Разделение суспензий в химической промышленности - Малиновская Т.А.
Скачать (прямая ссылка):
„___________YL__________________YL___________
* т + ТПр + Тс + хвс Т(1 4- /Спр-f- Кс) + Твс
_ т (1 + Кпр + Кс) + твС (7-22)
Для получения соотношения между твс и т, обеспечивающего ®Ф. шах, выражение (7.22) необходимо продифференцировать по т и первую производную приравнять нулю. Этот способ правомерен в случае, когда твс не зависит от т, а Кпр и Кс постоянные величины. Другими словами, время промывки и обезвоживания осадка пропорциональны времени фильтрования. Следует отметить, что если осадок промывается при давлении Рпр отличающемся от Р, а вязкости фильтрата и промывной жидкости существенно различаются, то при предварительных расчетах коэффициент Кпр хледует умножить на величину рПР^ - •
^¦Цпр
В случае обезвоживания осадка продувкой соотношение /Cc=const справедливо только для слабосжимаемых осадков, не подверженных растрескиванию. Для растрескивающихся осадков tc практически не зависит от т, в связи с чем тс можно считать постоянной величиной, которую следует прибавлять к тВс.
После дифференцирования уравнения (7.22), приравнивания первой производной нулю и ряда преобразований получим
т* = (1 + К„Р + Кс)(1-Ь) (7,23)
Уравнение (7.23) преобразуется в соотношение (7.19) при b = 0,5.
Зная т*, из соотношений аналогичных (7.13) и (7.15) можно определить оптимальный удельный объем фильтрата (V')* и массу сухого осадка т*. Оптимальную толщину осадка можно рассчитать из соотношения аналогичного (5.8). Следует отметить, что для фильтров периодического действия (V')* и 6* ие зависят от сопротивления фильтрующей перегородки [5, с. 292].
Максимальные удельные производительности по фильтрату
<>ф. max М3/(М2-ч) И ПО сухому ОСЭДКу QT. шах Кг/(М2-ч) рЭССЧИ-
тываются из соотношений
„______________60 (П*___________60-У0ЬЬ (1 -6)1-»
Уф.max - Т* (1 + /СПР + /Сс) + - (1 + Кпр + Кс)ЬХвс1-Ь V-*)
п______________бСЧте»____________бО-Ирб» (1-6)1-*
Ут.шах - rUI + Knp-h Кс) + твс - (1 + Кпр + Кс)^-” ( )
При расчете фильтров с использованием экспериментальных данных, полученных по унифицированной методике, часто при-
226
I»
N
Рис. 7-3. Диаграмма для возведения чисел N в дробную степень Ь.
ходится возводить в дробную степень велияины (1—Ь) н др.. Для упрощения этой операции можно'пользоваться диаграммой,, приведенной на рис. 7-3.
Расчет оптимального режима работы фильтра, основанный на использовании данных, полученных по унифицированной методике, предусматривает постоянство’ значений Кар и Кс, что, как указывалось выше, связано е определенными допущениями-Поэтому полученный расчетный режим работы фильтра необходимо проверить экспериментально: '
Режим работы фильтра, приводящий к получению максимальной производительности можно определить и' графически: по кривой кинетики фильтрования i[5; 120]. При р = 0 графический метод устанавливает равенство* тВс=т*‘+т*пр, аналогичное-(7.19).
Условия получения максимальной производительности обычно отличаются от экономически целесообразного режима работы фильтра. Такое несоответствие возникает вследствие различных; затрат на выполнение основной, дополнительных и вспомогательных операций. Для сокращения затрат на вспомогательные* операции предлагается увеличивать длительность фильтрования по сравнению с т*. Автоматизация фильтровального оборудования сокращает время и затраты на выполнение вспомогательных операций и экономически целесообразные условия работы фильтра в этом случае будут приближаться к условиям получения Qmax Г 116].
22 Г
Иногда специфическими условиями производства диктуется необходимость работы фильтровального оборудования в режимах отличных от оптимальных. Например, в малотоннажных периодических производствах, исходя из соображений сокращения вспомогательного оборудования, сокращения времени контакта обслуживающего персонала с токсичными продуктами, а также при фильтровании быстроосаждающихся суспензий, бывает более целесообразно передавать иа фильтр весь объем суспензии, получаемой в производственной операции, не деля его на части. При этом реактор освобождается полностью и ие требуется дополнительной промежуточной емкости. Для такого случая расчет фильтра ведется исходя из заданного удельного объема суспензии и соответствующей ему расчетной толщины «садка на промышленном фильтре 6П. Полученная расчетная величина бп сопоставляется с максимально допустимой для данной конструкции фильтра толщиной осадка. Если величина 6П допустима для механизированной выгрузки, то рассчитывается длительность фильтрования иа промышленном фильтре, объем фильтрата и масса осадка, полученного с единицы поверхности фильтра из соотношений, аналогичных (7.10), (7.13) и ^7.15). Производительность фильтра рассчитывается из соотношения аналогичного (7.22).
При выдаче данных для проектирования промышленных фильтровальных установок производительность фильтра должна быть скорректирована с учетом влияния масштабного перехода, снижения фильтрационных свойств фильтрующих перегородок, а также отсутствия воспроизводимости фильтрационных свойств суспензий, получаемых в различных операциях. Такая корректировка осуществляется путем умножения расчетной величины производительности фильтра иа поправочные коэффициенты: Л— масштабного перехода, В — воспроизводимости
