KALOLISY, DESKY
PRO VYHLEDÁVÁNÍ V DOTAZECH A ODPOVĚDÍCH NA TÉMA „KALOLISY“ MŮŽETE POUŽÍT HLAVNÍ VYHLEDÁVACÍ POLE V ZÁHLAVÍ
Níže naleznete odpovědi na otázky, co jsou to kalolisy, jak přispívají k procesům filtrace kapalin v různých aplikacích apod.
Deskové kalolisy jsou konstrukčně jednoduchá zařízení pro diskontinuální (neboli vsázkové) lisování (neboli separaci či filtraci) průmyslových a komunálních suspenzí a kalů. Základními provedeními deskových kalolisů jsou kalolisy rámové, komorové a membránové.
Rámové kalolisy jsou nejstarším typem kalolisů s konstrukcí, v nichž se střídají filtrační desky a filtrační rámy. Rámové kalolisy jsou vhodnější pro kaly s nižším obsahem pevných látek, a obvykle mají horší separaci filtračního koláče z povrchu filtračních desek.
Komorové kalolisy jsou nejběžnějším typem deskových kalolisů, konstrukčně kombinující rám a filtrační desku. Kompaktní provedení komorových kalolisů umožňuje při filtraci použít vyšších tlaků a docílit i lepšího odpadávání filtračního koláče.
Membránové kalolisy jsou nejdokonalejším typem deskového kalolisu, používajícím membrány, které umožňují zvýšení filtračních tlaků v porovnání s kalolisy komorovými. Membránové kalolisy dosahují nejlepšího odvodnění kalů a oddělování filtračního koláče.
Základní nosnou konstrukční součástí každého kalolisu je ocelový rám. Konstrukce rámu tvoří nosnou základnu pro ostatní části zařízení. Rám se skládá obvykle z čelní desky, opěrné desky s hydraulickým válcem a posuvné desky, pomocí které se stlačují filtračních desek k sobě. Čelní a opěrná deska jsou spojena svorníky, posuvná deska se pohybuje mezi nimi.
Rám může být dle typu použití a dle výrobce obvykle dvou základních typů – s horním svorníkem (užití obvykle v náročných provozech, jako je těžba) nebo s bočními svorníky (nejběžnější typ ve většině aplikací). Kalolisy s rámem s horním svorníkem májí filtrační desky zavěšeny shora na svorníku umístěném nad svazkem filtračních desek. U kalolisů s bočními svorníky jsou filtrační desky položeny pomocí výstupků na deskách na svornících umístěných na boku kalolisu. Kalolisy s horním svorníkem mají tužší konstrukci a velkou odolnost vůči namáhání, navíc umožňují snadný přístup k filtračním deskám. Kalolisy s rámem s bočními svorníky naopak mají lehčí konstrukci a umožňují použití některých dalších automatizačních prvků.
Filtrační desky (resp. Jejich soubor, neboli svazek či paket) tvoří vlastní pracovní prostor kalolisu. Podle typu desek (rámové, komorové nebo membránové) tvoří buď samy nebo v kombinaci s rámy či jinými deskami systém filtračních komor. Filtrační komora je vlastně prostor tvořený mezi 2 deskami nebo deskou a rámem, jež se během procesu filtrace plní zachycenými pevnými částicemi z filtrované suspenze. Svazek desek je v průběhu filtrace sevřen mechanicky nebo hydraulicky, aby nemohlo ani při vysokém filtračním tlaku dojít k úniku suspenze z filtračních komor mezi styčnými plochami desek. Pracovní prostor pro filtraci musí být maximálně těsný. Mechanické uzavírání je součástí pouze menších kalolisů a používá centrální šroubovici. Hydraulické systémy jsou účinnější a skládají se z hydraulického válce a hydraulického agregátu. Hydraulický válec se používá k uzavření a otevření kalolisu. Hydraulický agregát vytváří potřebný tlak pro pohyb pístu hydraulického válce a může jím být buď ruční hydraulická pumpa nebo agregát poháněný elektricky či stlačeným vzduchem.
Při ukončení filtrace a otevření kalolisy se provádí oddělení neboli rozřazení či odtah desek. U menších a jednodušších kalolisů se provádí ručně, nebo může mít kalolis zabudováno automatické rozřazování. Rozřazovat je možno dle typu použitého zařízení jednotlivě po jedné desce, popřípadě několik desek najednou nebo dokonce všechny desky najednou.
