Непрерывно действующий отстойник для разделения суспензий.

Непрерывно действующий отстойник для разделения суспензий.

Осаждение-разделение жидких или газовых неоднородных систем путем выделения из жидкой и газовой фазы твердых или жидких взвешенных частиц. Такое выделение осуществляется под действием силы тяжести, центробежной силы, под действием сил электрического поля. Отстаивание – осаждение под действием силы тяжести. Отстаивание применяют для разделения пылей, суспензий и эмульсий. При отстаивании должны соблюдаться два требования: 1) время пребывания элемента потока в аппарате должно быть равно или больше продолжительности осаждения частиц; 2) линейная скорость потока в аппарате должна быть значительно меньше скорости осаждения.

Рассмотрим механизированный непрерывно действующий отстойник для суспензий с гребком.

На производстве такой отстойник наиболее рентабелен. Суспензия поступает в центральную часть аппарата, осветленная жидкость выводится через кольцевой желоб 2, осадок собирается в нижней части аппарата. Гребок 1 разрыхляет осадок и перемещает его по дну к разгрузочному штуцеру в центре отстойника.

1-гребок; 2-кольцевой желоб; I-суспензия; II-осветленная жидкость; III-осадок.

 

 

Удаляемый из отстойников осадок содержит много жидкости. Эта жидкость в большинстве случаев является ценным продуктом, поэтому ее необходимо извлечь из осадка. Её извлечение в процессе непрерывного отстаивания достигается в установке для противоточной промывки.

Процесс отстаивания не обеспечивает извлечения тонкодисперсных частиц и характеризуется небольшой скоростью осаждения, поэтому его используют преимущественно для частичного разделения неоднородных систем. Достоинства: простое аппаратурное оформление и малые энергетические затраты.

Рабочий объем камеры: Vр=a*b*h=Vсек*τ₀, но τ₀=h/w₀, тогда производительность камеры: Vсек=a*b*w₀. a,b,h-размеры камеры, τ₀ – длительность осаждения частицы, w₀ – скорость осаждения частицы.

Отстойная центрифуга

Разделение суспензий и эмульсий под действием центробежной силы осуществляют преимущественно во вращающихся аппаратах, называемых центрифугами. Центрифуги, применяемые для осаждения, называют отстойными.

На рис. приведены схемы простейших центрифуг периодического действия. Обе центрифуги рассчитаны на ручную выгрузку осадка, но отличаются расположением вала.

а - вертикальной;

б - горизонтальной; 1-вал;

2-барабан; 3-кожух;

I-суспензия; II-осадок;

III - осветленная жидкость

 

Сплошной барабан насажен на вращающийся вал 1. Под действием центробежной силы твердые частицы осаждаются из суспензии, подаваемой в центрифугу, и отлагаются в виде сплошного осадка на стенке барабана; осветленная жидкость переливается в кожух и удаляется из него через расположенный внизу патрубок. По окончании отстаивания центрифугу останавливают и выгружают осадок.

Кроме того различают непрерывно действующие горизонтальные отстойные центрифуги с механизированной выгрузкой осадка.

Отстойные центрифуги для разделения эмульсий часто называют сепараторами (одно-, многокамерные и тарельчатые сепараторы).

Осаждение под действием центробежной силы значительно эффективнее отстаивания под действием силы тяжести. Однако и при этом процессе во многих случаях не достигается четкое разделение неоднородных смесей. Более высокую степень разделения обеспечивают процессы осаждения под действием электрического поля и фильтрование.

Фильтрующие центрифуги с ручной и гравитационной выгрузкой имеют следующие достоинства сравнительно с аналогичными центрифугами отстойного типа:

1) низкая конечная влажность осадка,

2) возможность тщательной промывки осадка.

Отстойная аппаратура.

Осаждение-разделение жидких или газовых неоднородных систем путем выделения из жидкой и газовой фазы твердых или жидких взвешенных частиц. Такое выделение осуществляется под действием силы тяжести, центробежной силы, под действием сил электрического поля. Отстаивание – осаждение под действием силы тяжести. Отстаивание применяют для разделения пылей, суспензий и эмульсий. При отстаивании должны соблюдаться два требования: 1) время пребывания элемента потока в аппарате должно быть равно или больше продолжительности осаждения частиц; 2) линейная скорость потока в аппарате должна быть значительно меньше скорости осаждения.

