Фільтр (франц. filtre, від позднелат. filtrum, буквально – повсть), апарат, в якому за допомогою фільтрувальної перегородки (ФП) здійснюється розділення, згущування або освітлення неоднорідних систем, що містять тверду і рідку (газоподібну) фази. Крім того, Ф. називаються пристрої і апарати для очищення розчинів від мінеральних солей, розділення на фракції полімерних іонів і т.д. за допомогою іонітів, а також пристрої, проникні або затримуючі звукові або електромагнітні хвилі певних частот (див. Фільтр акустичний, Електричний фільтр, ТеплофільтрСвітлофільтр ).
Залежно від вигляду неоднорідної системи розрізняють рідинні Ф. (призначені для фільтрування суспензій ) і газові Ф. (для розділення аерозолів і газів очищення ) . Простий Ф. – судина, розділена на дві частини ФП. Між частинами Ф. створюється різниця тиску, під дією якої рідина (газ) проходить через перегородку, що затримує тверді частки.
Рідинні Ф. за принципом дії підрозділяються на дві основні групи: Ф. періодичні і Ф. безперервної дії. Ф., що належать до кожної з цих груп, розрізняються за способом створення в них різниці тиску (що працюють під вакуумом або під надлишковим тиском), по геометрії поверхні (плоска або криволінійна), що фільтрує, за типом вживаних ФП. У Ф. періодичної дії на всій поверхні ФП по черзі здійснюються вступ суспензії і утворення осаду (фільтрування), обезводнення, промивання і видалення осаду, регенерація ФП. У Ф. безперервної дії вказані операції проходят безперервно, одноразово і незалежно одна від одної в кожній відповідній зоні Ф.
До Ф. періодичної дії відносяться ємкісні Ф., листові Ф., фільтр-пресси, патронні Ф.
Ємкісний Ф. застосовують для розділення невеликих кількостей суспензій. Він може працювати під вакуумом (путч-фільтр) і під надлишковим тиском (друк-фільтр). Корпус ємкісного Ф. буває відкритим або закритим. ФП розташовується на перфорованому днищі. У верхню частину корпусу подається суспензія, що розділяється. З нижньої частини відводиться фільтрат. У Ф. з механізованим вивантаженням осад віддаляється через відкидне днище, а у Ф. з відкритим корпусом – перекиданням або уручну.
Аркушевий Ф. використовують для освітлення розчинів і розділення суспензій, що містять не більше 5% (за об'ємом) твердої фази. Елементи круглої або прямокутної форми, що фільтрують, обтягнуті ФП (зазвичай тканиною), сполучені з колектором для відведення фільтрату. Суспензія подається в корпус Ф. Слой осідання промивається (після видалення з корпусу залишку суспензії).
Фільтр-пресси застосовують в основному для розділення тонкодисперсних суспензій. До них відносяться рамні і камерні фільтр-пресси і камерний автоматичний фільтр-пресс (ФПАКМ). Рамним фільтр-пресс є блок вертикальних плит, що чергуються, і рам, притиснутих один до одного ручним, гідравлічним або електромеханічним затиском. Рами утворюють в зібраному апараті вільні плоскі камери (кишені) для прийому суспензії. Плити з рифленими бічними поверхнями служать дренуючою підставою для ФП. Під дією надлишкового тиску фільтрат проходіт через ФП, потім стікає по жолобках рифлених плит і через відвідні канали поступає в збірку. Тверді частки утворюють в камерах шар осаду, який віддаляється при розсовуванні плит. Дія камерного фільтр-пресса подібно до роботи рамного фільтр-пресса, але він розрахований на вищий надлишковий тиск. Камерний автоматичний фільтр-пресс ФПАКМ складається з розташованих горизонтально на деякій відстані плит, що одна від одної фільтрують, які у свою чергу знаходяться між двома підтримуючими плитами. Зверху кожна плита, що фільтрує, покрита перфорованим аркушем, над яким знаходиться ФП у вигляді безконечної стрічки. При стискуванні плит між ними утворюються камери, в які послідовно подається з відповідних колекторів суспензія, промивна рідина і стисле повітря для продування. Фільтрат проходіт через ФП, а тверда фаза залишається на ній у вигляді осаду. Після закінчення циклу фільтрування плити розсуються, між ними відкривається щілина і ФП приводиться в рух, виносячи осад назовні, де він знімається ножами. Робота Ф. автоматизована. Продуктивність ФПАКМ в 4–10 разів вище за продуктивність рамного Ф.
Патронний Ф. ( мал. 1 ) застосовують для освітлення або згущування суспензій; працює під вакуумом або під тиском і складається з корпусу з кришкою і днищем. Усередині знаходяться грати, на яких закріплена ФП у вигляді патрона (зазвичай патронний Ф. має декілька десятків таких патронів). Видалення осаду з останньою виробляється отдувкой стислим повітрям, пневмогідравлічним ударом або за допомогою вібраційних пристроїв.
