Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

где: m_тф – масса твердого в фильтрате, г;

V_к – конечный объем фильтрата, л.

Константы фильтрования (удельное объемное сопротивление осадка α₀ и сопротивление фильтрующей перегородки β) рассчитывается графо-аналитическим способом [1, с.23-25] в соответствии с основным уравнением фильтрования в интегральной форме.

Экспериментальные данные наносятся на график; по оси абсцисс откладывается значение V, а по оси ординат – значение τ / V. Затем через полученные точки проводится прямая линия. Тангенс угла наклона данной прямой M позволяет определить значение α₀, а величина отрезка N, отсекаемого данной прямой на оси ординат, позволяет определить значение β:

(4)

(5)

г

5

де: μ – вязкость фильтрата (0,001 Па·с);

u – отношение объема осадка к объему фильтрата,

выделившегося к концу фильтрования, м³/м³;

Р – вакуум при фильтровании, Па;

S_в – поверхность фильтрования, м²;

Константы просушки осадков рассчитывались путем обработки полученных экспериментальных данных по эмпирическому уравнению Сухобрусова [7, с.28-29]:

(6)

W(τ_c) = W₀’∙ h^a ∙ τ_c^b

где: τ_c – время от начала просушки осадка, с;

W₀’, a, b – константы просушки осадка.

Величина “a” определялась как тангенс угла наклона прямой, построенной в координатах lg W(τ_c) = f (lg h) при 2-3 различных значениях толщины осадка и τ_c = const; величина “b” определялась как тангенс угла наклона прямой, построенной в координатах lg W(τ_c) = f (lg τ_c) при h = const. Далее, при полученных значениях “a” и “b” по уравнению (6) рассчитывалась величина W₀’.

Частота вращения дисков (барабана) фильтра n рассчитывалась по формуле:

n = 0,1667φ_ф / τ_ф , об/мин (7)

где: φ_ф – угол зоны фильтрования, град;

τ_ф – полное время фильтрования, с.

У

30

дельная производительность дисковых и барабанных вакуум-фильтров q рассчитывалась по формуле:

(8)

где: Кс – коэффициент съема осадка (для фильтров с отдувкой осадка

Кс = 0,75; с ножевым съемом осадка: Кс = 0,9).

Полная производительность фильтров по твердому Q рассчитывалась по формуле:

Q = 0,001∙ F q , т/ч (9)

где: F – поверхность фильтрования фильтра, м².

К

6

онтрольные вопросы

1. Объясните назначение, устройство и принцип работы дисковых, барабанных и ленточных вакуум-фильтров.

2. Что такое удельное сопротивление осадка? Как классифицируются продукты обогащения по фильтруемости в зависимости от величины удельного сопротивления осадка?

3. Какие факторы влияют на технологические показатели работы вакуум-фильтров? Какие из этих факторов являются управляющими

4. Как влияет добавка флокулянта на технологические показатели работы осадительных центрифуг?

Литература

1. Брук О.Л. Фильтрование угольных суспензий. – М.: Недра, 1978. – 271 с.

Комплексный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт обогащения твёрдых горючих ископаемых (ИОТТ)

Московский Государственный Университет Инженерной Экологии

Кафедра "Техника переработки природных топлив"

К.т.н. Г.Ю. Гольберг (Институт обогащения твердых горючих ископаемых)

Исследование процесса обезвоживания суспензий

фильтрованием под давлением

Методические указания к лабораторной работе

Люберцы-Москва – 2002

Ц

2

ЕЛЬ РАБОТЫ

Определение констант фильтрования и просушки осадка при фильтровании под давлением; расчет ожидаемых значений технологических показателей работы фильтр-прессов и гипербар-фильтров при обезвоживании исследуемых продуктов.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Опыты проводят на лабораторной установке для фильтрования под давлением (см. рис. 1).

Схема лабораторной установки для фильтрования под давлением

Рис.1

1 – воронка; 2 – дренажное основание; 3 – фильтрующая перегородка;

4 – прокладки; 5 – корпус; 6 – крышка; 7 – зажим; 8 – сборник фильтрата;

9 – тройник; 10 – кран; 11 – осадок

Техническая характеристика установки:

- поверхность фильтрования, см² - 100;

- диаметр фильтра, мм - 113;

-

31

высота съемного корпуса, мм - 100;

- максимальный объем обрабатываемой за цикл суспензии, см³ - 1000;

- максимальное давление, МПа - до 1,0.

К

3

онструкция установки предусматривает возможность применения различных фильтрующих перегородок, а также возможность просушки осадка.

