Н.С. Зефиров - Химическая энциклопедия, том 5 (1110092), страница 64
Текст из файла (страница 64)
Скорость процесса описывается ур-нием двшкения Эйлера, к-рос для одномерного ламинарного потека принимает форму закова Дарси: т = Ьр//(.ь = Ьр/р/2, где Я,„, М вЂ” гидравлич. сопротивления (общее и отнесенное к единице вязкости ц суспеизии сопротивление движению фильтруемой живкости через слой осадка и ФП). Для преодоления гидравлич. сопротивления необходимо создание перепада давления (вакуума под ФП или избыточного давления над ней).
На практике встречаются след. режимы Фл 1) при ьр = сопок (раэдсление под вэхуумом, под давлением, при подаче суспенэии центробежным насосом, производительность к-рого значительно превышает производительность фильтра); 2) при о=сопок (подача суспеиэии обьемиым насосом); 3) при непрерывно изменяющихся Ьр и г (подача центробежным насосом). При Ф, сопротивление Я непрерывно возрастает.
Зависимость его ст уд. объема фильтрата описывается т, нэз. обобщенным ур-иисм Фл с/д/с/) ' = К)Г", (2) 183 где К и и — хоистанты. Для фиксированных значений л различают 5 видов Фл с образованием осадка (а=О), с закупориванием пор образующегося осадка (0,5), промеху. точное (1,0), с постепенным зжупориввнием пор ФП (1,5), с полным эжупориванием пор ФП (2,0). Константы ур-иия (2) и значения начального сопротивления /(о (при начальной скорости разделения го) находкт по спец. графикам завися. мости скорости Ф, от объема фильтрата при Ьр = сопок. Для чаем применяемого режима Ф, при Ар = сопок и /4 * й ур-ние (2) после преобразований принимает вид; У' 41-л) СКсЛ» Э) 1(ьр/и)42 л))4)-лис-л) с С-лги-л) = у«со (3) Наиб.
распространенным в хим. технологии видом рвделения суспензий яшшется Ф. с образованием осадка описываемое т. нвз. основным ур-нием: г = с/У'/с/т= = Ьр[)с(иьб+ /2о)] или после преобразований: (У)э -).42йо/а)сл)У =АЬ Р/Маги, (4) где аги Ь вЂ” соотв. удельное объемное сопротив. ление осадка (сопротивлеиие единицы объема осадка высотой 1 м, отложенного на ФП площадью 1 мэ) и толщина его слоя (в м); и = (ЬУ„)/У = ЫУ' — соотношение объемов осадка и фильтратгс А= 2 (при Ьр=сожг) и А=1 (про т= сопок). Параметр ит — ф-ция пористосги (е), диаметра(с/) и уд, пов-сти (ь„) твердых частиц, их концентрации (с~ ь суспензии и Ьр: и, = (1 — е)э/(еэс/э) = [А (1 — е)эа, )/е = = аУОС = аУС/)рс, Гдс 4 И Э' — ХОНСтацтЫ.
ИНОГда ВМССГО аг используют др. параметр — массовое уд, сопротивление осолкю и= и, и/с/=Ыт, где с/= т/К Ур-ние (4) при Ао = 0 является частным случаем ур-ния (3). Последнее в форме У' = Усть с достаточной длв техн. расчетов точностью описывает кинетжу Ф. и позввшет в определенных пределах экстраполировать эксперим. данные, показатель степени Ь от 0,3 до 1,0. При условии, что концентрация твердой фазы в суспензии не изменяется (с, = сопой. справедливы также модификации ур-ния (3) для толщина слов имассыосадка: Ь=Ьотьит' =т" ть, где Уо, Ьоит,',— уд. обьем фильтрата, толщина слоя в уд. масса осадка (и /~, полученные за единицу времени.
Ф. можно интенсифицировать путем повышения т-ры сус. пензии, давления (ограничения — сжимаемосгь осадка, конек. руктивиые возможности фильтра, прочность ФП), уменьшс. иия толщины слоя осадка (ограничение — условия его сьемо), рациональном подбора ФП и способа се регенерации, а тэхкс снижением уд, сопротивления осадка, Последнее наиб. зф фехтивио, т. к. обратно пропорционально квадригу диаметуь твердой частицы и достигается применением коагулянтоо н флокулянтов и рациональным приготовлением суспеизвк. Продолжительность Ф.
находят из ур-ния: т = (рЫЬрл)(а)сЫА 4. До) (ь) или иэ ур-ния (3) и его аналогов: (у/у)ць ЫЬ)пь о, о)ье (б) Промывка осадка — замена фильтрата в порах осади чистым р-ритслем; сопровохщается пщродинамич. проц«сими поршневого вытеснения и смешения двух жидкостей, а также диффузиониыми и др. процессами. График зависимо. сти отношения концентраций вымыввемых в-в в вытекающей промывной хсидкости (с) и фильтрате (со) от отношенш обьемов промывной жидкости и пор осадка (У„р/У„,о) ню кривой промывки (рис.
1), Д/и Режима идеального вытеснения скорость течения вро. мывнои жидкости о опрсдииют по скорости промывки ь конце Ф. с корректйровхой на изменение вязкости. В этол случае при У„о/У р — — 1 должно вытесняться 100% фильтрага (примесей). В действительности в осашсе последовательно щю.
