Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
7. Отстаивание
Отстаивание жидких гетерогенных систем — разде ление. под действием сил тяжести.
Движущей силой процесса является разность плот ностей твердой фазы и дисперсионной среды. Частицы с большим диаметром осаждаются быстрее. Разделе ние этим способом зависит от характера движения твердых частиц в ламинарном или турбулентном режиме.
Увеличение вязкости и нешарообразная форма час тиц понижают скорость отстаивания. В суспензиях с большой концентрацией твердой фазы следует учи тывать физико-химические взаимодействия между частицами фазы друг с другом и с дисперсионной средой, которые могут приводить к укрупнению частиц или к образованию у них одноименных зарядов, что вызывает в первом случае ускорение процесса, а во втором — может сформировать трудноразделяемые и седиментационно устойчивые системы.
Отстаивание проводят в отстойниках или седимен-таторах периодического, полунепрерывного (рис. 12.3) или непрерывного действия.
Отстойники периодического действия — это емкос ти, имеющие краны для слива осветленной жидкости на разной высоте. После отстаивания открывают кра ны, начиная с верхнего, и сливают прозрачную жид кость.
В отстойниках полунепрерывного действия непре рывно подается взвесь и сливается осветленная жид кость, а осадок удаляется периодически. За счет уве личения диаметра раструба скорость движения жид кости в нем уменьшается и частицы по инерции осе дают на дне. Жидкость в виде ламинарного потока со скоростью меньшей, чем скорость оседания частиц поднимается вверх, не увлекая их за собой.
В отстойниках непрерывного действия взвесь по дается в центральную часть аппарата непрерывно, осадок с помощью скребка выводится через штуцер в нижней части отстойника. Осветленная жидкость через кольцеобразный желоб, расположенный в верх ней части аппарата, постоянно сливается.
Производи тельность отстойников рассчитывается по следующей формуле.
V = F ■ Ws,
где V — производительность отстойника, м3/с; Ws — скорость отстаивания, м/с; F — площадь отстаива ния, м2.
Недостатками процесса являются малая произво дительность и длительность. Полнота разделения не достигается и осадок обычно содержит до 40—70 % жидкости.
8.Фильтрование.
Фильтрование — это процесс разделения неодно родных систем: взвесей и аэрозолей с помощью по ристых перегородок (фильтров). Жидкость контактирует с поверхно стью фильтра и под действием разности давлений жидкая среда проходит через поры и собирается в виде фильтрата, а твердые частицы задерживаются. В зависимости от свойств перегородки и взвесей раз личают задерживание частиц в глубине или на поверх ности фильтрующего материала.
Процесс задерживания частиц в глубине сопровож дается механическим задерживанием твердых частиц суспензии в толще капиллярно-пористого материала перегородки,
Задерживание частиц на поверхности. Процесс происходит с образованием осадка на поверхности перегородки,
Фильтрующие перегородки должны отвечать сле дующим требованиям: задерживать частицы требуе мых размеров; обладать химической устойчивостью; иметь достаточную механическую прочность; обеспечи вать минимальное гидродинамическое сопротивление; не изменять физико-химических свойств фильтрата; обеспечивать возможность регенерации; быть доступ ными и дешевыми.
По структуре фильтрующие перегородки делят на две группы: 1) сжимающиеся и гибкие (перего родки), поры которых могут изменять размеры и форму.
Фильтрующие материалы: ткани из натурального хб волокна; бельтинг, полотно, холст, саржа, марля и др. Они устойчивы к нейтральным, слабокислым и слабощелочным растворам, выдерживают температуру до 100 °С, об разуют фильтры с размерами пор от 2,9 до 55 мкм. Шерстяные, синтетические, из неоргонич.волокна- стекловолокно. Нетканые фильтры- фильтровальная бумага., фильтры из перхлорвинила ФПП-20С, из фторсодержащих во локон Ф-42, фильтры из пористой нержавеющей стали марки ПНС-5 в виде ленты с порами ,. Используются в качестве фильтров намыв ные или наносные слои из кизельгура № 1 (мелкий) и № 2 (крупнозернистый), порошок фильтроперлита, целлюлозы, бумаги, асбеста, глины белой, угля акти вированного и др.
Фильтры, работающие под вакуумом — нутч-фильт-ры , состоят из толстостенного цилиндри ческого сосуда из фаянса или керамики, внутренняя часть которого разделена перфорированной перегородкой, с укрепленной на ней несколькими слоями фильтровальной бумаги и бельтинга. В верхнюю часть фильтра заливается взвесь, фильтрат собирает ся на дне нижней части. Вакуум создается под пере городкой, за счет вакуумной линии, соединенной через ресивер с вакуумным насосом. Назначение ре сивера — сглаживать пульсации насоса и предупреж дать переброс в него капельной фазы.
Фильтры, работающие под давлением — друк-фильтры , представляют цилиндрическую емкость с перфорированной перегородкой в нижней части (с укрепленным на ней фильтрующим мате риалом), на которую подается взвесь под давлением сверху с помощью сжатого воздуха или инертного газа. Для подачи жидкости на фильтр используется монтежю. Это вертикальный резервуар из химически стойкого материала, в который заливается раствор самотеком или с помощью вакуума, а затем продав ливется сжатым воздухом. Монтежю снабжается мановакуумметром, имеет трубу для для заполнения и продавливания жидкости и краны для подключения вакуумной линии.
9. Центрифугирование — разделение гетерогенных си стем под действием сил центробежного поля. Центро бежное поле создается в центрифугах за счет враще ния разделяемой жидкости в роторе, который крепится на горизонтальном или вертикальном валу и приво дится во вращение электродвигателем с помощью пе-
редаточного механизма. По принципу действия раз личают центрифуги фильтрующие и отстойные
Последние имеют сплошной ротор, центро бежное поле которого ускоряет процесс отстаивания взвеси на его внутренних стенках. Скорость отстаива ния при центрифугировании значительно выше скорос ти отстаивания под действием силы тяжести. В филь трующих центрифугах ротор перфорирован, внутри не го укрепляется фильтрующий материал и под действи ем центробежной силы происходит фильтрование. Важной характеристикой работы центрифуг явля ется фактор разделения. Это безразмерная величина, обозначающая отношение скоростей движения твер дых тел в жидкости в центробежном и гравитационном полях.
- фильтрующие центрифуги Центрифугирование отличается от других спосо бов разделения тем, что после формирования осадка, последний можно промыть и под действием центро бежного отжима удалить из него значительную часть жидкости. После разделения в осадке остается мини мальное (от 1 до 50%) количество удерживаемой жидкости. В фильтрующих центрифугах, кроме отжи ма, происходит и некоторое высушивание осадка цир кулирующим в роторе воздухом.