11
ВАКУУМ-ФИЛЬТРА ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ СУСПЕНЗИИ
БИКАРБОНАТА НАТРИЯ
Ембергенов С.Т. , Эрназаров Ш.Ш. , Мухамедбаев А.А., Хожаметова Б.К.
ТХТИ
Осаждение очень мелких и легких частиц из загрязненных жидкостей происходит
крайне медленно, что ограничивает производительность процесса
либо требует больших
производственных площадей. Переход к осаждению в центробежном или электрическом
поле заметно удорожает процесс. Разделение жидких или газовых неоднородных смесей
возможно методом фильтрования, состоящим в пропускании загрязненного потока через
перегородку,
проницаемую для сплошной среды, но не пропускающую твердые частицы.
Процесс фильтрования основан на явлении фильтрации: течении жидкости через
пористые среды – зернистые слои, перегородки (пористые материалы и т.п.) с мелкими
каналами [1,2].
Фильтры
бывают
периодического
и
непрерывного
действия.
Наиболее
распространенной и широко применяемый в различных отраслях аппаратом является
барабанный
вакуум-фильтр, который представляет собой медленно вращающийся барабан,
опущенный в ванну с суспензией. Барабан разделен радиальными стенками на отдельные
секторы, в которых поддерживается разряжение. Фильтрующей является цилиндрическая
поверхность: чаще всего это перфорированная металлическая поверхность, покрытая
снаружи фильтрующей тканью. Барабан вращается на полом валу, соединенном отверстиями
с полостями секторов. В ванне размещено перемешивающее устройство, предотвращающее
выпадение в ней осадка.
Движущая
сила процесса фильтрования
△
р расходуется на преодоление
гидравлических сопротивлений осадка
△
р
о
и фильтрующей перегородки
△
р
п
:
п
о
р
р
р
(1)
Скорость фильтрации вычисляется из формулы:
)
(
п
o
R
R
p
w
(2)
В ходе процесса фильтрования сопротивление перегородки в идеале мало меняется и
поэтому, R
п
будет постоянной величиной. Напротив, фактор R
о
являетсяпринципиально
переменным:
высота слоя осадка h
o
нарастает, значит, согласно нижеследующей формулы
V
F
x
h
R
o
o
o
o
(3)
С учетом формулы (3) скорость фильтрации будет иметь вид:
п
o
o
R
V
F
x
p
d
F
dV
w
(4)
Естественно, в процессе фильтрации слой осадка будет нарастать, а сопротивление
возрастать. Для поддержания постоянной скорости фильтрации необходимо варьировать
перепад
давлений
△
р [2].
На рис.1 представлена зависимость процесса фильтрации от изменения разряжения в
барабанном вакуум-фильтре в виде функции h
ос
=f(P).
Как видно, с увеличением значения разряжения процесс фильтрации соответственно
возрастает, а частности, при P=0,7 атм., высота
слоя осадка равняется h
ос
=5 мм, в случае
понижения давления системы до P=0,4 атм. слой осадки будет равен h
ос
=12 мм и, наконец,
12
h
ос
, мм
P, атм
F, м
2
P, атм
Рис. 1. График зависимости слоя осадка бикарбоната натрия
от разряжения в барабанном вакуум-фильтре.
при давлении P=0,2 атм. высота осадка составит h
ос
=20 мм, т.е. при увеличении численных
значений разряжения с P=0,7 атм до P=0,2 атм процесс фильтрования в барабанном вакуум-
фильтре увеличивается в 3,5 и более раз.
Рис. 2. График зависимости поверхности фильтрации
бикарбоната натрия от разряжения в барабанном вакуум-фильтре.
На рис.2 приводится зависимость процесса фильтрации в барабанном вакуум-фильтре в
виде зависимости F=f(P). Как показывает график, с
повышением значения вакуума,
поверхность фильтрации уменьшается. Так, при давлении P=0,7 атм. поверхность
фильтрации F=42,5 м
2
, в случае P=0,5 атм. значение F=23,7 м
2
, а при P=0,2 атм. необходимая
площадь фильтрации соответственно составит F=10,6 м
2
, иначе говоря, при увеличении
вакуума в 3,5 раза достигается уменьшение поверхности фильтрации в барабанном вакуум-
фильтре более чем в 4 раза.
Do'stlaringiz bilan baham: