Разделение суспензий в химической промышленности - Малиновская Т.А.
Скачать (прямая ссылка):
При экспериментальном определении е следует обратить внимание на то, что проницаемость (удельное сопротивление) осадка зависит от его пористости в момент фильтрования, а не после уплотнения осадка во время просушки. Поэтому при определений пористости толщина осадка должна быть определена в момент освобождения его поверхности от жидкости.
Сжимаемость осадка %= 5 (уравнение 1.6) определяют
следующим способом. Суспензию фильтруют при давлении 0,1 МПа. Не давая поверхности осадка освободиться от фильтрата, подливают осторожно чистый фильтрат и замеряют толщину осадка (через градуированную прозрачную стенку). Затем увеличивают давление в 2 или 3 раза, непрерывно подливая фильтрат на поверхность осадка, и после того как осадок перестанет сжиматься, вновь замеряют его толщину.
Более высокой точности в определении пористости и сжимаемости осадка можно достичь, применяя ранее описанный грибор [15, с. 202].
3.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ОСАДКА
Способы определения удельного сопротивления осадка основаны на двух экспериментальных методах: на опытах по фильтрованию с непрерывным возрастанием слоя осадка и на опытах по проницаемости слоя осадка постоянной толщины фильтратом.
Первый способ определения удельного сопротивления осадка изложен в главе :2 (уравнения 2.35—2.40). При определении массового удельного сопротивления осадка отпадает необходим мость в замере толщины необезвоженного осадка б. В этом случае после продувки осадок высушивается и взвешивается для определения qT. Кроме того, масса сжимаемого осадка не зависит от давления фильтрования. В связи с этим точность определения а выше, чем точность определения av-
Величина М (уравнение 2.36) постоянная для данной суспензии. Однако чтобы М или удельное сопротивление осадка av могли стать однозначными характеристиками свойств суспензии, необходимо стандартизировать условия проведения опытов по обследованию свойств суспензий. Кроме величины av, характеризующей фильтрационные свойства суспензии, должны быть указаны содержание твердой фазы, перепад давления, вязкость фильтрата при температуре фильтрования и данные о фильтрующей перегородке, на которой проводился опыт для расчета
«Ху.
14*
199
Оценку фильтрационных свойств суспензии удобно проводить, при перепаде давления Р=0,05 МПа, так как этот перепад, можно получить и при разрежении и при избыточном давлении,
В связи с тем, что в уравнение (2.38) входит величина и—
= -у и для определения av необходимо определять толщину
осадка б в момент окончания фильтрования, эксперимент целесообразно вести на фильтре со стеклянной вставкой. Для точного замера объемов фильтрата, полученных за определенные промежутки времени, сборник фильтрата должен быть проградуирован или каждая последующая порция фильтрата должна отбираться в отдельные сборники. Еще лучше использовать специальные устройства для автоматической записи кривой кинетики накопления жидкости при фильтровании. Поскольку содержание твердой фазы оказывает влияние на величину av [5,114], отбирать пробы исходной суспензии следует очень тщательно.
В случае быстрофильтрующихся суспензий, в связи с трудностями фиксации времени получения малых порций фильтрата часто не удается получить данные о кинетике фильтрования. В этом случае иа фильтре с высокой цилиндрической частью* проводится несколько опытов фильтрования суспензии при постоянном разрежении. Объемы суспензии выбираются таким образом, чтобы при фильтровании образовывались слои осадка, ^отличающиеся по толщине в 2, 3, 4 и 5 раз. Заранее заготавливают равные объемы фильтрата, которые заливают на поверхность осадка в момент окончания фильтрования, когда над. осадком остался тонкий слой жидкости. При этом фиксируется время прохождения каждой порции фильтрата через соответствующий осадок. Объемы суспензии и фильтрата выбираются таким образом, чтобы можно было успеть с достаточной точностью зафиксировать время проницания. Эксперименты обрабатываются следующим образом.
Для каждого опыта при разной толщине слоя осадка опре-
Аналогичные выражения получаются для 2-й системы уравнений.
Из систем уравнений находят значения av и р
(5.6>
(5.7>
200
Полученные из двух систем уравнений av и ip сравниваются и, если расхождения находятся в пределах 10—15% от абсолютного значения величин, то принимаются их средние значения. Если расхождения превышают указанные пределы, то делается повторная серия опытов и результаты сравниваются с предыдущими. Для получения более точного значения av целесообразно делать несколько серий опытов, усредняя полученные результаты. Температура суспензии во время опыта должна поддерживаться постоянной и соответствовать регламентной.
Для оценки и учета сжимаемости осадка при выборе оптимального давления фильтрования, определяется показатель сжимаемости по одному из уравнений (1.3—1,5). Для этого проводится серия экспериментов при различных давлениях, снимаются данные о кинетике фильтрования и определяются величины ау при различных давлениях. Показатель сжимаемости является тангенсом угла наклона прямой, полученной при обработке экспериментальных данных в логарифмических либо полулогарифмических координатах.