исходят процессы вытеснения, смешения и диффузии, виспсгвие чего удаляются 35 — 90% примесей. Дсш извлечена 90-99% примесей в хим, произ-вах соотношение 1/ /1' обычно поддерживается в пределах 2,5 — 5,0. Продолжитель- 184 с/г, У /У з Рэе. !. Квэсне эзюеиэсэ ес«эзен ! - щсасенес ентссасээ«: 2 — ренин«э« ар«чесс. ность проыывки т = У' Ь, (Ъ", — конечный обьем промывной жидкости) определяют, как правило, экспериментально.
Процесс диффузии, двюкущей силой к.-рого является разность указанных выше концентраций ас, может лнмитнровать как т так н кол-во вымываемого в-ва. Время диффузии НаХадят Па ф-ЛЕ: Г Э=(1/, Сб )/(05"ае), ГдЕ /) — Казф. диффузии; б — толщина днф$чианного пограничного слоя; »вЂ” площадь пов-сти раздела При обработке юрепграванных и высокодисперсных осадков в ннх за счет фнз.-хим. процессов образуются трещины, что сущеспюнно увеличивает расход жидкости и снижаш эффективность промывки. Последнюю интенсифицируют, репульпируа осацох в промывной жндкости; при атом ускоряетса диффузия, а фильтрат извлекается из тупиховых и межагрегатных пор.
Перспехтивны многократное взмучиванне прн протнвотоке твердой фазы и промывной жидкости, а также дробная промывка с использованием фильтрата от предыдущих операций. Обезввжнэание есадка - удаление жнцхой фазы (фильтрата нлн промывной жццкасти) из пор осадка независимо от того, состоит эта фаза из воды нлн др.
жидкости. Осадок обезвоживэют продувкой сжатым газоы нли паром, а также путем мех. отжима. П р о д у в к о й удаляют избыточную (свободнув) и часть капнллярной влаги. Яе кол-во зависит от давления газа, к-рое должно превышать калил/йгрное давление. Для оащков хрупнокристаллнческнх и средней дисперсности связь меягцу параметрами процесса описывается зависимостью: н« = и !бпар ьт", ще гс — вчажность продутого осадка; и, — влажность слоя осадка толщиной 8= 1 см при его просушке в течение 1 с под давлением 0,1 МПа; и — эмпирич.
константа. Прн продувке газом вмсокоднсперсных осадков их структура изменяется по закономерностям, близкии к отжиму. Механический отжим производят валками, вибрационнымн устройствами, ФП, эласгнчиьии мембранами (диафрагмами) и обычно прнме!иют лля обезвоживания структурированньи осадков, При этом агре!аты разрушюогся, твердые частицы перемешагогся относительно друг друга, а иногда и деформируются; толщина слоя осадка умень!па«тая. Кинетика процесса (зависимость обьема жидкости У„от продолжительности отжима диафрагмой г,) описывается ур-нием: У, = тс/(и.~ гнт ), где н н ш — константы. Очевидно, что при тд-+ обьем У,-«1/т = У, (предельный абьем яащкасги).
Оглашение У,/У „= Е, наз. степенью обезвожнвапия. В зависимости от Е„прадо/пхш ельность процесса описывается ур-пнем: т = Е,(н/га)(1 — Е /. При т„= сопс! ююкность осадка зависит от давления гр. (р) и давления отжима (р„): и = ч«!р с В,(р — р„), где и ! — влажность осадка, «пжато!о при р =р„= 1; а и В, — консташы. Обычно р, > р, что способствует сйижению ю.
Для предотврэп!ения «кайсюлнрования» (обриования на границах слоя очень плотного, гграхтически непроницаемого осадка) увеличивать р, рекомендуется постепенно. Фнльтровальные перегородки ФП должны обладать хорошей задерживающеи способносп,ю, незначнт, гидравлич. сопротивлением, фнз.-мех. прочносп,ю, хим. стойкостью, болыпой порнсгостью и равномер. ным распределением пор по размерам, сохранять проннцаемосп. при многократном Ф., легко реюнерироэаться, а прн 185 7 Хани«.
еэа., с. 5 ФИЛЬТРОВАНИЕ 97 Ф. с зак)тюриваннем пор — быль достаточно «трязеемкимн». Осн, фильтрационные характеристики: внд Ыатериэлк водо- проницаемость, возцухапроводность, пористость, прочность, рабочее давление, масса 1 мз, линейные размеры. Гибкие ФП вЂ” тканые, трикотажные, сетчатые„петя.аные и др. Тканые ФП нзгг«гаэлиэают из натуральных (хлопок, шерсть, !пели), искусственных (ецетаты целлюлозы, вискоза), сннтепгческих (полнэкрнлонитрил, полиэмиды, полнвинилхлорнц, полнэфиры и др.), силикатных (асбест, стекло) и металлических (сэ, Мо, сплавы и т.д.) волокон и нитей.
Различают полотняные, саржевые и атласные (сатиновые) ткани. Полотняные !хани характеризуются высокой задерживающей способностью, равномерным распределением пор, большой прочностью, незначит, деформацией при растяжении. Саржевые ткани обладают большей проницаемостью и грязееьпгасгью, но меньшей прочностью, чем полотняньге ткани, и хорошей зацерживюощей способностью. Сатиновые ткани по последним двум показателям уступают саржевым. Ворсование и каланцрование повышают задерживающую способность и соотв. ухудшают или улучшают условия сьема осадка. Трикотажные ФП по эксплуатац.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
