Suodatinkankaan vaikutus suodatuksen laskennalliseen kankaan ja kakun vastukseen

Abstract

Suodatus on vanha, mutta edelleen todella tärkeä kiintoaineen ja nesteen erotusmenetelmä, jota käytetään etenkin kemiantekniikan prosesseissa ja kaivosteollisuudessa. Suodatuksen toimintamekanismeja on olemassa neljää erilaista. Nämä ovat pintasiivilöinti, syväsiivilöinti, syväsuodatus ja kakkusuodatus, joista jälkimmäisintä tarkastellaan tarkemmin tässä kandidaatintyössä.

Kakkusuodatuksessa suodatinväliaineen pinnalle muodostuu erotettavista partikkelista kakku, joka suodatuksen edetessä alkaa toimimaan suodatuksen pääasiallisena väliaineena. Kakku ja väliaine vastustavat yhdessä nesteen virtausta, mutta näille on mahdollista laskea omat teoreettiset vastuksensa. Tarkoituksena oli työssä selvittää miten käytetty väliaine vaikuttaa näihin vastuksiin.

Kirjallisuusosassa käsiteltiin suodatuksen ja tarkemmin kakkusuodatuksen teoriaa. Lisäksi tarkasteltiin erilaisia suodatinväliainevaihtoehtoja ja miten sellainen tulisi prosessiin valita. Valintaan vaikuttavia tekijöitä ovat suodattimen toimintamekanismi, prosessiolosuhteet, kuinka kirkasta suodosta halutaan sekä väliaineelta vaadittu mekaaninen kestävyys. Kokeellisen osan tarkoituksena oli tutkia miten erilaiset kankaat vaikuttavat suodatuksen vastuksiin. Tämä toteutettiin suorittamalla panossuodatuskokeita Outotec Oy:n suunnittelemalla laboratoriomittakaavan suodattimella Labox 100. Kokeita tehtiin viidellä eri polypropeenista valmistetulla kankaalla ja lietteenä käytettiin 30 % kalkkilietettä. Kokeiden perusteella voidaan todeta kankailla, joilla on suurempi ilmanläpäisevyys, olevan myös suurempi kakun vastus. Kankaan vastus puolestaan vaikuttaisi tällöin pääsääntöisesti laskevan. Havaitut poikkeukset tästä trendistä voivat johtua erilaisesta kankaan kudonnasta sekä kankaiden sisään jääneistä partikkeleista. Kankaan valinnalla on tämän työn perusteella vaikutusta niin kakun, kuin kankaan laskennalliseen vastukseen.