Фильтровальная ткань для фильтровальных машин

Если кто-то думает, что выбор фильтровальной ткани — дело второстепенное, лишь бы подошла по размеру, тот глубоко ошибается. На деле, это часто ключевой фактор между успешной, бесперебойной работой фильтровальной машины и постоянными простоями, разочарованиями и перерасходом реагентов. Ткань — это не просто сито, это активный элемент разделения, и её параметры диктуют всё: от влажности кека до чистоты фильтрата и, в конечном счёте, себестоимости тонны продукта.

Опыт, купленный проблемами: почему универсальных решений не бывает

Помню один из ранних проектов по обезвоживанию шлама на горно-обогатительной фабрике. Машина была новая, производитель обещал золотые горы. Поставили стандартную полипропиленовую мононить — казалось бы, для абразивных сред подходит. А на выходе — катастрофа. Ткань забивалась буквально за смену, тонкодисперсные частицы проходили насквозь, фильтрат мутный, а цикл промывки приходилось запускать так часто, что о непрерывности процесса речи не шло. Вот тогда и пришло осознание: общие рекомендации — это лишь точка старта. Нужно лезть в детали: гранулометрический состав, форма частиц, pH пульпы, химическая агрессивность. Для того шлама сработала только ткань со специальным поверхностным каландрированием, которое уменьшило забивание, да ещё и из волокна с повышенной химической стойкостью.

Или другой случай — в химическом производстве, работа с горячими растворами. Тут история с температурой. Казалось, раз материал термостоек до 130°C, то при 100°C всё будет в порядке. Но забыли про термоциклирование — нагрев, остывание, промывка. От таких нагрузок ткань из моноволокна быстро теряла прочность, появлялись микротрещины, а потом и разрывы по швам. Перешли на ткань из многофиламентной (плетёной) пряжи того же полимера. Срок службы вырос в разы. Вывод простой: паспортные данные — это хорошо, но реальные условия эксплуатации, включая механические и термические нагрузки в динамике, — это совсем другая история.

Частая ошибка — экономия на ткани при дорогом оборудовании. Видел фильтровальные машины DU-серии от ООО Цзянси Хэвэй Экологические Технологии (их сайт — heweijx.ru), которые сами по себе отлично спроектированы для стабильного вакуума и равномерного натяжения полотна. Но если на такую машину поставить низкокачественную ткань с плохой стабильностью размеров, вся эта прецизионность уйдёт впустую. Полотно будет ?гулять?, появится перекос, усиленный износ боковых направляющих. Компания, кстати, как производитель с серьёзной базой (они же выросли из реорганизации ядерной корпорации, у них в Наньчане — целая кузница кадров для фильтрации), всегда акцентирует на комплексном подходе. Оборудование и ткань должны работать как одна система.

Выбор материала: от полипропилена до PTFE — что и когда

Полипропилен (PP) — это, конечно, рабочий конь. Недорогой, химически стойкий в широком диапазоне pH, от 1 до 14. Но его слабое место — окислители и температура выше 90°C. Для многих задач в горной или угольной промышленности его хватает за глаза. Но если в пульпе есть, скажем, хлор или горячий концентрированный раствор солей, PP быстро сдаст позиции.

Полиэстер (PES) — прочнее, термостойкость выше (до 150°C в кратковременном режиме). Но он боится щелочей, особенно концентрированных и горячих. Гидролизуется. Поэтому в производстве соды или в целлюлозно-бумажной отрасли, где щелочные среды — норма, на PES даже не смотрим. А вот для обезвоживания металлических концентратов или в некоторых процессах пищевой промышленности — отличный вариант.

Полиамид (PA, нейлон) — высокая прочность на разрыв и абразивная стойкость. Казалось бы, идеально для горняков. Но его ахиллесова пята — кислоты. Даже слабые кислотные среды со временем ?съедят? волокно. Поэтому применение очень узкое, нужно чётко понимать химию процесса.

И вершина — PTFE (политетрафторэтилен). Почти абсолютная химическая стойкость и термостойкость. Но цена соответствующая, да и процесс изготовления ткани сложный. Его оправданно применять в фармацевтике, в производствах высокочистых реактивов или в агрессивных средах, где другие материалы не живут и месяца. Но и тут есть нюанс: PTFE — материал мягкий, его абразивная стойкость не самая высокая. Для шламов с острыми частицами это может быть проблемой.

