Н.С. Зефиров - Химическая энциклопедия, том 5 (1110092), страница 221
Текст из файла (страница 221)
Центробежное осаждение включает осветление, сгущение, а также оснэительное Ц. Осветление — удаление твердой фазы из суспензий с содержанием частиц не более 5% по объему используют дпя очистки, напр., нефтяных ыасел. Сгущение — процесс, при х-ром частицы дисперсной фазы группируютса в относительно малом обьеме дисперсионной среды; позволяет осуществлять концентрирование суспензий (напр., водная суспензия хаолнна).
Оссдительное Ц.— разделение суспензий с содержанием твердой фазы более 5 — 10% по объему; применяют преим. для обезвоживания твердых юэмпоненгов (напр., С83О4), При центробежном осазгдении движение тверэгых частиц происходит под деиствием центробежнои силы lсппэдроф7 (д — диаметр часпщы; Ар — разность плотностей твердой и жидкой фаз; г — расстовние от частицы до оси вращения ротора) и силы сопротивления жидкой среды Я. Соотношение этих сип определяет скорость осапщення ц.
При ламинарном режиме, харжтерном пля осветления, сила Я выражается ЗжОНОМ СГОХСа: Я= ЗП455а И Ю= (дретсэфу)/18р, ГдЕ )Г— динамич. вязкость жидкой фазы. Дпя турбулентного режима при осаждении кр)юных частиц высококонцентрир. суспензий сила Я находится из ур-ния: 5 = 0,25Гпеэср нд (Ъ вЂ” хоэф. лобового сопротивления; р — плотность жидкой фазы). Гидродинамнка потока определяет время пребывания частиц в роторе, а гт — время осаждения; сопоставление этих величии позволает найти хрупносп, разделения. Центробежное фильтрование происходит с образованием нли без образования осадка на фильтровапьной перегородке, а также прн одновременном протекании в ее зонах обоих процессов; наиб.
эффективно для получениа осадков с миним. впнжностью. Процесс принято делить на три периодю образование осадка, удапение из него избыточной жидкости и удаление жидкости, удерживаемой межмол. силами (мех. сушка осппка). Первый период охватывает центробежное осапдение и фильтрование через слой образовавшегося осадка Длп расчета хинспгки процесса используют эжон Дврси — Вейсбаха; движущая сила (перепад давления др) определяетса центробежным полем, действуюпщм на суспензию: АР = 0,5Реовфг~~ — гэ), где Р, — плотнеть сУспензии; г — ригнус своб. йов-сти жидкости (рис. 1, б).
На др оказывает влияние проскальзывание жидкости нцп слоем осадка. Период мо:кет протекать при разл. режимах; нэнб. харжтерны режимы при постовнных ф> и производительности по суспензин, Второй и третий периоды зависят от большого числа фжторов, связанных с уплотнением осадка, формой его поровых каналов и дрп построение их мат. моделей крайне затруднено. Из-эа сложности Ц. проювопительность центробежных машин оценивают чаше всего путем моделирования по т. наз. индексу производительности Гв= )срг, подразумевая под Б в первом приближении ппощцпь боковой пов-сти ротора.
Фю. смысл Хн заключается в том, что по аналогии с осаждением в отстойниках производительность центриф)т также пропорциональна плошали рабочей пов-сгн, сднжо за счет центробежного поля увеличивается на фактор Рг, В зависимости от б74 1 2 О тс т'; Ф - осасатсыпва писковы; а — фап ааааа; д - «пбрпыаапаа; с — прокос Га«. 2. Паатрафугп лспрсрыапою пульаарроюсй ыпруакой салака; поваапаы ыаруып. Пватапа: а - ппсрпк 676 342 ЦЕН'ПЭИФУГИРОВАНИЕ конструктивных особенностей ротора Ха дпя машин каждого типа определяется своим ур-нием и исполшуется при печете производительности с одного типоразмера центрина иной. Моделирование осугцествиется при геом. подобии роторов и идентичности определяющих критериев процесса По сравнению с др.
методами разделения (отстаивание, фильтрование) Ц. позволяет получать осадки с меньшей юижностью. При центробежном осаждении в отличие от фильтрования уджтсв разделять суспензии (напра в произ-вах лакокрасочньи материалов) с тонкодисперсной твердой фазой, миним. размер частиц к-рой состаюиет 5-10 мхм. Важное достоинство Ц.— возможность его пронедещи в аппаратуре относительно малых обьемов; недостаток — высокая энергоемхос)ъ.
Пром. центрифуги различают: по принципу рлщеления— осэдительные, фильтрующие н хомбннированные; по конструктивному исполнению — преим. по расположению ротора и системе выгрузки осапха (шнек; толкатель, или поршень; с использованием сил инерции); по оргпнюации процесса— периодического или непрерывного дейстии. Ц. в машинах периодич. дейспия осущесгвлвется циклически в роторах с иногда регулируемой ю, ножевой или ручной выгрузкой осадка.
На рис. 2 представлены принципиальные схемы ршдепения суспензий в машинах непрерывного действия. Осади- тельные шнековые центрифуги (рис. 2,а) предназначены для разделения суспензии с нерастворимой твердой фазой (напра полиэтилен, полистирол, осадки сточных вод), обезвоживания крисгюзпич. и зернистых продуктов, классификации (напр., Т(Оз), сгущения (напра ахтивньм ил). Процесс происходит в сплошном роторе; осадок непрерывно выгруукаетсв шнеком, вращающимся с частотой ю .
