химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга первая

Автор Н.И.Гельперин

гатом допустимы, применяют центрифуги непрерывного действия сшнековой выгрузкой осадка. Существует ряд конструкций таких центрифуг. В качестве примера на рис. V-25 схематически представлена центрифуга сгоризон-тальным ротором. Особенностью этой центрифуги является удаление осадка при помощи шнека, расположенного со-осно внутри ротора и вращающегося в том же направлении, но с другим числом оборотов. Существуют две группы рассматриваемых центрифуг: 1) быстроходные с производительностью до 20 т/ч (диаметр ротора 160—630 мм, фактор разделения до 3000) и 2) тихоходные с производительностью до 100 т/ч (диаметр ротора 700— 1200 мм, фактор разделения 150—800). Достоинствами рассматриваемых центрифуг являются высокая производительность, хорошее отжатие осадка, низкий расход энергии и малый вес. К числу их существенных недостатков относятся большой унос твердой фазы с фугатом и ее значительное измельчение.

4. Закономерности фильтрования в гравитационном поле

Фильтрование с образованием несжимаемого осадка на несжимаемой фильтровальной перегородке. Практически несжимаемыми являются осадки, состоящие из механически прочных твердых частиц размером более 100 мкм (например, минеральные соли). К числу несжимаемых относятся фильтровальные перегородки из пористой керамики, спекшихся стеклянных, металлических, ме-таллокерамических порошков и т. п. Особенностью несжимаемых осадков и перегородок является постоянство их пористости и, следовательно, сопротивления потоку жидкости в процессе фильтрования. Режим течения фильтрата в порах вследствие их малого диаметра и низкой скорости потока является ламинарным. Следовательно, расход жидкости с вязкостью ^ через один капилляр с радиусом сечения г и длиной / при перепаде давлений &.р можно выразить уравнением (1.14): Vt = (я Др/8ц/) г*.

Элементарный расход жидкости за время dx при наличии i капилляров на 1 м2 площади фильтра будет; dV = (я hpr4lS\il)Fdx, где F — площадь фильтра.

dx

Отсюда находим видимую скорость фильтрования, выражающую объем жидкости (фильтрата), проходящий через поры на 1 м-поверхности фильтра в единицу времени: I dV Ар

81

ЯГ4!

Величины г, I и X, будучи в среднем постоянными для каждого осадка и каждой фильтровальной перегородки, не поддаются

251

непосредственному измерению. Однако, как будет показано ниже, можно простым экспериментом определить весь комплекс ЪИпгН, который, очевидно, выражает суммарное сопротивление слоя осадка и фильтровальной перегородки Ra, т. е. 8//«r*i = = R0 + Rn- Таким образом _)_ dv_ F " dx ~ Р. («э + Яд)

(V.I8A)

Величину Rn можно с достаточным приближением считать постоянной. Сопротивление слоя осадка, пропорциональное его толщине п0, нарастающей во времени, можно выразить через объем фильтрата V и относительную объемную концентрацию твердой фазы х0 в разделяемой суспензии. В самом деле, при площади фильтра F имеем: ha = x0V/F.

Так как режим течения фильтрата является ламинарным, то сопротивление слоя осадка пропорционально его толщине Ra «= = rji0 = r0 (x0V/F), где r0 — сопротивление, оказываемое потоку фильтрата слоем осадка толщиной 1 м при р. = 1 Пас, т. е. удельное сопротивление осадка.

После подстановки значения R0 в уравнение (V.18a) получаем основное уравнение процесса фильтрования с образованием несжимаемого осадка на несжимаемой фильтровальной перегородке:

J-.*L= Ар (V 19)

F dx (i[^ + 'oM/fll

Как уже известно, на практике встречаются три основных режима фильтрования: 1) при Ар — const, 2) при = const, 3) при одновременном изменении перепада давлений Ар и скорости фильтрования. Первый режим осуществляется в вакуум-фильтрах, а также при создании постоянного избыточного давления на свободной поверхности разделяемой суспензии с помощью сжатого газа. Применительно к этому случаю, сопровождающемуся непрерывным уменьшением скорости фильтрования, интегрирование уравнения (V.19) в пределах от 0 до V и от 0 до т приводит к следующему результату:

(/?O*O/2F) K»-F RBV = Fx&p/p (V.20)

откуда

«5.Y+ILA?_JBL] (V.20A)

Уравнение (V.20a) позволяет определить производительность фильтра V за время т или требуемую площадь F при заданной производительности V, если известны значения га и Ra (величины ц и х0 для каждой суспензии известны).

В случае фильтрования с постоянной скоростью (VlFx = const) и, следовательно, с непрерывным ростом Ар, как это происходит,

252

например, при питании фильтр-пресса поршневым насосом, из уравнения (V.19) получаем:

(V»/F)L" + RnV = F ТДР/Ц (V.21)

откуда

hp = Р. (|У-0С»Т + tf„C) (V.21A)

или

По уравнению (V.21a) можно определить время т, в течение которого при постоянной скорости фильтрования достигается максимальный перепад давлений (Ар)макс, а по уравнению (V.216) — значение V или F. Заметим, что величина Ар является линейной функцией времени. Из уравнений (V.21a) и (V.216) следует, что при Ra = 0 и одинаковой площади фильтровальной перегородки F для получения одинакового объема фильтрата в случае Ар = = (-V/Wc требуется в два раза меньше времени,

страница 96
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142

Скачать книгу "Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга первая" (4Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
купить сигнализацию starline a91
решетка вр-и 300х300
Ariva Комод 13-073
стандарт сп-02 скамья

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(24.01.2017)