Рис.3

Рис.2

 

Отстойники для пылей. Бывают непрерывно действующие и полунепрерывно действующие. Газовый поток проходит через аппарат непрерывно, а осевшая пыль выгружается из него либо непрерывно, либо периодически. Простейший – отстойный газоход-расширенная часть газопровода (Рис.1: 1-перегородка, 2-сборник пыли). Благодаря наличию перегородок газовый поток завихряется, и возникающие при этом центробежные силы способствуют осаждению частиц пыли. Из сборников пыль выгружается периодически.

Отстойники для суспензий. Бывают полунепрерывно действующие и непрерывно действующие. На Рис.2 – непрерывно действующий отстойник с гребками: 1-гребок; 2-кольцевой желоб; I-суспензия; II-осетленная жидкость; III-осадок. На производстве такой отстойник наиболее рентабелен. Суспензия поступает в центральную часть аппарата, осветленная жидкость выводится через кольцевой желоб 2, осадок собирается в нижней части аппарата. Гребок 1 разрыхляет осадок и перемещает его по дну к разгрузочному штуцеру в центре отстойника.

Отстойники для эмульсий. Периодически и непрерывно действующие.На Рис.3 – периодически действующий отстойник для эмульсий: 1-сливной патрубок, 2-смотровое стекло, 3-краны, а-а – поверхность раздела жидкостей. Смотровое окно 2 позволяет заметить прохождение поверхности раздела жидкостей при спуске их после отстаивания. Расположенные ниже краны 3 служат для направления разделенных жидкостей в разные сборники.

Процесс отстаивания не обеспечивает извлечения тонкодисперсных частиц и характеризуется небольшой скоростью осаждения, поэтому его используют преимущественно для частичного разделения неоднородных систем. Достоинства: простое аппаратурное оформление и малые энергетические затраты.

Электрофильтр

Аппараты для электроосаждения называют в технике электрофильтрами.

Этапы электроосаждения: 1) происходит ионизация воздуха, т.е. воздух разбивается на положительные частицы и электроны; 2) электроны скапливаются на частицах дисперсной фазы→частицы становятся отрицательно заряженными; 3) отрицательно заряженные частицы движутся к положительно заряженному катоду, отдают заряд и по поверхности опускаются вниз.

Способы ионизации воздуха: 1) несамостоятельная ионизация – на воздух воздействуют внешние силы (рентгеновское излучение, ультрафиолет, элементарные частицы). В результате воздух ионизируется; 2) самостоятельная ионизация – возникает в том случае, когда разница потенциалов достаточно высокая (для ионизации воздуха достаточно 20 кВ, пр. молния).

Электрофильтры по форме электродов делятся на трубчатые и пластинчатые. Трубчатые:

1-осадительный (трубчатый) электрод; 2-коронирующий электрод; I-запыленный газ; II-очищенный газ; III-пыль.

Запыленный газ поступает в аппарат через газоход и распределяется по трубчатым электродам 1, внутри которых находятся коронирующие электроды 2. Осаждающиеся на внутренней поверхности трубчатых электродов частицы стряхиваются ударным приспособлением и собираются в нижней части аппарата. Очищенный газ удаляется через газоход.

ФИЛЬТРОВАНИЕ

Фильтрующая центрифуга.

Фильтрованием называют процесс разделения жидких или газовых неоднородных смесей путем пропускания их через пористую перегородку, способную пропускать жидкость или газ и задерживать взвешенные частицы.

По принципу действия фильтрующие центрифуги делят на периодически и непрерывно действующие. По способу выгрузки осадка периодически действующие центрифуги подразделяют на центрифуги с ручной выгрузкой осадка, с гравитационной выгрузкой осадка и автоматические, а непрерывно действующие – на центрифуги с пульсирующим поршнем и с центробежной выгрузкой осадка.

Рассмотрим периодически действующую фильтрующую центрифугу с ручной выгрузкой осадка.

