Разделение суспензий в химической промышленности - Малиновская Т.А.
Скачать (прямая ссылка):
Проницаемость и задерживающая способность ткани зависят от общей пористости ткани и размера пор. Различают открытую пористость, обусловленную строением (видом переплетения) ткани, и закрытую, обусловленную внутренней пористостью нитей. Следовательно, вид нити (пряжа, комплексна® нить или мононить) существенно влияет на фильтрационную способность ткани.
Проницаемость ткани оценивается воздухопроводностью и. гидравлическим сопротивлением. Для оценки фильтрационных, свойств ткани более характерно определение ее гидравлического» сопротивления.
Задерживающие свойства ткаии можно определить только фильтрованием через нее конкретных суспензий. При этом сле-
157Г
Рис. 4-1. Кривые кинетики засорения
фильтрующих перегородок:
/ — катализатор никель Ренея; 2— кизельгур; 3— пигмент голубой фталоциаиииовый; 4 — сточные воды фосфорного производства; 5 — обратный 2-иафгол.
дует учитывать, что помимо строения ткани на задерживающую спо-собность большое влияние оказывают размер и форма частиц, адгезионные свойства ткани, величина и - знак заряда поверхности частицы в среде суспензии, направление потоков при фильтровании, содержание твердой фазы в суспензии и скорость осаждения частиц твердой фазы. Задерживающая способность ткани изменяется также и при повторных фильтрованиях через один и тот же образец.
Степень снижения фильтрационных свойств ткани при многократных фильтрованиях через нее является одной из важных характеристик, определяющей выбор ткани. К причинам, снижающим фильтрационные свойства ткани, а следовательно, и производительность фильтров, относятся проникновение частиц твердой фазы суспензий в поры ткани, накопление на фильтровальной ткани остаточного слоя осадка и закупорка его пор, лабухание волокон, выкристаллизовывание в порах ткани солей и т. д. Фильтрационные свойства ткани снижаются главным образом в результате уменьшения размера пор внутри нитей, т. е. -«закрытой» пористости [98].
Снижение производительности фильтров из-за засорения ^фильтровальных тканей учитывается коэффициентом засорения •ткани С [15], который принимается равным 0,7—0,9, в зависимости от степени снижения производительности лабораторного «фильтра после 10—15-кратного фильтрования суспензии в одинаковых условиях через нерегенерируемую ткань или при ее регенерации в условиях, имитирующих процесс на выбранном типе фильтра. По этой методике можно получить лишь предварительную оценку снижения производительности фильтра в результате забивки фильтровальной ткани, так как не учитывается кинетика засорения ткани при многократном фильтровании, когда на большинстве промышленных фильтров происходит два противоположных процесса — засорение фильтрующей перегородки и ее регенерация. В ходе регенерации фильтрационные свойства перегородки обычно полностью не восстанавливаются, в связи с чем сопротивление ее возрастает, а скорость фильтрования уменьшается. Изучение кинетики засорения фильтрующих перегородок возможно либо при лабораторных испытаниях, состоящих из десятков или сотен опытов на модельной установке, либо в результате длительных промышленных испытаний ткани. С целью уменьшения продолжительности экспериментальной
158
работы может быть использована специальная автоматизированная установка для исследования кинетики снижения фильтрационных свойств ткани при многократном фильтровании [99] *-На рис. 4-1 представлены полученные на установке кривые кинетики засорения фильтрующих перегородок, имеющие два периода. В первом — наблюдается интенсивное, а во втором — медленное снижение скорости фильтрования. Иногда во втором периоде скорость остается практически неизменной. В первом периоде кривая кинетики засорения описывается степенным уравнением, во втором — экспоненциальным. Число циклов jVKp, при котором степенная зависимость переходит в экспоненциальную, названо критическим. Для большинства исследованных продуктов она составляет 10—40 циклов. Произведение относительных скоростей фильтрования для обоих участков кривой кинетики дает выражение для расчета коэффициента запаса С [100],. учитывающего засорение ткани:
' С - NKP~m exp [—k {N-NKP)\ (4.1>
где N — число циклов фильтрования; т, k— экспериментально определяемые показатели степени.
Если исследователь не располагает специальной автоматизированной установкой для исследования кинетики засорения; фильтрующей перегородки и не может определить на ней константы уравнения (4.1), можно пользоваться следующей методикой упрощенного расчета коэффициента С.
На лабораторной модели фильтра проводят последовательно-не менее 15 циклов фильтрования, обеспечивая получение одинакового удельного объема фильтрата V' на одной и той же-фильтрующей перегородке. В каждом цикле фиксируют время фильтрования т и рассчитывают среднюю за цикл скорость-
фильтрования уСр=^ . Затем для каждого цикла определяют относительную скорость (и0тн) к первому циклу фильтрования:
Для определения показателя степени т полученные данные* наносят на график с координатами lg v0TH — lg N. Тангенс угла наклона прямой на указанном графике равен т. Если экспериментальные точки, соответствующие последним циклам, не укладываются на прямую, находят точку перегиба, т. е. NKP.
