Читайте также: |
|
Технологический расчет включает материальный баланс процесса фильтрования и определение количеств материальных потоков, а также определение: 1) соотношение объемов осадка и фильтрата; 2) объема осадка на 1м2 поверхности фильтра; 3) времени фильтрования; 4) скорости фильтрования; 5) площади поверхности фильтрования; 6) расхода промывной воды и времени промывки осадка.
Материальный баланс процесса фильтрования. Материальный баланс составляется для определения производительности фильтра по осадку, фильтрату или суспензии.
Уравнение материального баланса имеют следующий вид:
1) для всей системы
(1.1)
2) для твердой фазы
(1.2)
Массовая доля твердой фазы в суспензии или осадке при заданном соотношении жидкой и твердой фаз определяется по формуле
n = Ж:Т=(1 x)/x. (1.3)
Совместным решением уравнений (1.1) и (1.2) определяют количество влажного осадка и фильтрата.
Количество твердого вещества, содержащегося в суспензии:
GT= Gсxс (1.4)
Количество жидкой фазы в суспензии:
GЖ= Gс Gт (1.5)
Количество осадка:
Gос= GCxC/xоc (1.6)
Количество твердой фазы в осадке:
GT= сxоc (1.7)
Количество жидкой фазы в осадке:
GЖ= ос GT (1.8)
Количество фильтрата:
Gф= Gс Gос (1.9)
Полученные данные сводятся в таблицу материального баланса.
Для дальнейших расчетов необходимо определить:1)обьемную производительность фильтра по фильтрату
Vф=Gф/ρф (1.10)
И по осадку
Vоc= Gос/ρос (1.11)
2) Соотношение обьемов осадка и фильтрата
u= Vоc / Vф (1.12)
Величину u можно определить также по формулам
u = (1.13)
или
n =n = (1.14)
где, α = ρф/ρт.
Плотность влажного осадка:
(1.15)
Выбор толщины слоя осадка на фильтре зависит от типа аппарат, характера и удельного сопротивления осадка и способа его сьема. Значения минимальной толщины слоя осадка для фильтров непрерывного действия приведены в табл. 4.2. Для аппаратов периодического действия рекомендуются следующие толщины слоя осадка: 1) нутч-фильтры вакуумные δ = 100 ÷ 250 мм; 2) фильтр-прессы δ = 30 ÷ 45 мм.
Таблица 1.1 − Минимальная толщина слоя осадка δ (в мм) для фильтров непрерывного действия
Фильтр | Зернистый рассыпчатый слой | Прочный, маловлажный слой | Непрочный влажный слой | Липкий слой |
Барабанный с наружной фильтрующей поверхностью | ||||
Барабанный с внутренней фильрующей поверхностью | - | - | ||
Дисковый | ||||
Ленточный | - | |||
Тарельчатый | - | - |
При расчете дисковых и барабанных вакуум-фильтров задают частоту вращения; толщина слоя осадка является величиной определяемой. Табл. 4.2 служит для контроля расчета (минимальную толщину слоя осадка диктуют условия сьема осадка – нож, валики, смыв и т. д.).
Если F = 1 м2, то обьем осадка
Voc = Fδ = 1∙δ (1.16)
а масса осадка
Goc = Vocρoc = δρoc (1.17)
Промышленное фильтрование проводят чаще всего при постоянной скорости фильтрования или при постоянном давлении.
При Δp = const основное уравнение фильтрования, определяющее скорость фильтрования,
(1.18)
Примет вид
V2 + (1.19)
где Ra/(rоu) = C – константа фильтрования, характеризующая гидравлическое сопротивление фильтрующих перегородки, м3/м2; 2Δp/(μфrоu)= K – константа фильтрования, учитывающая режим процесса и физико-химические свойства осадка и жидкости, м2/с.
При ro/Ru>103 производительность фильтра по фильтрату выразится уравнением
V = F (1.20)
Из этого уравнения с достаточной степенью точности можно определить необходимую поверхность фильтрования
F = V / (1.21)
или время фильтрования при F = 1 м2
(2Δp) (1.22)
Для барабанных и дисковых вакуум-фильтров время фильтрования можно определить по формуле
(1.23)
Здесь φ1 – угол погружения барабана (диска) в суспензию, грал; n – частота вращения барабана (дисков), об/мин.
Скорость фильтрования в конце процесса определяется по формуле
Wкон = (1.24)
Если известна константа фильтрования К, то удельное сопротивление осадка roможет быть найдено по уравнению
(1.25)
где m' – масса влажного осадка в рассчете на 1 кг содержащегося в нем сухого вещества, кг/кг.
При отсутствии экспериментальных данных удельное сопротивление осадка можно определить по эмпирической формуле
= 0,69 ∙ 108Δp0,33 (1.26)
Скорость промывки осадка Wпр определяется соотношением
Wпр= Wконμф/μпр (1.27)
Длительность периода промывки:
τпр= (1.28)
Расход промывной воды:
= m (1.29)
Где m– удельный расход воды на промывку осадка, кг воды/кг осадка.
http://www1.fips.ru/fips_servl/fips_servlet
http://www.findpatent.ru/patent/211/2116139.html
http://www1.fips.ru/fips_servl/fips_servlet
Жужиков В. А - Фильтрование. Теория и практика разделения суспензий. Год выпуска: 1971:Жужиков В. А. Жанр: Физическая химия Издательство: Химия
Айнштейн А.Г. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии: Книги 1 и 2. – М.: Высшая школа, 2003. – 1757с.
Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии: Учебник. – М.: Химия, 1977. – 729с.
Гельперин Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии: Книги. 1 и 2. – М.: Химия, 1981. – 810с.
http://www1.fips.ru/fips_servl/fips_servlet
http://www.findpatent.ru/patent/211/2116139.html
http://www1.fips.ru/fips_servl/fips_servlet
Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учебное пособие – изд. 9-е, доп. и перераб. – Л.: Химия, 1981. – 558с.
Иоффе И.Л. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии: Учебник для техникумов. – Л.: Химия, 1991.–352 с.
Дата добавления: 2015-10-21; просмотров: 165 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
Обзор патентов | | | Вид спереди |