Разделение суспензий в химической промышленности - Малиновская Т.А.
Скачать (прямая ссылка):
относительно узким распределением частиц по размерам. Вспомогательное вещество однородного фракционного состава дает слой осадка с порами примерно одинакового размера, обеспечивающими хорошую задерживающую способность. Вспомогательное вещество не должно содержать частицы размером меиее 2 мкм. Такие частицы заполняют поровое пространство слоя, снижают его проницаемость и практически не улучшают качества фильтрата. Большинство сортов вспомогательных веществ содержит около 5% гру-
172
бых (40\-100 мкм) частиц, присутствие которых ие увеличивает скорости фильтрования, но способствует образованию сводиков и каркаса при нанесении слоя на сетку;
хорошей Смачиваемостью водой н органическими жидкостями. Вспомогательное вещество должно содержать возможно меньшее количество всплывающих частиц (флоата) и при смешивании с жидкостью должно образовывать равномерную нефлокулирующую суспензию;
незначительной скоростью осаждения. Вспомогательное вещество не должно осаждаться на дно суспензатора, в трубопроводах, арматуре и в корпусе фильтра в процессе фильтрования. Ввиду того, что гранулометрический состав вспомогательного вещества регламентирован, это требование выполняется путем подбора веществ с небольшой (обычно до 2500 кг/м3) плотностью. Тяжелые грубодисперсные частицы со скоростью осаждения около 1 мм/с не могут быть нанесены на вертикальную фильтрующую поверхность и относятся к балласту;
достаточной механической прочностью и небольшой твердостью частиц. Размеры частиц вспомогательного вещества не должны изменяться прн интенсивном перемешивании мешалкой и при перекачивании суспензии насосом. Одновременно предъявляется требование незначительной абразивности вещества. Оно не должно вызывать эрозии аппаратуры и трубопроводов. Обычно твердость частиц вспомогательного вещества не превышает 5 по шкале Мооса.
\
В технических условиях на вспомогательные вещества и в литературе обычно указываются химический состав, потери при прокаливании (содержание органических примесей), влажность, содержание водорастворимых примесей, pH водного экстракта, водопроницаемость, насыпная плотность до и после уплотнения. Следует отметить, что pH водного экстракта может характеризовать особенности технологии получения вещества, а насыпная плотность — пористость получаемого осадка и полидисперсность вещества. Методы определения этих показателей нормированы и описаны в литературе [6, 106].
Указанных данных обычно оказывается недостаточно для характеристики ФВВ. Поэтому определяют также плотность твердой фазы, пористость слоя, удельную поверхность частиц, распределение их по размерам, делают микрофотографии.
•Плотность твердой фазы используют при расчетах пористости слоя и размера частиц при седиментационном анализе. Мик-роскопированием получают информацию о форме частиц вещества. Последняя, как известно [107, 108, 109], определяет способ упаковки частиц в слое, его пористость, проницаемость, задерживающую способность. При одинаковой скорости фильтрования частицы иглообразной формы образуют слой с лучшей задерживающей способностью, чем, например, сферические частицы. Аналогичным преимуществом перед иглообразными или ланцетовидными обладают нитевидные частицы. Хорошую чистоту фильтрата обеспечивают дискообразные частицы с сетчатой структурой.
Виды вспомогательных веществ и их характеристики
Фильтровальные вспомогательные вещества изготавливают в виде порошков и волокнистых материалов из минерального и органического сырья ,(из индивидуальных веществ и их смесей).
173
Рис. 4-4. Мнкрофотографнн фнль: тровальных вспомогательных веществ:
а — диатомит; б — перлит; в — целлюлоза.
Часто в качестве вспомогательных веществ используют отходы производства. В основном вспомогательные вещества изготавливают из диатомита, перлита, асбеста, целлюлозы, угля. Используют также древесную муку, опилки и другие отходы деревообрабатывающей промышленности, хлопковые очесы, стекловолокно, химически сшитую вискозу, порошки пластических маСс (ПВХ, полистирол), вспененные пластмассы (полиуретан, полистирол), отбеливающие земли, силикагель, белую сажу, глинозем, летучую золу, сульфоуголь, каменноугольную смолу, магнезию, гипс, силикаты, сульфаты и другие соли магния и кальция; кристаллы поваренной соли и других солей, графитовый, алюминиевый и ферромагнитный порошки и др. В качестве вспомогательного можно также использовать частицы того вещества* от которого производят осветление. Добавление (желательно более крупных) частиц твердой фазы улучшает условия образования сводиков, т. е. способствует фильтрованию с образованием осадка.
Диатомит — лепкая рыхлая осадочная порода морского либо> континентального происхождения, сложенная из панцырей од-
174
ноклет®чных водорослей — диатомей. Известен также под названиями диатомовая и инфузорная земля, диатомитовый кремнезем, кизельгур, горная мука, полировальный сланец.
Форма диатомей чрезвычайно разнообразна, известно более 10 тыс. их видЬв (рис, 4-4). Этим объясняется хорошая задерживающая способность и проницаемость слоя из диатомита. Диатомит очень гигроскопичен (водопоглощенйе 105%), высушенный продукт набирает влагу из воздуха до 15%. Диатомит обладает высокой термостойкостью, при нагревании до температуры свыше 870 °С он спекается. Плотность диатомита приближается к 2300 кг/м3. Точка плавления чистого диатомита 1500—1600 °С. Для целей фильтрования может использоваться лриродный, обожженный или обожженный с флюсом диатомит. В первом случае, природный диатомит дробят, высушивают, очищают от механических примесей, классифицируют. Для улучшения фильтрационных свойств и химической стойкости диатомит подвергают обжигу при постепенном повышении температуры до 1000—1200 °С. Часто обжиг проводят в присутствии флюса (поваренной соли, кальцинированной соды). При этом происходит отбелка продукта, так как соединения железа переходят в неокрашенные и слабоокрашенные силикаты. Химический состав и свойства диатомита приводятся в табл. 4-3* составленной на основе проспектов фирм изготовителей и по литературным данным.
