,0 m
Wirówka sedymentacyjna rurowa
Wirówka sedymentacyjna rurowa
1- b ben wirówki
2- obudowa
3- przewód dop ywowy
4- otwór
5- króciec odp ywowy
" S u do rozdzielania zawiesin i emulsji
trudnych do rozdzielenia
o bardzo ma ym st eniu (poni ej 1%)
drobnych cz stek cia a sta ego
Charakterystyka
Charakterystyka
zasilane zawiesin od do u, a przep yw przez wirówk
jest osiowy
du e pr dko ci obrotowe, ma a powierzchnia osadzania
wirówki rurowe, do których zalicza si równie
ultrawirówki, pracuj zwykle okresowo i w niewielkim
stopniu jako ci e
ównie do klarowania cieczy, gdy st enia cz stek sta ych s
ma e < 1%
Wirówka sedymentacyjna b bnowa
Wirówka sedymentacyjna b bnowa
1- b ben wirówki
2-obudowa
3-wa
4-przewód dop ywowy
5-przewód odp ywowy cieczy
klarownej
Charakterystyka
Charakterystyka
mniejsza sprawno rozdzia u
pracuje w pozycji pionowej z pr dko ciami 450-3500 obr/min
podczas wirowania b bna cz stki cia a sta ego zbieraj si na jego
powierzchni bocznej, a ciecz klarowna w sposób ci y jest odsysana
przewodem rurowym
sposób wy adowania cia a sta ego zale y od jego w ciwo ci:
- osady mi kkie i plastyczne s zbierane zgarniakiem no owym podczas
pr dko ci nominalnej b bna
- osady twarde i w ókniste  podczas pr dko ci zmniejszonej
Wirówki filtracyjne
Wirówki filtracyjne
Wirówki filtracyjne posiadaj bny, których ciany boczne s
wykonane z blachy perforowanej i od wewn trz pokryte tkanin filtracyjn .
W wyniku wirowania cz stki cia a sta ego z zawiesiny gromadz si
na tkaninie, ciecz natomiast przep ywa porami gromadz cej si warstwy osadu
i tkaniny i jest odprowadzana na zewn trz.
Wirówki filtracyjne s stosowane do rozdzielania zawiesin tworz cych dobrze
przepuszczalne osady dlatego te istotnymi wielko ciami decyduj cymi o ich
zastosowaniu s :
- przepuszczalno placka filtracyjnego
-st enie zawiesiny
-rozmiary cz stek
Wirówki filtracyjne dzielimy na :
Wirówki filtracyjne dzielimy na :
- okresowe
- o ci ym dzia aniu:
- z pulsuj cym t okiem
limakowe
- wibracyjne
Wirówka filtracyjna okresowa
Wirówka filtracyjna okresowa
1-obudowa
2-b ben
3-wa nap dowy
Charakterystyka
Charakterystyka
posiada b ben osadzony na pionowym wale nap dzanym od
góry lub do u, umieszczony w obudowie zakrytej od góry
pokryw
okre lona obj to zawiesiny jest wlewana do b bna r cznie
lub przewodem zasilaj cym
w trakcie wirowania filtrat odp ywa kana em dolnym obudowy
w odwirowaniu osad mo e by przemywany
po zatrzymaniu wirówki osad zebrany na cianie bocznej
worka filtracyjnego zgarnia si cznie
Wirówki filtruj ce t okowe
Wirówki filtruj ce t okowe
1-talerz sto kowy
2-t ok zgarniaj cy, pulsuj cy
Charakterystyka
Charakterystyka
jest zasilana zawiesin podawan na wiruj cy wraz z
okiem talerz sto kowy sk d jest odrzucana na cian
bna i równomiernie rozprowadzana po jego
powierzchni
ciecz pod dzia aniem si y od rodkowej przep ywa przez
gromadz cy si osad, tkanin i perforacj bna i
odp ywa z obudowy wirówki
osad jest usuwany t okiem, który wykonuje ruch
posuwisto-zwrotny i jednocze nie obraca si z t sam
pr dko ci co i b ben
Wirówka filtracyjna o dzia aniu ci g ym (na
Wirówka filtracyjna o dzia aniu ci g ym (na
przyk adzie wirówki limakowej)
przyk adzie wirówki limakowej)
1- perforowany b ben
2- przegroda filtracyjna
3- sto ek rozdzielaj cy
4- limak
Charakterystyka
Charakterystyka
zasilane ci ym strumieniem
zawiesiny
równie w sposób ci y jest odbierany
filtrat i osad z wiruj cego b bna
Wirówka filtracyjna wibracyjna
Wirówka filtracyjna wibracyjna
1-obudowa
2-b ben
3-ko o nap dowe
4-wibrator
Charakterystyka
Charakterystyka
Do rozdzielania zawiesin zawieraj cych cz stki o du ych rozmiarach.
ben wirówki ma kszta t sto ka rozszerzaj cego si ku górze wykonuje on
ruch obrotowy i dodatkowy ruch drgaj cy w pionie, zwykle wywo any
mechanizmem mimo rodowym
Surówka jest podawana na gór sto ka wewn trznego, sk d sp ywa do dolnej
cz ci b bna i przep ywa po jego powierzchni do góry, podlegaj c
jednocze nie filtracji.
Szybkie drgania b bna wprowadzaj tworz si warstw osadu w stan
pseudoplastyczny, w którym zmniejsza si tarcie pomi dzy ziarnami
i powierzchni drgaj bna, co u atwia filtracj i jednocze nie, dzi ki
rozwarciu sto ka, osad przesuwa si do góry, sk d opada do szczeliny
pier cieniowej pomi dzy b bnem i obudow .
Dobór wirówek
Dobór i stosowanie wirówek wynika z wymogów technologicznych, ekonomiki
procesu lub ochrony rodowiska, gdy m. in. s wymagane:
 ci g o rozdzia u i automatyzacja procesu, wysoki stopie rozdzia u cz stek
o ma ych rozmiarach, niezale ny od warstwy zebranego osadu,
 du a szybko rozdzielania cieczy o ma ej obj to ci zawiesiny,
 monta na bardzo ograniczonej przestrzeni,
 rozdzielanie mieszanin niebezpiecznych dla rodowiska.