 

 

Внутри кожуха 6 размещен перфорированный барабан 7. Внутри барабана размещена дренажная сетка 9, на которую наложена фильтрующая ткань 10. Суспензию загружают в барабан сверху, после чего он приводится во вращение. Фильтрат под действием центробежной силы проходит через фильтр в кожух 6, откуда по сливному патрубку направляется в приемник. После окончания фильтрования осадок из барабана выгружают вручную

 

 

Если диаметр барабана D, высота H, а диаметр отверстия верхнего днища барабана D0, то рабочий объем составляет: Vр=π(D²-D0²)H/4. Часто рабочий объем барабана определяют по степени заполнения барабана суспензией: φ=Vр/V, V –общий объем барабана.

Достоинства: низкая конечная влажность осадка, возможность тщательной промывки осадка. Недостатки: загрязнение осадка фильтратом, измельчение осадка.

7) Ленточный фильтр.

По технологическому принципу фильтрующую аппаратуру подразделяют на газовые (для очистки газов), жидкостные фильтры (для разделения суспензий) и фильтрующие центрифуги (также для разделения суспензий).

По принципу действия жидкостные фильтры делятся на фильтры периодического и непрерывного действия. Фильтры непрерывного действия отличаются тем, что стадии фильтрования, а также просушки, промывки, снятия осадка и другие осуществляются на них одновременно. Для этого фильтры снабжают специальными устройствами, регулирующими очерёдность и продолжительность каждой стадии процесса.

Ленточный вакуум-фильтр. Его схема представлена на рис.4.20. На длинном столе закреплены открытые сверху вакуум-камеры 3, имеющие в нижней части патрубки для соединения с коллекторами фильтрата 8 или промывной жидкости 10. К верхней части вакуум-камер прижимается бесконечная резиновая лента 4 с бортами, натянутая на приводной барабан 1 и натяжной барабан 6. Фильтрующая ткань 9 в виде бесконечного полотна прижимается к резиновой ленте при натяжении её роликами 7. Суспензия подаётся на ленту из лотка 5. При прохождении ленты с суспензией над вакуум-камерами происходит фильтрование и отложение осадка на ткани, а затем его промывка. Промывная жидкость подаётся через форсунки 2. На приводном барабане фильтрующая ткань отделяется от резиновой ленты и огибает валик 11, при этом осадок отделяется от ткани и падает в бункер 12. При прохождении между роликами 7 ткань просушивается и очищается.

 

 

Газовый рукавный фильтр

Фильтрованием называют процесс разделения жидких или газовых неоднородных смесей путем пропускания их через пористую перегородку, способную пропускать жидкость или газ и задерживать взвешенные частицы.

По технологическому признаку фильтрующую аппаратуру подразделяют на газовые фильтры, жидкостные и фильтрующие центрифуги. Батарейный фильтр с тканевыми фильтрующими элементами относится к газовым фильтрам (непрерывного действия). Этот фильтр получил название рукавного фильтра.

1-рукава, 2-встряхивающее устройство, 3-шнек, I-запыленный газ, II-очищенный газ, III-пыль.

Газовый поток вводится в фильтр и распределяется по фильтрующим элементам-рукавам 1. Отфильтрованный газ удаляется через газоход, а взвешенные в нем частицы оседают на внутренней поверхности фильтрующих элементов. Для удаления осевшей пыли имеется специальное приспособление 2, встряхивающее элементы. Пыль сбрасывается в нижнюю часть фильтра и удаляется из аппарата шнеком 3.

Недостатки: работа рукавных фильтров через определенные промежутки времени прерывается для очистки или замены фильтрующего материала.

Достоинства: высокая степень очистки газов от тонкодисперсной пыли.

 

Барабанный вакуум-фильтр.

Барабанный вакуум-фильтр относится к непрерывно действующим жидкостным фильтрам. Эти фильтры отличаются те, что стадии фильтрования, а также просушки, промывки, снятия осадка и другие осуществляются на них одновременно. для этого фильтры снабжают специальными устройствами, регулирующими очередность и продолжительность каждой стадии процесса.

Схема барабанного вакуум-фильтра: 1 – перфорированный барабан, 2 – нож, 3 – фильтрующая ткань, 4 – корыто, 5 – качающаяся мешалка, 6 – камеры, 7 – трубы, 8 – устройство для разбрызгивания промывной жидкости.

