Разделение суспензий в химической промышленности - Малиновская Т.А.
Скачать (прямая ссылка):
где Ci и Ci — содержание твердой фазы в суспензии и фильтрате, соответственно.
коэффициентом уноса Ку — отношением содержания твердой фазы в фильтрате и исходной суспензии, выраженным в % \
! ="Г--Ю0 = (1 — По)-100 ‘ (2.2>
1 ’ \ > 1 ;
коэффициентом очистки Ко, показывающий, во сколько раз снизилось содержание твердой фазы в результате фильтрования, т. е. отношением содержания твердой фазы в исходной суспензии и фильтрате - > 1 i
100 с, 1 I ! '
= t = . ' (2-3>
’1 ¦ 1 ’ - S 1 ! '
(Качество осадка оценивают содержанием в нем жидкой фазы w, влагосодержанием или влажностью довл и содержанием примесей с0. Содержание жидкой’ фазы обычно выражается в массовых процентах
Ш,Г 1 | ; Ч
J ш = 100 : i (2.4)
г ; I ; i !
" ¦ ' 1 где тж и тос — масса жидкой фазы в осадке и масса влажного осадка.
Влагосодержание или влажность осадка определяется содержанием влаги в осадке в процентах
, I твл (#Ък «п)-Ю0 : ' ;
! ч>вл=——-100 =----------------------------------—- , (2.5).
i тос тос \
j
где тп — масса растворимых примесей, выпадающих при высушивании осадка.
Содержание примесей йбычно оцениваётйя по отношению к: массе высушенного осадка i
! т„ - [
Со= I | 1 (2.6)1
- , ГГ1С.ОС
где тс.ос — масса высушенного осадка.
ч. _ 1 ; г
Интенсивность процесса фильтрбвания оценивают скоростью-процесса и производительностью фильтра. Под скоростью фильтрования понимают объем фильтрата V, прошедший через единицу поверхности фильтрования S, нормальной направлению’ движения жидкости за единицу времени т, ее измеряют в м3/(м2-с), т. е. в м/с. Однако на практике скорость фильтрования часто измеряют в м3/(м2-ч) и в л/(м2-ч). Различают мгновенную v и среднюю vCp скорость фильтрования I i , 1 dV V :
: dxS ’ VcP~ rS '
Движущей силой процесса фильтрования является перепад дав!-ления Р, т. е. разность давлений по обе стороны фильтрующей, перегородки с задержанными ею частицами твердой фазы. Для несжимаемых осадков скорость фильтрования прямо пропор-
диональна перепаду давления. Коэффициент пропорциональности, зависящий от параметров фильтрования и от свойств фильтрующей перегородки и суспензии, называют сопротивлением 'фильтрованию. Это сопротивление относят к единице вязкости фильтрата ц. Соотношение между - скоростью фильтрования и перепадом давления описывается законом Дарси
Р Р
1/ср •
|<Яс» R06
(2.8)
тде RcP — среднее сопротивление фильтрованию, отнесенное к единице вязкости; R06 — общее сопротивление фильтрованию.,
I , I;
Иногда среднюю скорость фильтрования vCp называют производительностью фильтра по фильтрату. В действительности количественного равенства производительности и скорости фильтрования не может быть в связи с тем, что на любом филь-1 тре, кроме основной операции разделения суспензии, проводят ряд дополнительных операций (промывку, обезвоживание осадка, нанесение слоя вспомогательного вещества) и вспомогательные операции — удаление осадка, разгрузку и сборку фильтра.
Удельной производительностью фильтра по фильтрату (?ф •является объем фильтрата, полученный с единицы фильтрующей поверхности за весь цикл фильтрования ;
п V ,________________V__________ 1
^ x^S (т -f- тПр —f- тс —f— твс) S ^ ^
где тв — общая продолжительность цикла; т — продолжительность фильтрования; тПр — продолжительность промывки осадка; тс — продолжительность обезвоживания осадка; твс — продолжительность вспомогательных операций.
Таким образом (?ф всегда меньше оср.
Удельную производительность фильтра по влажному осадку Qoc определяют из соотношения
(2.10)
Удельная производительность фильтра по твердой фазе или сухому осадку равна ' ;
«ос ¦
(}___ Швл ^
у юо)
xaS тц S
(2.11)
В ходе фильтрования основные параметры процесса (перепад давлений и скорость фильтрования) могут изменяться. В практике встречаются несколько различных условий проведения процесса: ,
1. Фильтрование при постоянном перепаде давлений (t>Var>
jRconst) • I
2. Фильтрование С ПОСТОЯННОЙ скоростью (t»const, Pvar)-
30
3. Фильтрование с переменными скоростью процесса и перепадом давлений (vvar, Pvar).
При постоянном перепаде давлений ведут* фильтрование под, разрежением на барабанных, дисковых, ленточных, карусельных и тарельчатых вакуум-фильтрах, на нутч-фильтрах, а также на всех фильтрах, работающих под давлением, когда суспензию подают на фильтр давлением сжатого газа. Близкий режим наблюдается при подаче суспензии центробежным насосом, номинальная производительность которого значительно превышает производительность фильтра.
Фильтрование с постоянной скоростью ведут обычно на, фильтрах, работающих под давлением при подаче суспензии объемными насосами (плунжерными, шестеренчатыми, диафраг-менными, винтовыми, перистальтическими и др.) - В промышленной практике этот:режим фильтрования встречается значительно реже в связи с тем, что большинство; насосов (исключение-составляют диафрагменные и винтовые) при перекачивании: суспензий работают ненадежно: наблюдается эрозия рабочих:, органов насосов и измельчение твердой фазы суспензии, ведущее к ухудшению ее фильтрационных характеристик.
