Разделение суспензий в химической промышленности - Малиновская Т.А.
Скачать (прямая ссылка):
Способы расчета оборудования для разделения суспензий основаны на экспериментальных данных, полученных при разделении этих суспензий. Надежность рекомендаций по аппаратурному оформлению стадий разделения суспензий зависит с одной стороны от воспроизводимости в промышленном масштабе свойств суспензий, на которых велись лабораторные опыты, с другой ctopqhh — от воспроизводимости условий разделения суспензий на промышленном оборудовании по сравнению с лабораторным.
Умение воспроизвести в лаборатории все особенности работы промышленного фильтра зависит от опыта и экспериментального мастерства исследователя, который должен знать тонкости работы промышленной установки и по возможности полно воспроизвести их в лабораторном масштабе.
205
Моделирование процессов фильтрования — это смешанный экспериментально-расчетный метод, включающий экспериментальную работу на модельной установке, воспроизводящей последовательно все особенности работы промышленного оборудования, и последующий расчет параметров его работы в режиме, который может отличаться от использованного на модельной установке. Для обеспечения максимальной надежности выбранный режим проверяется экспериментально и затем выдаются данные для проектирования.
Каждая лабораторная установка для моделирования или масштабирования процесса фильтрования (модельная установка) в качестве основной детали включает модель промышленного аппарата, а также набор различных емкостей, коммуникаций, арматуры, съемных приспособлений, контрольно-измерительных приборов, автоматически записывающих устройств и т. д. Лабораторная модель промышленного фильтра или центрифуги является как бы элементом поверхности фильтрования промышленного оборудования, на котором последовательно осуществляются операции фильтрования, промывки осадка, продувки его воздухом или отжима диафрагмой, нанесения вспомогательного вещества, удаления осадка с перегородки и регенерации фильтрационных свойств перегородки. В лабораторной модели большей частью не соблюдается геометрическое подобие промышленному фильтру. Например, для моделирования работы барабанного вакуум-фильтра с цилиндрической поверхностью фильтрования используется погружная воронка — плоский фильтрующий элемент, который последовательно погружается в суспензию, имитируя зону фильтрования на барабанном фильтре, затем поворачивается поверхностью фильтрования вверх, когда осадок промывается, затем через осадок просасывается воздух, после чего под ткань подается сжатый воздух для отдувки осадка.
Для того чтобы процесс фильтрования полностью воспроизводился на промышленном фильтре, модельная установка и условия работы на ней должны удовлетворять следующим требованиям:
1. На модели следует использовать ту же самую фильтрующую перегородку (ткань, керамику, подкладную сетку), что и на промышленном фильтре.
2. На модели должно воспроизводиться то же давление или разрежение, что и на промышленном фильтре. Прн моделировании центрифуг факторы-разделения должны быть одинаковыми.
3. Направление движущей силы процесса фильтрования по отношению к гравитационной силе на модели и промышленном оборудовании должно быть одинаковым.
4. Способы подачи суспензии на модель и на фильтр должны быть одинаковыми. Это связано с тем, что одновременно с подачей суспензии на фильтр идет процесс фильтрования и от со-
206
отношения скорости фильтрования, скорости и направления течения суспензии к перегородке и скорости осаждения зависит структура образующегося осадка. Так, например, при модели-ровании процессов фильтрования на камерных фильтр-прессах типа ФПАКМ, высота модели фильтра должна быть равна высоте камеры промышленного фильтра, суспензия должна пода* ваться из суспензатора при перемешивании через отверстие в стенке модели, чтобы поток суспензии был направлен касательно к фильтрующей поверхности, а не перпендикулярно к ней, как это делается на друк-фильтрах. В этом случае результирующее действие скорости осаждения, фильтрования и скорости потока в модели будет таким же, как на промышленном фильтре.
5. Модель должна обеспечивать возможность промывки осадка в таких же условиях, как и на промышленном фильтре. Если предполагается, что на ФПАКМ или ФПАВ осадок перед промывкой будет отжат диафрагмой, то этот процесс должен быть воспроизведен и на модели. Если промывную жидкость рекомендуется подавать непосредственно вслед за суспензией без предварительной продувки или отжима осадка, то таким же образом нужно работать и на модельной установке. На модели фильтр-пресса ФАМО промывная жидкость должна протекать через осадок, находящийся между двумя слоями фильтровальной ткани.
6. Осадок должен обезвоживаться теми же методами, что и на промышленном фильтре: сжатым воздухом или другим газом, диафрагмой, отжимными валками (в условиях барабанного вакуум-фильтра)' и др. •
I 7, Осадок следует снимать с перегородки таким образом, чтобы воспроизводился принцип действия съемного приспособ* ления на промышленном фильтре. Это не означает, что модельная установка должна быть снабжена устройствами для съема осадка, но основные технологические особенности операции съема осадка должны быть воспроизведены, так как в противном случае засорение фильтрующей перегородки идет иначе, а следовательно, нарушается воспроизводимость в последующих циклах фильтрования. Это особенно важно в тех случаях, когда съемное приспособление уплотняет осадок или замазывает осадком фильтрующую перегородку. Например, нельзя выдавать рекомендации для проектирования установки с центрифугой типа ФГН с ножевым съемом осадка, если с модели фильтрующей центрифуги осадок снимали вручную, вынимая и встряхивая фильтровальную ткань или сетку. В этом случае промышленная центрифуга может не только не обеспечить расчетную производительность, но и вообще оказаться неработоспособной, так как осадок при съеме ножом может уплотняться, скорость фильтрования через уплотненный слой — уменьшаться, влагосодержание осадка увеличиваться до тех пор, пока осадок не станет настолько влажным и липким, что перестанет сниматься ножом или будет зависать в лотке.