 

Барабанный вакуум-фильтр. Барабан приводится во вращение от электродвигателя. Под фильтрующей поверхностью создается разрежение, фильтрат проходит через фильтрующую ткань, а на поверхности ее остается осадок, очищаемый ножом 2. Для предотвращения осаждения твердых частиц в корыте оно снабжено качающейся мешалкой 5. Внутри барабана перегородками образованы отдельные камеры 6, соединенные трубами 7 с каналами, проходящими через одну из цапф. Каналы соединены с автоматическим переключающим устройством - распределительной головкой.

Схема распределительной головки.

1 – подвижный диск, 2 – неподвижный диск, А – зона фильтрации, Б – зона просушки осадка, В – зона промывки и просушки осадка, Г – зона отдувки осадка, Д – зона очистки ткани, I, II – воздух, III – промывная жидкость, IV – фильтрат.

 

В головке имеются прикрепленный к барабану подвижный диск 1 и неподвижный диск 2. Отверстия в неподвижном диске сообщаются с камерами барабана, а отверстия в неподвижном диске – с соответствующими трубопроводами, по которым отводятся фильтрат и промывная жидкость и подводится сжатый воздух для отдувки осадка и очистки фильтрующей ткани. Каждое отверстие подвижного диска при вращении последовательно сообщается с отверстиями неподвижного диска, и в каждой камере за один оборот барабана осуществляются все стадии процесса.

К достоинствам фильтра можно отнести удобство обслуживания и относительно благоприятные условия промывки осадка. Недостатками являются небольшая поверхность фильтрования, отнесенная к занимаемой им площади, и сравнительно высокая стоимость

Дисковый вакуум-фильтр.

Дисковый вакуум-фильтр относится к непрерывно действующим жидкостным фильтрам. Эти фильтры отличаются те, что стадии фильтрования, а также просушки, промывки, снятия осадка и другие осуществляются на них одновременно. для этого фильтры снабжают специальными устройствами, регулирующими очередность и продолжительность каждой стадии процесса.

Отличается от барабанного тем, что его фильтрующая поверхность выполняется из полых дисков 2, насаженных на общий полый вал 1.

 

Дисковый вакуум-фильтр: 1 – полый вал, 2 – диски, 3 – корыто, 4 – распределительная головка.

 

 

Секция дискового фильтра: 1 – фильтрующая ткань, 2 – сектор, 3 – накладка, 4 – стяжная шпилька,

5 – патрубок.

Диски составляются из отдельных секторов 2. Каждый сектор представляет собой коробку с перфорированными стенками. В процессе фильтрования на боковой поверхности дисков откладывается осадок, который после просушки снимается ножами. Дисковые вакуум-фильтры более компактны, чем барабанные, но в них затруднена промывка осадка, так как влажный осадок легко сползает с вертикальной поверхности дисков.

 

 

Основные типы мешалок.

Механическое перемешивание в жидкой среде осуществляется с помощью мешалок различного типа. Мешалка чаще всего представляет собой комбинацию лопастей, насаженных на вращающийся вал. Лопасти мешалок могут иметь разнообразную геометрическую форму, в соответствии с которой различают основные типы мешалок: лопастные, пропеллерные, турбинные.

Рис.1:а-лопастная, б-пропеллерная

в-турбинная.

Рис.2: характер токов жидкости, возникающих в аппарате с лопастной мешалкой.

 

 

Лопастные мешалки. Рабочий орган-лопасти различной конфигурации. Для перемешивания суспензий, содержащих твердые частицы, скорость осаждения которых невелика, применяют лопастные мешалки с наклонными лопастями (при их работе усиливаются вертикальные токи жидкости, что способствует подъему твердых частиц со дна аппарата). При перемешивании лопастными мешалками густых жидкостей основная масса жидкости вращается в месте с лопастями, при этом эффективность перемешивания очень низкая. Для устранения этого явления в корпусе аппарата устанавливают режущие неподвижные перегородки. Для равномерной интенсивности перемешивания применяют рамные мешалки-комбинация вертикальных, горизонтальных и наклонных лопастей. Их недостаток-большой расход энергии.