Filtrační desky jsou obvykle čtvercové desky určité tloušťky, jejich složením k sobě vzniká takzvaný filtrační paket kalolisu. U komorových kalolisů tvoří dvě desky filtrační komoru, tj. pracovní prostor kalolisu, kde probíhá vlastní filtrace a tvorba filtračního koláče. Stejně jako typy kalolisů se rozlišují i stejné typy filtračních desek:
- Rámové desky v rámových kalolisech – mají nejjednodušší profil bez vybrání a jsou funkční pouze v kombinaci s rámem – jen spolu s ním vlastně mohou vytvořit filtrační komoru
- Komorové desky v komorových kalolisech – mají složitější profil s vybrání ve střední části, je to vlastně rám a deska sloučené v jednom, 2 desky stlačené k sobě tvoří filtrační komoru
- Membránové desky v membránových kalolisech – specifický typ komorových desek, které mají na povrchu pružnou membránu a uvnitř tlakový systém, který umožňuje pomocí tlakového média membránu vytlačovat směrem ze středu desky, membránové desky obvykle tvoří filtrační komoru v kombinaci se standardními komorovými deskami bez membrán
Filtrační desky mají na svém povrchu speciální drenážní drážky nebo kanálky. Tato drenáž odvádí filtrát přes celou plochu desek směrem do otvorů umístěných obvykle v rozích desky a jimiž může odtékat filtrát ven z kalolisu. U membránových kalolisů je komorová deska opatřena pružnou membránou a obvykle se kombinuje s komorovými deskami – umísťují se střídavě do filtračního paketu. Drenážní systém je u membránových desek umístěn na povrchu pružné membrány.
Filtrační desky se mohou lišit ještě způsobem odvodu filtrátu. U otevřených desek je filtrát odváděn z každé desky zvlášť a pomocí uzavíratelného kohoutu stéká do sběrného kanálu nebo žlabu. Uzavřené desky mají obvykle v okrajových částech desky vrtány otvory, které po sesazení desek k sobě do filtračního paketu vytvoří vnitřní potrubí, které odvádí filtrát až ke vstupní nátokové desce, kde je sbírán do odvodního potrubí.
Nejčastěji používaným materiálem na výrobu filtračních desek je polypropylen, který vyhovuje požadavkům většiny procesů a aplikací. Filtrační desky do výbušného (Ex) prostředí se vyrábí z antistatického (vodivého) polypropylenu. V případě membránových kalolisů je základní tělo desky obvykle z polypropylenu, membrána může být vyrobena v závislosti na specifických požadavcích dané aplikace např. Ze syntetického kaučuku (EPDM), neoprenu (NBR), popř. Jiných druhů pryže. V některých specifických aplikacích je z provozních důvodů nutno použít i jiný materiál např. hliník, nerezovou ocel, PVDF či jiné materiály.
Výhody kalolisů v porovnání s jinými filtračními zařízeními:
- Vysoký podíl sušiny v odvodněném kalu – jelikož se používají vysoké filtrační tlaky (u komorových kalolisů okolo 7 barů, u membránových kalolisů až 30 barů), lze filtrované suspenze odvodňovat až na hodnoty sušiny přes 50%
- Nízké nároky na spotřebu pomocných chemikálií – kalolisy nejefektivněji pracují se suspenzemi, které obsahují poměrně nízký podíl pevných částic. Použití chemikálií (koagulantů a flokulantů) před procesem filtrace může spíše vést k neefektivnímu využití kalolisů, jelikož na filtrační médium (filtrační plachetky) vstupuje velké množství větších částic nebo jejich aglomerátů najednou. Filtrační koláč se v tom případě tvoří příliš rychle a nemá dostatečně vhodnou strukturu proto, aby se sám stal filtračními médiem.
- Vysoká čistota filtrátu – pomocí vhodně řízeného procesu filtrace, kdy je nejprve naplavována suspenze s nižším obsahem pevných částic, lze dosahovat kvalitní tvorby primárního filtračního koláče (filtrační koláče s filtrační funkcí) i velmi vysokých čistot filtrátu
- Univerzálnost – kalolisy jsou v porovnání s jinými filtračními zařízeními vhodné téměř pro všechny typy filtrace suspenzí. Nejsou příliš závislé na složení a morfologii suspenzí, ani na koncentracích pevných částic v suspenzi. Jejich vysoká přizpůsobivost filtrovanému médiu je předurčuje pro mnoho filtračních aplikací.