ПОРЯДОК ПОДГОТОВКИ К ПРОВЕДЕНИЮ ЭКСПЕРИМЕНТА

1. Готовятся пробы суспензии исследуемого продукта с заданными содержанием твердого и объемом с таким расчетом, чтобы толщина осадка при моделировании камерного фильтр-пресса составляла бы 15 мм, а при моделировании гипербар-фильтра – не менее 8 мм.

2. При необходимости готовятся рабочие растворы флокулянтов с концентрацией 0,05 % путем разбавления водой промежуточных растворов.

3. На дренажное основание 2 укладывается предварительно смоченная водой фильтрующая перегородка 3 и прокладки 4.

4. Сливной патрубок дренажного основания закрывается резиновой пробкой.

5. К дренажному основанию при помощи зажимов крепится корпус.

6. Закрывается кран 10.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

1. В корпус заливается заранее приготовленная суспензия. Если условиями опыта при моделировании работы камерных фильтр-прессов предусмотрена флокуляция, то предварительно осуществляется перемешивание пробы суспензии с раствором флокулянта в течение 5 –10 с.

2. Корпус закрывается крышкой и герметизируется при помощи зажимов.

3. Открывается вентиль на баллоне, из сливного патрубка удаляется резиновая пробка и устанавливается мерный стакан (сборник фильтрата).

3. С помощью редуктора устанавливается требуемое рабочее давление и включается секундомер.

4. В процессе фильтрования периодически (не менее 3-4 раз) замеряется объем выделившегося фильтрата. Момент окончания фильтрования фиксируется при появлении воздуха в патрубке для отвода фильтрата.

5. При моделировании камерных фильтр-прессов с закрытым отводом фильтрата и гипербар-фильтров осуществляется просушка осадка, при этом периодически (не менее 3-4 раз) замеряется объем выделившегося фильтрата.

6. По истечении заданного времени просушки осадка при помощи редуктора перекрывается подача газа из баллона, выключается секундомер и открывается кран 10 для сброса давления в фильтре. Фильтр разгерметизируется и разбирется. Определяются толщина и масса влажного осадка, полный объем фильтрата.

П

4

РАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ

ПРИ РАБОТЕ НА УСТАНОВКЕ.

1. К работе с баллонами для сжатых газов допускаются лица, достигшие 18-летнего возраста и прошедшие инструктаж по безопасному обслуживанию сосудов, работающих под давлением с обязательной записью в журнале инструктажа. Повторный инструктаж проводится не реже 1 раза в 6 месяцев.

2. При работе с баллонами следует соблюдать особую осторожность: не допускать резких толчков и ударов; не работать с неисправными баллонами; открывать вентиль баллона только тогда, когда к нему присоединен редуктор.

3. Запрещается: разгерметизировать фильтр без сброса давления в нем; работать при недостаточной герметичности установки; очищать фильтрующую поверхность при помощи случайных предметов; производить ремонтные работы при наличии давления в установке.

О

11

29

БРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ

В результате проведенного эксперимента нам известны: время фильтрования τ_ф; толщина h и масса влажного m_вл осадка; значения объема фильтрата V в зависимости от времени опыта τ.

Текущее значение массы влажного осадка (для текущего значения времени опыта τ) m_вл (τ) рассчитывается по формуле:

(1)

где: ρ_в – плотность воды (в данном случае – 1 г/см³).

После высушивания осадка и твердой фазы фильтрата рассчитывают:

значения влажности осадка для каждого замера (с момента начала просушки осадка) W(τ) по формуле:

(2)

где: m _с – масса сухого осадка, г;

содержание твердого в фильтрате С_тф по формуле:

(3)

где: m_тф – масса твердого в фильтрате, г;

V_к – конечный объем фильтрата, л.

К

5

онстанты фильтрования (удельное объемное сопротивление осадка α₀ и сопротивление фильтрующей перегородки β) рассчитывается графо-аналитическим способом [1, с.23-25] в соответствии с основным уравнением фильтрования в интегральной форме.

Экспериментальные данные наносятся на график; по оси абсцисс откладывается значение V, а по оси ординат – значение τ / V. Затем через полученные точки проводится прямая линия. Тангенс угла наклона данной прямой M позволяет определить значение α₀, а величина отрезка N, отсекаемого данной прямой на оси ординат, позволяет определить значение β:

(4)

(5)

где: μ – вязкость фильтрата (0,001 Па·с);

u – отношение объема осадка к объему фильтрата,

выделившегося к концу фильтрования, м³/м³;

Р – вакуум при фильтровании, Па;

Характеристики

Список файлов книги