Применение: для интенсификации тепловых, диффузионных и химических процессов; при растворении различных веществ и приготовлении эмульсий и суспензий.

Достоинства лопастных мешалок: простота устройства, низкая стоимость изготовления, хорошее перемешивание жидкостей. Недостатки: их применение малоэффективно для приготовления эмульсий из жидкостей, значительно отличающихся по удельному весу.

Пропеллерные мешалки. Перемешивающий орган-пропеллер двух-, трех- или четырехлопастный. Во время работы мешалки при обычных окружных скоростях конца лопастей пропеллера возникают интенсивные вертикальные токи жидкости. Один пропеллер обеспечивает интенсивное перемешивание жидкости в зоне высоты, равной диаметру аппарата. Если H>D, то устанавливают несколько пропеллеров. Применение: в процессах получения суспензий, при перемешивании вязких жидкостей. Достоинства: по сравнению с лопастными работают с большими скоростями вращения. Недостатки: сложное изготовление и стоимость выше, чем у лопастных.

Турбинные мешалки. Перемешиваемое устройство-турбинки (с прямыми, наклонными или криволинейными лопатками). Применяются для перемешивания вязких жидкостей, для получения суспензий с крупными твердыми частицами. Достоинства: скорость вращения лопаток больше, чем у пропеллерных мешалок. Недостатки: сложность изготовления и высокая стоимость.

ЦИКЛОНИРОВАНИЕ

Циклонная аппаратура

Циклонный процесс-создание центробежной силы за счет завихрения потока, а аппарат неподвижен. Два вида циклонов: 1) газовый-для разделения газ+ТВ, дымов и газокапельных систем; 2) гидроциклоны – для разделения ж+тв, ж+газ, ж+ж, эмульсий (ж в ж).

Сущность процесса: поток со взвешенными частицами вводят в аппарат тангенциально через входную трубу. Благодаря тангенциальному вводу и наличию центральной выводной трубы поток начинает вращаться вокруг трубы, совершая при прохождении через аппарат несколько оборотов.

Под действием возникающих центробежных сил взвешенные частицы отбрасываются к периферии, оседают на внутренней поверхности корпуса 1, а затем опускаются в коническое днище 2 и удаляются из аппарата через патрубок. Освобожденный от взвешенных частиц поток выводится из циклона через выводную трубу.

Единичный циклон:

1-корпус; 2-коническое днище; I-запыленный газ; II-очищенный газ; III-пыль.

 

Батарейные циклоны.

Поскольку при данной окружной скорости величина центробежной силы обратно пропорциональна радиусу вращения F_ц=mv²/r, оказалось целесообразным выполнять циклоны с корпусом малого диаметра. Аппарат заданной производительности выполняют в виде батареи из несколько параллельно работающих циклонов малого диаметра.

Запыленный газ вводится в среднюю часть аппарата I и распределяется по элементам 2, вмонтированным в перегородке 1. Очищенный газ удаляется из верхней части аппарата II, а осевшая пыль – из нижней III.

Аналогично циклонам устроены гидроциклоны для разделения суспензий.

 

 

G, A – очень малы в центробежном поле.

Fц=ρ_ч*(πd³/6)*w²*r

B= ρ_с*(πd³/6)*w²*r- центростремительная сила

- сопротивление движению частицы

(πd³/6)*(ρ_ч- ρ_с)*w²*r- =m*a=0

 

 

Центробежный фактор разделения показывает во сколько раз скорость осаждения частицы в центробежном поле больше скорости осаждения той же частицы в гравитационном поле.

η=(С_исх-С_В)/С_исх*100%-эффективность разделения

 

∆Р=ξ*(w²_вх*ρ_с/2)-сопротивление

Вывод: скорость подачи среды в циклоны ограничена.

w=ω*R, К_ц=(ω²*R)/g=w²_вх/Rg

К_ц ↑ → R↓

Единичный циклон.

Циклонный процесс-создание центробежной силы за счет завихрения потока, а аппарат неподвижен. Два вида циклонов: 1) газовый-для разделения газ+ТВ, дымов и газокапельных систем; 2) гидроциклоны – для разделения ж+тв, ж+газ, ж+ж, эмульсий (ж в ж).

