Разделение суспензий в химической промышленности - Малиновская Т.А.
Скачать (прямая ссылка):
Так как согласно данным опросного листа объем одной операции составляет 0,65 м* н по технологическим соображениям необходимо отфильтровать всю операцию за «дин цикл, то удельный объем суспензии для трех фильтров ФПАКМ 2,5 (табл. 8-2) составит 0,087 м3/м2, что больше расчетного оптимального объема суспензии (0,0394 м’/м1). Рассчитываем производительность и необходимое количество фильтров. Для этого определяем
244
суспензии пигмента голубого фханоцмакмковоод
Опти-маль-ная толщина слоя осадка, б*, м-102
ыЗ/мЗ
Коэффициенты
вс>
мин
Макси-
мальная
произво-
дитель-
ность
фильтра,
Чпах>
кг/(м2-ч)
Требуе- Необ-
мая ходи-
произ- мая по-
води- верх-
те ль- ность
ность фильт-
фильт- рова-
ра. ния, ц2
кг/ч
Необ- Испол-
ходи- нение по Реко-
мое элект- ыеидуе •
число рообо- мая
фильт- рудова- ткань
ров нию
0,3 0,0394 0,65 0,82 0,8 5 4,49 28,57 6,36 3 в лю- поли-
0,3 0,0394 0,65 0,82 0,8 5 4,49 28,57 6,36 3 бом пропи-
0,3 0,0394 0,65 0,82 0,8 5 4,49 28,57 6,36 2 испол- леновая
0,3 0,0394 0,65 0,82 0,8 5 4,49 28,57 6,36 2 нении ТПФ-1
0,47 0,0622 0,58 0,82 0,8 10 3,16 28,57 9,04 1
0,47 0,0622 0,58 0,32 0,8 10 3,16 28,57 9,04 1
0,47 0,0622 0,58 0,82 0,8 10 3,16 28,57 9,04 1
= 0,007
расчетную толщину слоя осадка на фильтре
0,087-0,003 °Р “ 0,0394
расчетную продолжительность фильтрования (в мин) по уравнению (7.10)
/ 0,007 1Т> = ( 0,0011 ) — 16,64
и производительность фильтра по сухому осадку по уравнению, аналогичному (7.22)
60 0,9-16,64в.«» „ „„ . ¦
в 16,64 (1 -f-0,6-f- 0,5) -f- 5 ~ ’ кг/(м »ч)
С учетом коэффициентов масштабного перехода Л=0,65, воспроизводимости фильтрацнонвых свойств суспензии В=0,82 и засоряемости ткани С=0,8 производительность промышленного фильтра составит
QT « 8,62-0,65-0,82-0,8 = 3,68 кг/(ма-ч)
Для обеспечения заданной мощности потребуется
28,57:3,68 = 7,76 м* поверхности фильтрования
¦Следовательно, необходимо установить четыре фильтра ФПАКМ 2,5. Аналогичным расчетом можно показать, что заданную мощность могут обеспечить два фильтра ФПАКМ 5.
Пример 2. -Выбор и расчет ленточного вакуум-фильтра Исходные данные для разработки аппаратурного оформлении процесса разделения представлены в опросном листе (форма № 1 Приложения).
Результаты обследования фильтрационных свойств суспензии: ц=4,86— 5,13 мПа-с; р= 1350—1450 кг/м3; 1^=10 мм/с; У'0=0,039 м3/(м2-мнн); Ф«0,6; бо=0у026 м/мин; то»=22,4 кг/(м2-мин). Размер и форма частиц—кристаллы неправильной формы от 5 до 50 мкм и агрегаты до 200 мкм.
’В качестве фильтрующей перегородки использована удовлетворяющая по химической стойкости и. задерживающей способности хлориновая ткань арт. 86006. Осадок хорошо отделяется от ткани.
Простейшим, наиболее дешевым и производительным фильтром, который лог бы быть использован в данном случае, является барабанный вакуум*
245
Таблица 8-3. Результаты опытов на установке с погружной воронкой (P=PUV = 0,026 МПа, 5 = 0,001 м2, VW Ус = 0,76)
№ опыта Удельный объем, м3/м2 Продолжи- тельность, мик Характеристика осадка *пр «*. кг/(м*-«>
б, м масса осадка, кг-да “вл. % содержание кислоты, %
У'с V' V' пр т тпр тц тос тс.ос
1 0,037 0,016 0,028 0,15 0,65 0,80 0,013 15,57 8,16 47,6 2,2 4,30 612
2 0,038 0,014 0,028 0,20 0,75 0,95 0,015 18,20 9,43 48,2 2,8 3,75 596
3 0,037 0,012 0,028 0,25 0,83 1,08 0,017 21,15 10,50 50,4 2,3 3,32 583
4 0,036 0,011 0,028 0,28 0,93 1,21 0,018 22,05 11,00 50,1 2,9 3,32 546
фильтр, выпускаемый с гуммированным покрытием, что соответствует требованиям опросного листа. Поэтому для выяснения возможности применен ния барабанного вакуум-фильтра, первые опыты велись на установке с по* г.ружной воронкой. Результаты опытов представлены в табл. 8-3.
Как видно из таблицы, прн длительности фильтрования 0,3 мин набирается слой осадка до 18 мм, однако Кпр составляет 3,32—4,3 (при заданном соотношении Vnp/Vc=0,76), т. е. время промывки в 3—4 раза превышает время фильтрования и при этом Не удается отмыть осадок до заданного содержания кислоты. В приведенных в таблице опытах осадок на фильтре не просушивался, так как конструкция барабанного вакуум-фильтра позволяет вести процесс лишь при условии, что тПр+тс=(1,2—2,7) т. Кроме того, в процессе работы было обнаружено, что, несмотря на перемешивание* суспензия в ванне постепенно сгущается в результате осаждения грубой фракции твердой фазы. Исходя из изложенного, сделан вывод, что барабанный вакуум-фильтр не может быть применен.
Так как требования к конечной влажности осадка не очень жестки, дальнейшие опыты велись на установке с наливной воронкой, моделирующей работу ленточного вакуум-фильтра. Результаты опытов представлены в табл. 8-4.
Первая серия опытов (1—6), проводилась для выбора рациональной толщины осадка на фильтре. При этом выдерживалось постоянным соотно-. шение объемов УПр/Ус=0,76. Объемы суспензии выбирались с таким расчетом, чтобы общее время пребывания осадка на фильтре было в пределах
0,7<тц<6,4 (мин), что обусловлено конструкцией ленточного фильтра. Максимальная производительность получена в опыте 6, в котором качество осадка соответствует требованиям опросного листа.
