Plaque à membrane et plaque encastrée Filtres-presses sont constitués d'un cadre robuste qui contient un certain nombre de plaques doublées de médias filtrants.
La pression hydraulique est utilisée pour maintenir les plaques ensemble, et une pompe d'alimentation en lisier haute pression est utilisée pour pousser le matériau en suspension dans les espaces vides entre les plaques.
Pendant que l'eau filtrée s'écoule à travers les tissus filtrants sur les surfaces des plaques, les solides du lisier sont collectés entre les plaques.
Lorsqu'il n'est plus possible de verser du lisier dans le filtre-presse, la pompe d'alimentation en lisier est arrêtée et les plaques sont séparées, permettant aux gâteaux de tomber de la presse par gravité.
Qu’est-ce qu’un cycle de filtre-presse ?
La technologie de déshydratation utilisée dans les filtres-presses à plaques encastrées et à plaques membranaires est de par sa conception une procédure par lots. Pour terminer le processus par lots, une succession d’étapes de processus se produisent et la somme des processus est appelée cycle de déshydratation d’un filtre-presse.
Les étapes suivantes comprennent un cycle normal de filtre-presse à plaques :
- Fermeture/serrage de la plaque filtrante
- Remplissage \sRampe/Filtration
- Le coup de cœur (facultatif)
- Le gâteau est sec (facultatif)
- Compression membranaire (facultatif)
- Desserrage et ouverture de la plaque filtrante
Plaque filtrante étape de fermeture/serrage
Un vérin hydraulique et une plaque mobile sont utilisés pour fermer les plaques filtrantes ensemble. Une pression plus faible est nécessaire pour fermer d'abord la pile de plaques, suivie d'une pression hydraulique extrêmement élevée pour serrer les plaques étroitement les unes contre les autres.
La pression hydraulique de serrage doit être suffisante pour résister à la pression générée par la pompe d'alimentation en lisier lorsqu'elle pousse le lisier dans les espaces vides entre les plaques filtrantes.
Procédure de remplissage
La pompe d'alimentation est démarrée et les zones vides entre les plaques filtrantes serrées sont remplies.
Le débit d'alimentation en boue peut être assez élevé et la pression d'alimentation peut être très faible pendant cette étape de remplissage.
Le débit de remplissage est limité en ajustant la vitesse de la pompe pour aider à réduire l'usure du tissu autour des emplacements des trous d'alimentation de la plaque filtrante. Ce débit restreint est maintenu jusqu'à ce que la pression minimale de la pompe d'alimentation soit atteinte.
Étape de rampe/filtration
Une fois que la pression d'alimentation minimale est atteinte pendant la phase de remplissage, la vitesse de la pompe d'alimentation est progressivement augmentée pour augmenter progressivement la pression d'alimentation.
La vitesse de la pompe d'alimentation est augmentée jusqu'à ce que la pression souhaitée pour l'étape de filtration soit obtenue. Pendant toute la durée de l'étape de filtration, la pression reste constante.
Au fur et à mesure que la phase de filtration progresse, le débit de boue diminue à mesure que les zones vides entre les plaques filtrantes se remplissent de solides de boue déshydratés.
L'étape de filtration est terminée lorsque le débit de boue atteint un niveau minimum prédéterminé et que la pompe d'alimentation est arrêtée.
Étape du coup principal (facultatif)
Lorsque la pompe d'alimentation est arrêtée, un peu de boue reste dans les emplacements des trous centraux des plaques filtrantes. Une étape de soufflage de noyau utilise de l'eau de rinçage et/ou de l'air comprimé pour éliminer la boue restante.
L'eau de rinçage est d'abord pompée dans les carottages pour chasser la boue, suivie par de l'air comprimé pour expulser l'eau de chasse et toute boue restante.
Dans la plupart des cas, le lisier et l'eau sont renvoyés dans le réservoir tampon à lisier, où ils peuvent être réinjectés dans la presse lors de cycles consécutifs.
Étape de séchage du gâteau (facultatif)
L'air comprimé est pompé à travers les gâteaux de filtration tandis que les gâteaux sont toujours retenus dans les plaques filtrantes pour éliminer toute eau restante.
Lorsque le matériau du gâteau est extrêmement poreux et que de très faibles niveaux d’humidité du gâteau sont requis, cette méthode est souvent utilisée.
Étape de compression de la membrane (facultatif)
L'étape de compression de la membrane, comme l'étape de séchage du gâteau, est utilisée pour éliminer davantage d'eau des gâteaux de filtration après leur création.
Les plaques à membrane présentent des surfaces flexibles qui se dilatent lorsque de l'air comprimé ou de l'eau est appliquée. Étant donné que les surfaces accrues des plaques compriment les gâteaux, une quantité supplémentaire d'eau doit être éliminée.
Étape de desserrage et d'ouverture de la plaque filtrante
La pression de serrage hydraulique élevée est réduite une fois toutes les étapes de déshydratation terminées.
Le cylindre et le plateau mobile continuent de s'ouvrir afin de séparer l'ensemble des plateaux filtrants.
