Разделение суспензий в химической промышленности - Малиновская Т.А.
Скачать (прямая ссылка):
230
[121]. Это значит, что при масштабировании процесса, длительность отжима осадка на промышленной центрифуге по лабораторным данным можно рассчитать из соотношения
1
тс.п = Тс.л (7.28)
Здесь Л = 0,7—0,9.
Технологический расчет фильтрующих центрифуг выполняют следующим образом.
С учетом размера центрифуги и фактора разделения выбирают стойкую в данной среде и обеспечивающую получение качественного фильтрата фильтрующую перегородку.
Проводят эксперименты на лабораторной модели, экипированной выбранной перегородкой при заданном факторе разделения с целью получения максимально возможной толщины осадка. При разделении суспензий, образующих сжимаемые осадки, эксперименты ведут при разных значениях Fr'. В случае использования центрифуг с ножевым съемом осадка проводят многократное фильтрование через остаточный слой с целью определения интенсивности увеличения его сопротивления, сопровождающегося повышением влажности осадка и снижением производительности центрифуги. Одновременно определяют сроки регенерации фильтрующей перегородки.
По уравнениям (7.26), (7.27) и (7.28) определяют длительность отдельных операций цикла на промышленной центрифуге (фильтрования, промывки, отжима).
Задаваясь длительностью вспомогательных операций твс, рассчитывают общую длительность цикла промышленной центрифуги
Тц.П = ТП 4" Тпр.П "Ь ТС.П "Ь Твс (7.29)
Производительность центрифуги по осадку QT определяют из соотношения
Qr = -^~ (7.30)
1ц.п
где /пт — масса твердой фазы осадка, выгружаемого из ротора промышленной центрифуги за один цикл фильтрования.
Зная объем ротора промышленной центрифуги FP, отношение объема осадка к объему пошедшей на его образование суспензии щ, массовую концентрацию суспензии по объему cmv и определив по принятой высоте осадка бп значение коэффициента заполнения ротора т|3, можно рассчитать массу твердой фазы осадка в роторе
и, и.
Если при срезе осадка ножом остается остаточный слой, это необходимо учесть при определении объема выгружаемого осадка.
231
Подставив выражение (7.31) в выражение (7.30), получим
Qt= УртьcmV
U11Ц.П
Учитывая, что Уос = я(2гр—6)6L; и\ = и{\—cv); cmv = cvpr, можно получить различные виды уравнения (7.32) для определения производительности центрифуг.
Если соблюдаются условия моделирования и величина av остается неизменной для лабораторных и промышленных условий, из уравнения (2.72) можно получить следующее отношение:
ТП_____ГЬ.п'/’p.rAFfj]___ОС.П
*л лУр л5пРгп' у
ос-л '
Здесь 2=5^', м2 — индекс производительности центрифуги. Отношение (7.33) может быть приведено к виду
Qt.„ = Q^-§l (7-34)
где Qt.ii и QT.n—производительность по осадку промышленной и лабораторной центрифуг соответственно.
Уравнение (7.34) можно использовать для ориентировочного расчета производительности промышленных центрифуг по лабо-' раторным данным, в том числе и по результатам экспериментов на пробирочной центрифуге. Для пробирочной центрифуги
¦V____________ы2у*____________0 1П_, п2У3
2ь- 45,1 lg [2 rp/(rp 4- /•„)] , lg [2rp/(rp + г0)]
Qrn 45,1 lg [2гр/(гр 4* Гр)] л j inj lg [2гр/(Гр 4- г0)]
^ ~~ — ’ <в2т 1 ‘ 1
Здесь — объем загруженной в пробирку суспензии, м3; гр — расстояние от оси вращения до диа пробирки, м; т — длительность разделения суспензии в пробирке, при которой достигается желаемый эффект, с.
В общем случае для центрифуги с цилиндрическим ротором
2=т<°2 in wi"L * “T"wV2cpL * °’mn2r2*pL <7-37)
где n — число оборотов ротора в минуту.
Для осадительных центрифуг с коротким цилиндрическим ротором
2 « "Т" “V*- « 0,OOTn2r02L • (7.38)
Для осадительных центрифуг с коническим ротором
2 « -у <a2r02Z. « 3,5- 10-anWL (7-39)
232
Для трубчатых суперцентрифуг
2 ® "S”®* (3гр9 +т°г)L (^р* + '<?)i (7.40)
Для тарельчатых сепараторов
2 *'§-®*('‘ps-V)tga/2(ArT — 1) «2,2-10-®ns(^*-»-o8)tga/2^T (7.41)
здесь гр и г0 — наружный и внутренний радиусы тарелок; a — угол при вершине конуса; NT — число тарелок в пакете.
Более точные формулы для определения индекса производительности можно найти в литературе [10, 13].
7.5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ ПРИ ВЫБОРЕ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ СУСПЕНЗИИ
Разработка экономически целесообразного варианта организации процесса разделения суспензий зависит от многих конкретных условий, существующих на данном производстве. Приводимый ниже материал имеет целью дать читателю общее представление об экономических особенностях выбора условий фильтрования, оборудования и материалов.
Экономическая эффективность различных типов фильтров определяется по разности приведенных затрат на единицу продукции для каждого из сравниваемых вариантов оборудования. Экономическая эффективность в соответствии с методикой [122] определяется по формуле
Э = f(CA + ЕК/д - (Св + ЕКв)] п (7.42)
где Са и Св — себестоимость 1 т продукта при фильтровании соответственно иа фильтре А и фильтре В; Ка и /Св—удельные капиталовложения на 1 т продукта при фильтровании соответственно иа фильтре А и фильтре В; Е — нормативный коэффициент экономической эффективности, равный в химической промышленности 0,15; П — объем годового выпуска продукции.