Для этих центрифуг Рг ы 600 — 3500. Фильтрующие шнековые центрифуги (рис. 2,6) распространены при разделении вмсококонцентрир. суспензий с кр)пноэернистой твердой фазой (размер частиц более 0,2 мм, напр. глауберова соль). Ц. производится в каркасном роторе с листовым ситом, через к-рос отводится фильтрат. Осадок вьиодится из ротора шнеком под действием ности частот вращения ю, — ю . Высокие значения Рг 1200-1800) позволяют получать продукты с милым.
влажностью, 675 Фильтрующие центрифуги с пульсирующей выгрузкой осапка (рис. 2, в) применяют в осн. для тех же целей, что и филътрующие шнес ковые. Благодари наличию толстого слоя осапка на колесниковом сите одно- или многокаскадного ротора удается осуществлять глубокую промывку ;:,эь продукта (напр„КС1, сахар-рафинал) Ф у Гу р 10 Осадок выгружиот посредством толка- а тела, совершающего возвратно-поссупат. дискение с линейной скоростью ьт Рг и 300 — 700. В инерционных центрифугахх (рис. 2, г) осадок из ротора удаляетсз за счет составиющей центробежногополв; в вибрационных центрифугах (рис. 2,д) — благодара г) вибрации ротора вдоль оси со скорочл~ 0 стью ге впрецессионных цент- ри фугах (рис. 2,а) — вследствие гироскопич.
движения ротора с частотами вращения о) и П. Машины всех типов используют дпя центробежного фильтрования высококонцентрир. суспеюий с круп нокристаплич. твердой фазой ф (напр., минеральные удобрения, уголь пылам; 1 — раыр; 2 гилродобычи, сахарный песок). Разновидность Ц,— разделение сус- пензий и эмульсий в центробежных сепараторах. Нх роторы снабжены пакетом конич.
тарелок, устаноюгенных по отношению друг к др)ту с небольшим зазором (0,4-1,5 мм), Высокая степень разделения достигается благодаря его протеканию в тонком слое межтарелочного зазора при ламинарном режиме. Тонкодисперсные суспензии (присадки к маслам, гормональные препараты, антибиотики и др.), содержащие 0,5-4,0% по обьему мех. примесей, осветляютсяв сепараторах-очистителях (рис.
З,а). Твердая фаза, собираясь в шламовом пространстве ротора, периодически удюиется из него при открытии днища (поршня), Центробежное сгущение (напра кормовые и пекарские дрожжи) проюводится в сепараторах-сгустителях (рис, 3,6). Сгущеннаа фракция непрерывно выводится через сопла по периферии ротора, а осветленная — через верх. зону. Для разделения эмульсий (напра нефтянме шламы, эпохсидные смоли) применяют сепараторы-разделители (рис. 4), в роторах к-рых предусмотрен пакет тарелок с огверстиями, расположенными на границе ршдела тяжелой и легхой жидкостей; компоненты (ф)таы Ф, и 0~) выводятся раздельно. При наличии в эмульсии твердой фазы используют универсальнме роторы с вьцрузкой осадка в соответствии с рис.
3, а или вручную. По аналогии с центрифугами разделяющая способность сепараторов оценивается индексом производительности Еа=(2яу33)ГЮ~,С16Н(Я~~,„-)1~ ), ГдŠà — ЧИСЛО тарЕЛОК В а б Рас. Э. Саичваторы пв» раьвслсваа суспсюпй: па рпа. солепппы аспаратор.аопсппсль (а) п сспаратор-свуапатсль (б); 1 — ротор; 2 — покат тарелок; Э - ппвплпос ~пс. рве. 4, повод«сер дес ротдевваи всуысвя: 1 — ротор; 2 — везет тересе«; Ф в Ф вЂ” фут«сед Э вЂ” веузьаи.
пакете; и — половина угла конуса тарелки при вершине; Я )1, — наружный и внугр. радиуаы тарелки. Модалировайне процессов в сепараторах осущеапаиется, ках и в центрифушх, по индексу производительности Ее Для изучения центрифугальных процесаов в лаборатории используют модели прои, центрифуг и сепараторов с диаыетром ротора 150-250 мм, а также т. наз. стаханчиковые центрифуги (ротор состоит из ряда пробирох — стаканчиков). Эти малогабаритные образцы позволяют вхспериментально определять не толыго производительность прои. машин, но и возможность вьпр)охи осадков нз роторов, хонечную влажность продукта, унос.
Исследования проводятая с небольшими обьемами прогухтов на спец. стендах. Стаканчиковые центрифуги использ)зат для оценки времени освящения частиц при разл, Рг. Совр. цеьггрифугальная техника имеет тенденцию к росту частот вращения роторов, повышению производительности, снижению уд, металло- и знерпюмкасги. Производнтальноап машин возрастает благодаря совершенствованию гидродинамики роторов, увеличению их длины (в осалительных центрифушх) и высоты пакета (в сепараторах). Возрастают диаметры роторов в крупнотоннажных машинах; сощаютса комбинир. роторы, в конструкциях х-рьгд совмещаются разл. методы Ц. Внедряются микропроцеасорные системы управ- ленив и регулируемые приииы, обеспечивающие Ц.
в оптим. режимах. Ц. широко распространено в технол. процессах хим;лесного комплекса, пищевых, текстильных и др. произ-вах. Ц. играет важную роль в решении экологич. проблем (очистка коммунальных и иром. стоков), в ресурсосберегающих технологиях. Литс Содовое В.И, Цвттрв(атвреесвве, М., 1976; Шзородод д В., новиков о,п., цсатрвфутвв еевчитерседдс зювнееввз вровсеодетс, м., 1987. И. Л Фоаиермо« Ультрацентрнфугнрввание — метод рашеления и исследования частиц размером менее 100 нм (макромолекул оршналл животньи и растит. клеток, вирусов и др.) в поле центробежных сил.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