Структура и плетение: где важна гладкость, а где — удержание осадка

Это, пожалуй, самый тонкий момент, который часто упускают из виду. Сатин, полотняное переплетение, саржевое — это не просто картинки в каталоге. Полотняное (plain weave) — самое жёсткое и плотное, даёт самый чистый фильтрат, но и быстрее всего забивается. Хорошо для улавливания мелких, но не липких частиц.

Сатиновое переплетение (satin) — на поверхности больше продольных нитей, она гладкая. Для облегчения съёма кека, для липких осадков (в тех же пищевых или ферментационных производствах) — часто единственный вариант. Частицам просто не за что зацепиться, и кек отходит чистым пластом. Но прочность на разрыв у такой ткани может быть чуть ниже.

Саржевое (twill) — компромисс. И достаточно гладкое, и прочное. Часто используется как универсальный вариант для сложных, не до конца изученных сред. А ещё есть нетканые иглопробивные материалы — они создают глубокую фильтрацию, хорошо удерживают осадок, но их сложнее регенерировать промывкой. Их ставят, когда важна максимальная степень очистки фильтрата, а не скорость процесса.

Вот, например, для дисковых вакуумных фильтров, которые тоже в линейке Хэвэй, критически важно, чтобы ткань хорошо держала форму на секторах, не сползала и имела минимальную остаточную деформацию. Тут часто идёт работа с усиленными краями и особыми схемами плетения в зонах крепления.

Натяжение, промывка и другие ?мелочи? эксплуатации

Даже идеально подобранная ткань может быть убита неправильной эксплуатацией. Первый враг — неправильное натяжение. Слабое натяжение — ткань провисает, трётся о дренажные элементы, появляется преждевременный износ и ухудшается съём кека. Слишком сильное — материал работает на пределе, швы испытывают экстремальную нагрузку, ткань может порваться ?в сухую?, без видимых причин. Для каждой ткани, особенно от нового поставщика, нужно опытным путём, по мануалу к машине (а у хороших производителей, как та же ООО Хэвэй Машинери, документация подробная), находить ?золотую середину?.

Промывка. Кажется, что всё просто: подал воду под давлением — и готово. Но нет. Если ткань забилась тонкодисперсными глинистыми частицами, струя воды их только уплотнит. Нужна обратная импульсная промывка, возможно, с реагентами-диспергантами. А для органических загрязнений может потребоваться периодическая химическая или даже термическая регенерация. Без эффективной системы промывки срок жизни любой, даже самой дорогой ткани, сокращается в разы.

Монтаж. Казалось бы, мелочь. Но неправильно заправленная ткань, с перекосом, будет изнашиваться не равномерно по всей ширине, а локально, по одной кромке. И замена потребуется гораздо раньше. На больших ленточных фильтрах, типа тех же DU или DI серий, процесс заправки нового полотна — это целая процедура, которую лучше проводить с инструктором или хотя бы по видео от производителя оборудования.

Работа с поставщиком: вопросы, которые нужно задавать всегда

Когда общаешься с поставщиком тканей, будь то локальная фирма или крупный производитель вроде китайских коллег из Наньчана, нельзя ограничиваться вопросом ?а есть ли у вас ткань для моего фильтра??. Нет, это начало диалога. Нужно спрашивать: ?Каков точный состав волокна? Есть ли сертификат? Каковы разрывные характеристики не только в продольном, но и в поперечном направлении? Как ткань ведёт себя при длительном контакте с [конкретно ваша среда]? Можете предоставить образец для тестов??.

Именно тесты — это святое. Никогда не стоит заказывать партию на большую машину без проведения промышленных испытаний на вашей реальной пульпе. Хотя бы на неделю. Это сэкономит огромные деньги и нервы. Хороший поставщик, такой как ООО Цзянси Хэвэй Экологические Технологии, который сам является производителем комплексных решений для разделения, обычно готов к такому диалогу и может даже помочь с методикой испытаний, потому что для них конечная эффективность оборудования — это вопрос репутации.

И последнее: не гонитесь за дешевизной в ущерб предсказуемости. Лучше дорогая, но хорошо изученная и стабильная по качеству от партии к партии ткань от проверенного производителя, чем дешёвый ?кота в мешке?, который может преподнести сюрприз в виде разной усадки или прочности в середине рулона. В фильтрации надёжность и предсказуемость — это не роскошь, а основа экономики процесса.