Разделение суспензий в химической промышленности - Малиновская Т.А.
Скачать (прямая ссылка):
Следует также отметить, что в центрифуге со шнековой выгрузкой осадка .происходит сложный процесс разделения суспензии с одновременным ее перемещением шнеком. Кроме того, в зависимости от соотношения сил трения о спираль шнека и внутреннюю поверхность ротора, осадок может либо транспортироваться шнеком к выгрузным окнам, либо захватываться шнеком и вращаться вместе с ним. В последнем случае осадок не выгружается шнеком и постепенно заполняет весь ротор. В связи с указанными обстоятельствами возможность использования шнековых осадительных центрифуг в производстве может быть определена только после проведения экспериментов по разделению данной конкретной суспензии,.
3.12. СВЕРХЦЕНТРИФУГИ И СЕПАРАТОРЫ
Принцип действия трубчатых сверхцентрифуг и осветлитель-ных сепараторов, так же как и отстойных центрифуг, основан на осаждении твердой фазы в центробежном поле. Однако в отличие от отстойных центрифуг, в которых фактор разделения обычно не превышает 5000, сверхцентрифуги и сепараторы имеют более высокий фактор разделения (трубчатые сверхцентрифуги 12 000—17 000, сепараторы — на максимальном диаметре тарелок 6000—10 000). Благодаря этому на сверхцентрифугах и сепараторах из суспензий выделяются мельчайшие частицы (от 0,5 мкм) при незначительных разностях плотностей твердой и жидкой фаз.
Трубчатые сверхцентрифуги (суперцентрифуги)—машины полупериодического действия с ручной выгрузкой осадка (фугат выводится непрерывно, а осадок удаляется периодически). В связи с этим их целесообразно применять при разделении суспензий с небольшим содержанием высокодисперсной твердой фазы (не более 1%), так как тогда длительность основной операции-фугования во много раз превышает длительность разгрузки центрифуги. При разделении эмульсий тяжелая и легкая фазы отводятся непрерывно.
153
Рис. 3-39. Схема сепаратора-осветлителя: i корпус; 2 — пакет тарелок; 3 — грязевое прострая-. ство; 4 — выход фильтрата; 5 — вход суспензии.
Исходя из условия прочности материалов при действии больших центробежных сил, роторы сверхцентри-2 фуг изготовляют диаметром не более 150 мм. Они представляют собой тру-
3 бу, длина которой в 5—7 раз превы-•" шает диаметр. Небольшие размеры роторов сверхцентрифуг, а также ручная разгрузка осадка делают их применение в многотоннажных производствах нецелесообразным.
Основным конструктивным элементом жидкостных сепараторов является пакет конических тарелок, в пространстве между которыми происходит разделение жидких смесей. Расположение в пакете тарелок на небольшом расстоянии друг от друга обеспечивает значительную интенсификацию процесса в результате уменьшения пути осаждения частиц дисперсной фазы и одновременного максимально возможного развития поверхности осаждения, превышающей поверхность осаждения центрифуг в десятки раз. Сепараторы применяются для разделения суспензий (сепараторы-осветлители) и эмульсий (сепараторы-разделители).
На рис. 3-39 показана принципиальная схема сепаратора-осветлителя с пакетом тарелок. В межтарельчатом пространстве частицы твердой фазы (при рт>р) под действием центробежных сил перемещаются в направлении от центра вращения и прижимаются к нижней поверхности вышележащей тарелки. После попадания на тарелку частицы оказываются под действием двух составляющих центробежной силы: силы, действующей перпендикулярно поверхности тарелки, прижимающей частицу к ней, и силы, направленной вдоль образующей тарелки, под действием которой частица скользит вниз по тарелке. Осветленный слив непрерывно вытекает из кольцевого отверстия между крышкой ротора и тарелкодержателем. Соскальзывающие с тарелок частицы твердой фазы собираются в грязевом пространстве ротора. По мере заполнения грязевого пространства осадок выгружается либо вручную после остановки машины, либо периодически выбрасывается под действием центробежных сил без остановки машины через кольцевую щель с запирающим устройством, либо непрерывно отводится с частью нераз-делившейся суспензии через сопла или другие устройства, например, гидроциклоны, расположенные по периферии ротора.
Сепараторы с ручной выгрузкой осадка применяют для отделения от жидкостей тонких частиц, содержание которых в-суспензии, не превышает 0,1%.
154
Для разделения суспензий, содержащих твердую фазу в количестве от 0,1 до 10%, применяют сепараторы с центробежной выгрузкой осадка.
Если необходима непрерывная выгрузка осадка, применяются сепараторы, имеющие сопла для разгрузки. Такие сепараторы применяют для разделения концентрированных суспензий (содержание твердой фазы 5—25%), осадки которых мягки, пластичны или текучи и не закупоривают отверстий сопел. Степень сгущения твердой фазы регулируется числом сопел и размером отверстий в них. Такие сепараторы применяются для отделения дрожжей, кукурузного крахмала, при очистке фосфорной кислоты.
Регулируя количество подаваемой суспензии, можно добиться полного ее осветления, либо выделения из нее наиболее грубых частиц. Во втором случае основная масса твердой фазы с частицами менее 1—2 мкм выводится из сепараторов с фуга-том, а небольшое количество грубых частиц (больше 2 мкм) собирается в шламовом пространстве, откуда периодически удаляется при пульсирующей центробежной выгрузке.