До Ф. безперервної дії відносяться барабанні, дискові, стрічкові, тарілчасті і карусельні Ф.
Барабанний вакуум-фільтр знаходить найбільше вживання в промисловості (див. Вакуум-фільтр ).
Дисковий вакуум-фільтр ( мал. 2 ) призначений для розділення суспензій з близькими по розмірах частками твердої фази. Має розвиненішу поверхню, що фільтрує, ніж барабанні вакуум-фільтри. У дисковому вакуум-фільтрі на горизонтально розташованому порожнистому валу, розділеному на секції, укріплені вертикальні диски. Вал з дисками обертається в кориті, що має форму напівциліндра і заповненому суспензією, що розділяється. Кожен диск складається з обтягнутих ФП порожнистих секторів, що мають з обох боків перфоровану або рифлену поверхню. Порожнина кожного сектора диска сполучається з каналом, що відводить, для видалення фільтрату. Знімання осаду здійснюють стислим повітрям (для отдувки), за допомогою ножів і валків (для відриву і напряму вивантаження).
Стрічковий вакуум-фільтр ( мал. 3 ) призначений для розділення суспензій, створюючих неоднорідний по розмірах часток важкий і вимагаючий ретельного промивання осідань. Ф. є столом, в якому є вакуум-камери для відведення фільтрату і промивної рідини. ФП (зазвичай тканина) покриває прогумовану перфоровану стрічку, натягнуту на крайніх барабанах столу. Осад скидається в збірку при перегині ФП. Регенерація ФП виробляється при зворотному русі стрічки за допомогою механічних щіток або парових форсунок.
Тарілчасті вакуум-фільтри ( мал. 4 ) застосовують переважно для обезводнення грубозернистих шламів у виробництві калія, в підготовці кам'яного вугілля і руд і т.д. Основна деталь Ф. – кільце, що складається з ряду трапецеїдальних секторів, кожен з яких є вічком, що фільтрує. Остання відкрита зверху і має днище, нахилене до центру для полегшення стоку рідині. По верху вічка укладений перфорований аркуш, на якому знаходиться ФП. Внутрішня порожнина кожного сектора за допомогою сполучних трубок сполучається з каналами розподільного пристрою, жорстко пов'язаного з корпусом. Ф. приводиться в обертання електродвигуном. За один зворот вічка Ф. послідовно з'єднуються з лініями вакууму і стислого повітря. Подача суспензії здійснюється у вічка зверху. Знімання осаду виробляється ножем або шнеком.
Карусельний вакуум-фільтр застосовується для розділення грубодисперсних суспензій; складається з ковшів у формі трапецеїдальних секторів, зібраних на кільцевій рамі. Ковши зв'язані трубками з розподільним пристроєм, через який віддаляються фільтрат і промивна рідина. Ковши обертаються довкола вертикальної осі як єдине ціле. Кожен ківш складається з корпусу, створюючого разом з дренажними пластинами і ФП робочий орган Ф. Суспензія і промивна рідина заливаються в ківш зверху. Для вивантаження осаду ківш автоматично повертається на 180° над местомом вивантаження.
Газові Ф. відносяться до апаратів, що безперервно діють. По пристрою їх розділяють на Ф. з плоскою поверхнею, що фільтрує, і батарейні. Газовий Ф. з плоскою поверхнею, що фільтрує, є камерою, розділеною перфорованими гратами, на яких поміщають ФП у вигляді шару піску, кварцу і т.п., або двома перфорованими гратами, що скріпляють між собою, між якими затиснутий спресований волокнистий матеріал (азбестове волокно, скловолокно, вата і т.п.). Газовий потік проходіт через ФП і очищається від зважених в нім часток. Через певні проміжки часу ФП очищають або замінюють новою. Батарейний газовий Ф. (рукавний) має ФП, виконану з тканини у вигляді рукава. Газовий потік вводиться у Ф. і розподіляється по рукавах. Очищений газ віддаляється через газохід, а відокремлені частки осідають на внутрішній поверхні рукавів. Для видалення шару часток, що осіли є пристосування, що струшує рукави. Шар часток скидається в нижню частину фільтру і віддаляється з апарату шнеком. Як батарейного Ф. для очищення газів застосовується також патронний Ф.
Літ.: Ветцель Би., Новітні конструкції фільтрів, М., 1965; Фільтри для рідин, М., 1965; Плановський А. Н., НИКОЛАЄВП. І., Процеси і апарати хімічної і нафтохімічної технології, 2 видавництва, М., 1972; Машини і апарати хімічних виробництв, під ред. І, І. Чорнобильського, 3 видавництва, М., 1975.