- Nízké provozní náklady – kalolisy během svého provozu nejsou příliš náročné na spotřebu energie, která je spotřebovávána pouze na přečerpávání suspenze přes filtrační komory a plachetky. Pokud je použito i automatické separace filtračního koláče z povrchu filtračních plachetek a automatického mytí, jsou i náklady na lidskou práce velmi nízké.
- Možnost promývání filtračního koláče – díky diskontinuálnímu provozu je možno po vytvoření dostatečného množství filtračního koláče v komorách do kalolisu namísto filtrované suspenze čerpat buď velmi zředěnou suspenzi nebo promývací tekutinu, a zároveň ji čerpat i proti směru čerpání suspenze, což je výhodné v aplikacích, kde filtrační koláč je produktem filtrace
Kalolis je připraven k použití, pokud je osazen kompletní sadou filtračních desek potažených (povlečených) filtračními plachetkami, popř. po ukončení předchozího filtračního cyklu – vyprázdnění od filtračních koláčů a jejich zbytků.
Na počátku procesu se kalolis mechanicky nebo hydraulicky uzavře a celý svazek filtračních desek je neprodyšně sevřen. Prostor mezi jednotlivými deskami tvoří tzv. filtrační komory.
Do filtračních komor se poté začne přivádět filtrovaná suspenze, k jejímuž čerpání slouží podle typu suspenze různé typy dávkovacích čerpadel.
Po naplnění filtračních komor suspenzí se pevné částice začnou zachytávat na povrchu filtrační plachetky. Na plachetce roste vrstva zachycených pevných částic a počíná se tak tvořit tzv. filtrační koláč, který se sám stává filtrační přepážkou. Filtrační koláč zároveň začíná vytvářet filtrační odpor vůči filtračnímu tlaku. Postupně je tedy nutno zvyšovat čerpací tlak, aby bylo dosaženo dostatečné filtrační rychlosti a průtoku suspenze kalolisem. Kapalná část suspenze prostupuje tkaninou filtrační plachetky a jsou odváděny drenážních systémem filtrační desky, tvořeném drážkami definovaného tvaru a hloubky.
Po dosažení maximálního filtračního tlaku je již množství odlučovaného filtrátu minimální a prakticky neměnné, popř. se ještě snižuje. Filtrační koláč se ještě po určitou dobu dále odvodňuje, dokud není požadovaného obsahu sušiny.
- V případě membránového kalolisu ještě následuje proces dodatečného odvodnění filtračního koláče pomocí stlačení koláče membránami naplněnými vzduchem nebo kapalinou (tlakové médium).
Po dostatečném odvodnění filtračního koláče se zastaví čerpání suspenze. Následně se uvolní tlak uvnitř komor a obvykle se i tlakových vzduchem profukuje přívodní kanál suspenze, aby se odstranil neprofiltrovaný kal.
- V případě membránového kalolisu se nejprve uvolní tlak pod membránami uvolněním tlakového média (vzduchu nebo kapaliny).
- V případě použití promývání v membránovém kalolisu se nejprve částečně uvolní tlak membrán, aby bylo možno koláčem pročerpat promývací kapalinu a na určité hodnotě přítlaku membrán se tento tlak udržuje. Poté se začne přivádět pomocí otvorů pro odvod filtrátu (ne všemi, pouze na jedné části nebo jedné polovině desky) promývací kapalina. Promývací kapalina proudí skrze celý koláč příčně přes celou filtrační komoru a je odváděna otvory v protilehlé filtrační desce. Po ukončení promývání se ještě znovu zvýší přítlak membrán zvýšením tlaku tlakového média, aby se promytý filtrační koláč finálně odvodnil.
- V případě použití procesu sušení filtračního koláče se po procesu promytí filtračního koláče místo promývací kapaliny přivádí tlakový vzduch a zbytková kapalina se vytlačí z koláče.
Proces se ukončuje mechanickým nebo hydraulickým otevřením kalolisu, odsunutím (rozřazením) filtračních desek. Při otevření prostoru mezi deskami může filtrační koláč buď odpadnout sám, popř. může být mechanicky seškrábnut nebo dokonce oddělen tlakových vzduchem.
?