Классификация отстойников

Аппараты, которые применяются для осаждения, называются отстойники. Различают отстойники: непрерывного действия – все процессы протекают непрерывно; полунепрерывного действия – подача разделяемой смеси и вывод очищенной сплошной фазы проводят непрерывно, удаление сгущенной дисперсной фазы – периодически; периодического действия – все процессы протекают периодически.

Для разделения суспензий применяются одноярусные отстойники непрерывного действия с гребковой мешалкой (рисунок 5.7).

Диаметр нормализованных аппаратов составляет от 1,8 до 30 м, в некоторых случаях может быть до 100 м.

Для увеличения эффективности разделения и экономии производственных площадей применяются многоярусные отстойники, представляющие собой несколько отстойников, поставленных друг на друга и имеющих общий вал для гребковых мешалок.

 

Рисунок 5.7 – Одноярусный отстойник

непрерывного действия с гребковой мешалкой

 

Отстойник непрерывного действия с коническими полками изображен на рисунке 5.8. К достоинствам отстойников этого типа относятся отсутствие движущихся частей и простота обслуживания.

Для разделения эмульсий используется отстойник, схема которого представлена на рисунке 5.9. Главным условием эффективной работы этого аппарата являются ламинарные или близкие к нему движения жидкости в корпусе аппарата.

Общими достоинствами описанных аппаратов является простая конструкция (низкие капитальные затраты) и низкое гидравлическое сопротивление (низкие экономические затраты). Недостаток – низкая степень разделения.

 

 

Расчет отстойников

Отстойник непрерывного действия для разделения суспензий представляет собой полый резервуар цилиндрической или прямоугольной формы (рисунок 5.10).

 

Необходимым условием является то, что время пребывания частиц (τ _пр) в аппарате должно быть больше времени осаждения (τ _ос).

            τ_пр = L/w_ж ;                  τ_ос = Н/w_осажд.

                     .                      (5.25)

Определив объемный расход осветленной жидкости по уравнению расхода, получим

              ,                 (5.26)

тогда

                           .              (5.27)

 

Из формулы (5.27) следует общий вывод: производительность отстойника не зависит от высоты аппарата, а определяется только скоростью и поверхностью осаждения (рисунок 5.11).

При выводе уравнения (5.27) не учитывался ряд обстоятельств, ухудшающих процесс отстаивания в реальных промышленных аппаратах, поэтому при инженерных расчетах рекомендуется увеличивать значения поверхности на 30…35 %.

Необходимо отметить, что при создании отстойной аппаратуры возможности для интенсификации процесса незначительны. Для того чтобы интенсифицировать процесс осаждения, необходимо:

а) увеличить диаметр частиц, для этого используют такие методы, как коагуляция, флокуляция;

б) подогреть суспензию, так как при повышении температуры наблюдается уменьшение плотности и вязкости сплошной среды;

в) заменить силовое поле на центробежное.

В гравитационных отстойниках на частицу действует сила тяжести:

                                .              (5.28)

Таким образом, центробежная сила больше силы тяжести в К_р раз, и эта величина называется фактором разделения или центробежным фактором. Фактор разделения является важной характеристикой при осаждении в центробежном поле, т.к. разделяющая способность аппаратов при прочих равных условиях зависит от его величины. Он показывает, во сколько раз скорость осаждения частиц твердой фазы в центробежном поле больше скорости подобного процесса в гравитационном поле.

 

Фильтрование

 

Процессом фильтрования в химической промышленности называют разделение суспензий или пылей с помощью пористой перегородки – фильтра, способной задерживать взвешенные частицы, находящиеся в жидкости или газе.

Фильтрование может обеспечить почти полную очистку жидкости или газа от взвешенных частиц и в этом отношении имеет преимущество перед процессами осаждения. Принципиальная схема процесса представлена на рисунке 5.12.

Различают следующие виды фильтрования:

а) фильтрование с образованием осадка на фильтровальной перегородке;

б) фильтрование с закупориванием пор фильтровальной перегородки.

Движущей силой процесса фильтрования является разность давлений ΔР.

Это может быть гидростатическое давление, избыточное давление над перегородкой, вакуум под перегородкой, центробежное поле (фильтрующая центрифуга, рисунок 5.13).

1 – фильтровальная перегородка; 2 – осадок

Рисунок 5.12 – Схема фильтрования

 

 

В качестве фильтрующих материалов в промышленных аппаратах применяют естественные и искусственные зернистые и пористые тела: песок, графит, ткани, сетки, пористые пластические массы и т.д.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: