Разделение суспензий в химической промышленности - Малиновская Т.А.
Скачать (прямая ссылка):
QT = 0,86-0,72-1-225= 139 кг/(м»-ч)
что соответствует производительности, рассчитанной по лабораторным данным.
Для обеспечения требуемой мощности необходимо установить фильтр ЛДО 10-1, 25-8 поверхностью фильтровании 10 м! с гуммированными вакуум-камерами.
Пример 3. Выбор и расчет друк-фильтра
Исходные данные для разработки аппаратурного оформления процесса разделения суспензии гидроокиси алюминия представлены в опросном листе (форма № 1 приложения).
248
На основании предварительных исследований определены следующие физические свойства суспензии и осадка: |г=цпр=0,92 мПа-с; р= 1014 кг/м3; рпр=996 кг/м3; рт=2590 кг/м3; i>Oc=0,3 мм/с; dcp=5—10 мкм. Частицы твердой фазы—кристаллы неправильной формы. Осадок плотный, хорошо удаляется с ткани при ее перегибе, отходит от стенок лабораторного фильтра! при обезвоживании сжатым воздухом.
Учитывая химические и физические свойства суспензии и осадка, а также небольшую требуемую производительность, выбираем для проведения лабораторных исследований фильтровальную установку, моделирующую ра^ боту друк-фильтра. В качестве фильтрующей перегородки используем полипропиленовую ткань ТПФ-1.
Определим оптимальные условия работы фильтра, исходя из получения максимальной производительности, а также режим работы фильтра при заданной толщине слоя осадка при следующих условиях: р=рар—рс=
=0,1 МПа; продолжительность вспомогательных операций твс=15 мии; дли-тельность обезвоживания тс ие зависит от толщины осадка, составляет 10 мии и прибавляется к твс- Коэффициент масштабного перехода Л=0,63, коэффициент воспроизводимости фильтрационных свойств суспензии В=0,95г коэффициент аасорения фильтрующей перегородки С=0,8.
Экспериментальные данные и расчетные величины представлены в табл. 8-6. В первой строке таблицы приведены экспериментальные данные, иа основании которых определялись оптимальные и при заданной толщиие слоя осадка условия работы фильтра. Вторая строка содержит расчетные величины режима работы фильтра при заданной толщине , слоя осадка иа фильтрующей перегородке. Третья строка — экспериментальные данные, полученные при обработке результатов опытов, выполненных с целью проверки расчетных значений. В таблице даны усредненные значения экспериментальных величин, определенные из трех параллельных опытов.
I. Определение условий работы фильтра, исходя из нолучевяя максимальной производительности.
Оптимальную длительность фильтрования определяем по уравнению (7.23)
(10+15)-0,55 глп Г- (1 + 4,88)(1 — 0,55) — 5>20мин
Оптимальные удельный объем фильтрата (V')*, толщину слоя осадка 6*, удельный объем суспензии (V'c)*, массу сухого осадка т* и длительность промывки осадка т*Пр определяем по уравнениям, аналогичным (1.7), (7.10)» (7.14), (7.15), (5.11)
(У')* = 0,86-10-*.5,20®,» = 2,13-10-* м*/м*
6* = 0,96-10-*.5,20»,“ = 2,38-10-* м (Ус')* = 2,13-10-* + 2,38-10-* = 4,51 -10-* м®/м*
/и* = 2,91-5,20°,“ = 7,21 кг/м*
Тпр* = 4,88-5,20 = 25,38 мии
Максимальную удельную производительность фильтра по фильтрату находии по уравнению (7.24)
0 Г У 60-2,13.10-* J______2 30-10-* м»/(м*-ч>
Оф.тах- 5,20 (1 + 4,88)+ (10+15) ,dU А '
Максимальную удельную производительность фильтра по твердой фазе рассчитываем по уравнению (7.25)
60-7,21 „ __к
Qx.max= 5,20(1+ 4,88)+(10+ 15) ~~ 7,78 КГ/(“ ’Ч)
Удельные производительности фильтра с учетом коэффициентов масштабного* перехода, воспроизводимости свойств суспензии и засорения фильтрующей
17—677 24&
Таблица 8-6. Результаты сравнения (поверхность лабораторного
Строка V. мЗ/(мМ02) т, мин тпр> мин б, М-102 "•c.oc, кг/м2 ®ВЛ, % Ь vS, м2/(ы*-мин)102
1 2,50 7,17 35 2,80 8,46 70 0,55 0,86
2 8,60 65,79 321,06 9,60 29,10 70 0,55 0,86
3 8,25 67 326,67 9,60 28,35 70 0,54 0,87
перегородки соответственно равны: i
<2ф = 2,30-10-2-0,63-0,95-0,8 = 1,10-10-2 м8/(м*-ч)
Qx = 7,78-0,63-0,95-0,8 = 3,73 кг/(м2-ч)
Площадь фильтрующей поверхности определяется как частное от деления значения требуемой часовой производительности на величину удельной производительности фильтра
5 5
S = ~3 ’ — = 1,48 м*
Исходя из величины требуемой фильтрующей поверхности и данных о физических и химических свойства суспензии и осадка, для разделеня суспензии гидроокиси алюминия может быть выбран друк-фильтр типа ЕдСх-1,6.
II. Определение условий работы фильтра при заданных ограничениях. Для малотоннажных производств целесообразно передавать на фильтр весь объем суспензии из реактора, не деля его на порднн. Определим условия работы фильтра, а также уменьшение его производительности по сравнению с максимальной, если высота осадка на фильтрующей перегородке бр составит 0,096 м. Длительность фильтрования рассчитаем двумя способами: по уравнению (7.10) и с учетом а7 и р по уравнению (2.31). Найдем относительные погрешности расчетных величин при сравнении их с экспериментальными.
Длительность фильтрования по уравнению (7.10) составит
/ 0,096 „ '
тр~Д 0,96-10-2 ) — 65,79 мнн
по уравнению (2.31)
0,92- 10_s-10,40-101®-0,0962 0,92- 10's-36,96-101".0,096
тРв 60-2-0, Ы0М, 12 + 60-0,1-10е-1,12 - 70,47 мин