Un mécanisme d'ouverture de plaque indexe chaque plaque pour qu'elle s'ouvre, permettant au matériau du gâteau déshydraté de tomber des plaques filtrantes par gravité.
Un nouveau cycle de filtre-presse peut commencer une fois que tous les gâteaux ont été évacués.
Facteurs qui affectent le temps de cycle
Chaque étape du cycle du filtre-presse prendra un certain temps, qui sera déterminé par les propriétés du matériau de boue à déshydrater ainsi que par la conception du filtre-presse.
FACTEURS DE CONCEPTION
Voici les principaux paramètres de conception du filtre-presse qui peuvent influencer le temps de cycle :
- épaisseur de la chambre
- Pression d'alimentation de la pompe à lisier
- Vitesse d'ouverture et de fermeture de la plaque filtrante
- Disposition du tissu filtrant
épaisseur de la chambre
En raison du plus grand volume de boue qui sera déshydraté entre les plaques filtrantes, les plaques filtrantes de plus grande épaisseur de chambre nécessiteront plus de temps de remplissage et de filtration.
Pression d'alimentation d'une pompe à lisier
Des pressions plus élevées de la pompe d’alimentation en lisier minimisent souvent le temps de filtration.
Ce n'est qu'en testant un échantillon représentatif à différentes pressions d'alimentation que l'on peut estimer le gain de temps obtenu grâce à des pressions d'alimentation accrues. La plupart des filtres-presses actuels sont destinés à fonctionner à des pressions maximales allant de 100 à 225 psi.
Des pressions d'alimentation plus élevées sont réalisables pour des applications de déshydratation particulières.
Vitesse d'ouverture et de fermeture de la plaque filtrante
La vitesse à laquelle le filtre-presse peut être ouvert et fermé est déterminée par l'unité de puissance hydraulique et la taille du vérin hydraulique. Les temps d'ouverture et de fermeture typiques des vérins hydrauliques varient d'une à dix minutes.
La vitesse d'ouverture des plaques est également déterminée par la conception de déplacement des plaques du filtre-presse, mais elle est normalement d'une à cinq secondes par plaque.
Conception d'un tissu filtrant
Les tissus filtre-presse sont des tissus synthétiques tissés composés de fins filaments de nylon, de polypropylène ou de polyester. Pour la déshydratation, une variété de tissages et de motifs textiles peuvent être utilisés.
Les toiles filtrantes sont destinées à capter les particules solides tout en laissant passer l’eau filtrée. Lorsqu’un tissu au tissage plus dense est nécessaire pour collecter des matériaux comportant des particules plus fines, le passage du filtrat à travers le tissu peut être entravé, ce qui entraîne une augmentation du temps de filtration.
La conception optimale du tissu est déterminée en fonction des caractéristiques de déshydratation du matériau ainsi que des meilleures caractéristiques d'usure du tissu et de démoulage du gâteau.
Les paramètres suivants du processus de déshydratation peuvent influencer la durée du cycle :
- Densité du lisier (pourcentage de solides du lisier)
- La composition du lisier (argile, cendre, charbon, etc.)
- Distribution granulométrique des particules de lisier
- Agents de déshydratation
Densité du lisier
Les boues à haute densité minimisent souvent les temps de remplissage et de filtration. À des pourcentages de solides de boue plus élevés, la quantité de solides forcée dans les chambres du filtre-presse se produit plus rapidement, ce qui entraîne des temps de cycle plus courts.
La composition du lisier
Le taux d'élimination de l'eau est affecté par le contenu du lisier à déshydrater.
Les matériaux absorbants – ou matériaux hydrophiles qui aiment l’eau – peuvent être difficiles à déshydrater et peuvent nécessiter des durées de filtration prolongées ou des adjuvants de filtration.
Les matériaux hydrophobes, ou ceux qui repoussent naturellement l’eau, déshydrateront beaucoup plus facilement, réduisant ainsi le temps de filtration.
Distribution granulométrique des particules de lisier
Les boues contenant des particules plus grosses et plus rondes s'assèchent plus facilement que les boues contenant des particules plus fines qui peuvent être emballées plus facilement.
Les fines matières argileuses peuvent être des particules très plates qui s’agglutinent fermement, ce qui rend pratiquement impossible l’élimination de l’eau entre elles.
Agents de déshydratation
Des agents de déshydratation ou des produits chimiques peuvent être appliqués pour réduire le temps de filtration lorsque les ingrédients du lisier sont difficiles à déshydrater.
La perlite, la terre de diatomées (DE) et la chaux hydratée à haute teneur en calcium sont les aides les plus couramment utilisées. La perlite et le DE sont des minéraux qui existent naturellement et fournissent des particules plus grosses dans le lisier, permettant à l'eau d'être extraite plus facilement.
L'ajout de chaux hydratée peut aider le lisier à libérer l'eau plus librement chimiquement.
Toutes ces variables sont prises en compte lors de la construction d'un filtre-presse afin d'obtenir une efficacité de déshydratation maximale pour chaque application.