Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Малиновская Т.А. -> "Разделение суспензий в химической промышленности " -> 20

Разделение суспензий в химической промышленности - Малиновская Т.А.

Малиновская Т.А. Разделение суспензий в химической промышленности — М.: Химия , 1983. — 264 c.
Скачать (прямая ссылка): razdeleniyasubsidiy1983.djvu
Предыдущая << 1 .. 14 15 16 17 18 19 < 20 > 21 22 23 24 25 26 .. 103 >> Следующая

; 2.2. ПРОМЫВКА ОСАДКОВ ; ;
i I • : !
Промывка на фильтрах
i| _
Промывка осадка — это процесс извлечения фильтрата из-пор осадка другой жидкостью, называемой промывной. Иногда промывку осадка рассматривают к;ак простое вытеснение промывной жидкостью фильтрата, заполняющего поры осадка [32]. Однако в действительности процессы, протекающие в слое осадка при его промывке,; значительно сложнее. Во время про-' мывки протекают два или три типа разнохарактерных пронес-’ сов — гидродинамический, диффузионный и коллоидно- , или физико-химический. i \
При контакте промывной жидкости с фильтратом, ,¦ в котором растворено вещество, 'подлежащее вымыванию,, наряду с
4* 1 ;! 51
а 5 в
, Рис. 2-6. Схема промывки осадков различной структуры:'
— капилляры равного размера; б —капилляры различного размера; в — реальная структура, состоящая ,из агрегированных частиц.
| ; ‘ , простым вытеснением проходит диффузионный процесс вымы1 вания веществ из тупиковых пор1 осадка путем молекулярной : диффузии. Часто растворенные в фильтрате вещества бывают адсорбированы на поверхности твердой фазы. В этом1 случае процесс промывки сопровождается десорбцией вещества с поверхности твердых: частиц в промывную жидкость.
На большинстве механизированных фильтров,; работающих ] -с тонким слоем, осадка, перед промывкой в поры осадка может попасть воздух. В этом случае промывная жидкость не запол- i няет всех пор осадка и при промывке наблюдается движение газожидкостного потока с присущими ему сложными закономерностями. i ;
В; случае промывки агрегированных осадков при замене, фильтрата промывной жидкостью в результате нарушения физико-химического равновесия наблюдается частичное или полное разрушение агрегатов [15]. При этом изменяется пористость осадка и размер пор, по которым течет жидкость, образуются промоины, что дополнительно усложняет изучение процесса. Несмотря на многочисленные исследования, процесс промывки осадков изучен недостаточно.
Предельно упрощенная схема осадка может быть представлена системой параллельных капилляров одинакового диамет-: ра, расположенных по направлению движения потока жидко- i сти, из которых фильтрат равномерно вытесняется промывной жидкостью (рис. 2-6,а). Структура осадка, т. е. пористость и диаметр капилляров при таком рассмотрении считаются неизменными во время фильтрования и промывки, и поэтому ско- , рость течения промывной жидкости может рассматриваться как; скорость течения последних порций фильтрата через сформированный слой осадка с учетом изменения вязкости. Тогда будет справедливо уравнение (2.26), где мгновенную скорость , фильтрования dV'/dx нужно заменить мгновенной скоростью промывки Упр. В процессе: промывки вязкость фильтрата fi меняется ДО ВелИЧИНЫ ВЯЗКОСТИ ПрОМЫВНОЙ ЖИДКОСТИ >[Хпр.
52
При установившемся режиме промывки
> t’np==-sS~== цПр(М + Р) (2-79)
'! . , , I
Из уравнения (2.79), задавшись объемом промывной жидкости Упр, может быть найдено время промывки осадка тпР. Однако Упр обычно неизвестен, а он-то в основном и определяет качество промывки осадка. упр не совсем удачно называют скоростью промывки. В действительности— это скорость течения промывной жидкости.
Более близкая к реальному процессу схема с параллельными капиллярами различного сечения, связанными поперечными порами, представлена на рис. 2-6, б. Замещение фильтрата в проточных, порах разного сечения происходит за неодинаковые промежутки времени, а наличие поперечных проточных пор,; связывающих поры разного сечения, вызывает перетоки жидкостей и их смешение в; слое осадка. Если содержание вымываемого вещества в исходном фильтрате обозначить через с0, мгновенную концентрацию его в выходящей из слоя жидкости— через с, объем промывной жидкости, вытекшей из пор слоя — через Упр, а общий объем пор слоя — через Упор, то изменение концентрации вымываемого вещества в промывном фильтрате можно представить характерными кривыми, изображенными на рис. 2-7. Для! предельно упрощенной схемы (см. рис. 2-6, а) получим кривую 1 на рис. 2-7. Так как все капилляры одинакового сечения, то весь фильтрат вытесняется из пор одновременно в поршневом режиме. :
Дпериодж \VnjVmo
Рис. 2н7. Изменение концентрации вымываемого вещества в вытекающей ! промывной жидкости:
1 — режим поршневого вытеснения из капилляров равного днаметра; ,2 — кривая, соответствующая структуре осадка с капиллярами различного диаметра, соединяющимися между собой; 3 — кривая, соответствующая реальному процессу; 4 — кривая, соответствующая режиму полного перемешивания.
53

Для усложненной схемы (рис. 2-6, б) при вытеснении фильтрата в поршневом режиме кривая 1 на рис. 2-7 принимает вид кривой 2, так как замещение фильтрата в проточных порах разного сечения происходит на неравные промежутки времени.
Еще более близкая к реальной структуре !осадка схема изображена на рис. 2-6, в. Здесь осадок состоит из отдельных крупных частиц, каждая из которых представляет собой агрегат из. более мелких частиц. В этом случае к явлениям, присущим схеме 2-6,6, добавляется вымывание фильтрата ;ИЗ менисковых пленок между крупными частицами и из внутриагрегатных мелких непроточных пор. Процесс вымывания вещества в этом случае протекает под действием двух механизмов: гидродинамического, когда основной) поток жидкости в проточных порах движется в поршневом режиме и наблюдаются перетоки и смешение жидкостей в крупных порах (конвективная диффузия) и> диффузионного (молекулярная диффузия из тупиковых: пор 1 и пленок или десорбция с поверхности твердой фазы). Кривая 3, рис. 2-7, соответствующая этому процессу, отличается от кривой 2, так как отражает его замедленное окончание. Появляется так называемый «диффузионный хвост».
Предыдущая << 1 .. 14 15 16 17 18 19 < 20 > 21 22 23 24 25 26 .. 103 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed