وکیوم پن فیلتر که با نامهای فیلتر پَن دوار (Rotary Vacuum Pan Filter) یا فیلتر پَن افقی (Vacuum Pan Filter) نیز شناخته میشود، یک تجهیزات فیلتراسیون پیوسته با سطح فیلتراسیون افقی است . این دستگاه برای جداسازی جامدات با تهنشینی سریع و قابلیت فیلترپذیری بالا طراحی شده و به دلیل سادگی نصب و عملکرد مطمئن، در ظرفیتهای بزرگ بسیار کارآمد است .
برخلاف فیلترهای درام دوار که سطح فیلتراسیون عمودی یا منحنی دارند، در فیلتر پَن، فرآیند فیلتراسیون بر روی یک سطح صاف و افقی انجام میشود. این ویژگی مزیت مهمی ایجاد میکند: نیاز به خلأ بالا برای نگهداری کیک روی سطح فیلتر وجود ندارد، زیرا نیروی جاذبه خود به حفظ کیک کمک میکند . به همین دلیل، این دستگاه برای موادی که به سرعت تهنشین میشوند، گزینهای ایدهآل است.
ساختار و اجزای اصلی
ساختار این دستگاه بر اساس یک صفحه دوار (پَن) طراحی شده که به بخشهای گوهشکل (سلولهای فیلتر) تقسیم میشود . هر بخش مجهز به محیط فیلتراسیون مناسب و یک مسیر خروجی مجزا برای مایع عبوری است .
اجزای اصلی عبارتند از:
۱. صفحه فیلتر دوار (Rotating Pan): یک دیسک افقی که با سرعت بسیار کم (معمولاً ۰.۱ تا ۲ دور در دقیقه) میچرخد و سطح فیلتراسیون را حمل میکند .
۲. سلولهای فیلتر (Filter Cells): بخشهای مجزای صفحه که هر کدام دارای محیط صافی (پارچه فیلتر) و اتصال به سیستم خلأ هستند .
۳. سیستم توزیع خوراک (Feed System): خوراک دوغاب به طور یکنواخت بر روی سطح صفحه پخش میشود. در طراحیهای پیشرفته، از سیستم تغذیه اجباری (Forced Feeding) برای ایجاد کیک یکنواخت استفاده میشود .
۴. سیستم خلأ و شیر توزیع اتوماتیک: خلأ از طریق یک شیر اتوماتیک به سلولها اعمال میشود که امکان جداسازی مایع مادر از مایع شستشو را فراهم میکند .
۵. سیستم شستشو: یک یا چند مرحله شستشو با استفاده از روشهای غوطهوری، پاشش یا سیلابی انجام میشود .
۶. سیستم تخلیه کیک (Scroll Discharge): پس از آبگیری نهایی، کیک به طور خودکار توسط یک مارپیچ تخلیه از سطح صفحه جدا شده و به خروجی هدایت میشود .
اصول عملکرد
فرآیند فیلتراسیون در این دستگاه به صورت پیوسته و چرخهای انجام میشود:
۱. تغذیه و آبگیری اولیه: دوغاب ورودی از طریق باکس تغذیه بر روی صفحه پخش میشود. با اعمال خلأ از زیر صفحه، مایع مادر به سرعت از میان محیط صافی عبور کرده و کیک جامد بر روی سطح باقی میماند .
۲. شستشوی کیک: بسته به نیاز فرآیند، یک یا چند مرحله شستشو با حلال یا آب انجام میشود تا ناخالصیها از کیک حذف گردند .
۳. آبگیری نهایی: در انتهای چرخه، خلأ بیشتری برای کاهش رطوبت باقیمانده کیک اعمال میشود .
۴. تخلیه کیک: یک مارپیچ یا اسکرابر، کیک خشک شده را از سطح صفحه جدا کرده و به سمت خروجی هدایت میکند .
۵. تمیزکاری محیط صافی: هوای برگشتی با فشار پایین و اسپری شستشو، منافذ پارچه فیلتر را تمیز کرده و هرگونه ذره باقیمانده را برای چرخه بعدی آماده میسازد .
ویژگیها و مزایا
۱. سطح فیلتراسیون افقی و عملکرد عالی شستشو: به دلیل ماهیت افقی صفحه، شستشوی کیک با راندمان بسیار بالایی انجام میشود و امکان شستشوی مخالفجریان (Counter-Current Washing) فراهم است .
۲. ظرفیت بالا و آبگیری سریع: این دستگاه برای ظرفیتهای بزرگ طراحی شده و آبگیری بسیار سریعی ارائه میدهد .
۳. مناسب برای جامدات با تهنشینی سریع: به دلیل طراحی خاص، برای موادی که به سرعت تهنشین میشوند، بسیار کارآمد است .
۴. مصرف حلال کمتر: طراحی هیدرولیکی پیشرفته، مصرف آب شستشو را حداقل ۲۵ درصد کاهش میدهد که صرفهجویی قابل توجهی در هزینههای تبخیر به همراه دارد .
۵. قابلیت اطمینان بالا: در شرایط عملیاتی سخت، در دسترس بودن دستگاه تا ۹۸ درصد گزارش شده است .
۶. سیستم پیشرفته تغذیه و تخلیه: طراحیهای مدرن با سیستم تغذیه اجباری، کیک یکنواختتری ایجاد کرده و سیستم مؤثر بازگردانی تهکیک (Heel Re-slurry)، عمر پارچه فیلتر را افزایش میدهد .
کاربردهای صنعتی
صنعت آلومینا
اصلیترین کاربرد فیلترهای پَن، در پالایشگاههای آلومینا است. این دستگاه برای آبگیری و شستشوی هیدرات آلومینا در محیطهای بسیار قلیایی استفاده میشود . بیش از ۲۵۰ دستگاه از این فیلترها در صنعت آلومینا در سراسر جهان نصب شده است .
صنایع معدنی و فرآوری مواد
-
آبگیری کنسانترههای معدنی
-
فرآوری سنگهای فسفاته و تولید اسید فسفریک
-
آبگیری گچ و محصولات جانبی
صنایع شیمیایی
-
جداسازی مواد شیمیایی با ذرات درشت
-
تصفیه دوغابهای شیمیایی
صنایع غذایی و داروسازی
-
آبگیری و شستشوی محصولات غذایی
-
فرآوری مواد دارویی با خلوص بالا
تصفیه پساب و محیطزیست
-
آبگیری لجنهای صنعتی
-
بازیافت آب در واحدهای تولیدی
مشخصات فنی نمونه
جدول زیر مشخصات نمونهای از فیلترهای پَن موجود در بازار را نشان میدهد :
| مدل | سطح اسمی (مترمربع) | قطر خارجی (میلیمتر) | قطر داخلی (میلیمتر) |
|---|---|---|---|
| HDPP-8 | ۸ | ۳۵۰۰ | ۱۴۰۰ |
| HDPP-25 | ۲۵ | ۶۱۰۰ | ۲۳۰۰ |
| HDPP-65 | ۶۵ | ۹۷۸۰ | ۳۶۰۰ |
| HDPP-120 | ۱۲۰ | ۱۳۵۰۰ | ۵۴۰۰ |
| HDPP-260 | ۲۶۰ | ۲۰۳۰۰ | ۹۰۰۰ |
| HDPP-380 | ۳۸۰ | ۲۵۰۶۰ | ۱۲۰۰۰ |
مواد ساخت و مقاومت
با توجه به محیطهای عملیاتی خورنده و سایشی، این تجهیزات در جنسهای متنوعی ساخته میشوند:
-
فولاد ضدزنگ (۳۱۶، ۹۰۴L، دوبلکس و سوپردوبلکس)
-
مواد غیرفلزی مقاوم مانند FRP (پلاستیک تقویتشده با الیاف) و HDPE (پلیاتیلن با چگالی بالا)
پارچه فیلترهای مورد استفاده معمولاً از جنس پلیپروپیلن یا نایلون با بافت تکلایه یا چندلایه هستند که برای مقاومت در برابر سایش و رسوب طراحی شدهاند