Сущность процесса: поток со взвешенными частицами вводят в аппарат тангенциально через входную трубу. Благодаря тангенциальному вводу и наличию центральной выводной трубы поток начинает вращаться вокруг трубы, совершая при прохождении через аппарат несколько оборотов.

Под действием возникающих центробежных сил взвешенные частицы отбрасываются к периферии, оседают на внутренней поверхности корпуса 1, а затем опускаются в коническое днище 2 и удаляются из аппарата через патрубок. Освобожденный от взвешенных частиц поток выводится из циклона через выводную трубу.

Единичный циклон:

1-корпус; 2-коническое днище; I-запыленный газ; II-очищенный газ; III-пыль.

 

Работа простейшего единичного циклона улучшается, если достигается более рациональное движение потока в аппарате, обеспечивающего возникновение большой центробежной силы.

онструктивно этого можно добиться выполнением верхней крышки с винтовой поверхностью и размещением между корпусом аппарата и выводной трубой винтовых лопастей.

 

G, A – очень малы в центробежном поле.

Fц=ρ_ч*(πd³/6)*w²*r

B= ρ_с*(πd³/6)*w²*r- центростремительная сила

- сопротивление движению частицы

(πd³/6)*(ρ_ч- ρ_с)*w²*r- =m*a=0

 

 

Центробежный фактор разделения показывает во сколько раз скорость осаждения частицы в центробежном поле больше скорости осаждения той же частицы в гравитационном поле.

η=(С_исх-С_В)/С_исх*100%-эффективность разделения

 

∆Р=ξ*(w²_вх*ρ_с/2)-сопротивление

Вывод: скорость подачи среды в циклоны ограничена.

w=ω*R, К_ц=(ω²*R)/g=w²_вх/Rg

К_ц ↑ → R↓

 

ТЕПЛООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ

Спиральные теплообменники

Теплообме́нник спира́льный - это теплообменник, в котором поверхность нагрева образуется двумя тонкими металлическими листами, приваренными к разделительной перегородке (керну) и свёрнутыми в виде спиралей

В спиральном теплообменнике (рисунок) поверхность теплообмена образуется двумя металлическими листами 1 и 2, свернутыми по спирали. Внутри аппарата образуются два изолированных один от другого спиральных канала, по которым, обычно противотоком, движутся теплоносители. Как показано на рисунок 12, теплоноситель I поступает через нижний штуцер и удаляется через боковой штуцер в правой крышке теплообменника, а теплоноситель II входит в верхний штуцер и удаляется через боковой штуцер в левой крышке.

Достоинства. Спиральные теплообменники весьма компактны, работают при высоких скоростях теплоносителей (для жидкостей 1–2 м/с) и обладают при равных скоростях сред меньшим гидравлическим сопротивлением, чем трубчатые теплообменники различных типов.

 

1, 2 - листы, свернутые в спирали; 3 - перегородка; 4, 5 - крышки.

Рисунок - Спиральный теплообменник.

 

Недостатки. Эти аппараты сложны в изготовлении и работают при ограниченных избыточных давлениях, не превышающих 1 МПа, так как намотка спиралей затрудняется с увеличением толщины листов; кроме того, возникают трудности при создании плотного соединения между спиралями и крышками.

Назначение. Спиральные теплообменники используются в спиртовой, пищевой, фармацевтической, нефтяной, химической, ЖКХ и других отраслях промышленности, где требуется высокоэффективный теплообмен.

ВЫПАРНЫЕ АППАРАТЫ

КОНДЕНСАЦИЯ

Непрерывно действующий отстойник для разделения суспензий.

Осаждение-разделение жидких или газовых неоднородных систем путем выделения из жидкой и газовой фазы твердых или жидких взвешенных частиц. Такое выделение осуществляется под действием силы тяжести, центробежной силы, под действием сил электрического поля. Отстаивание – осаждение под действием силы тяжести. Отстаивание применяют для разделения пылей, суспензий и эмульсий. При отстаивании должны соблюдаться два требования: 1) время пребывания элемента потока в аппарате должно быть равно или больше продолжительности осаждения частиц; 2) линейная скорость потока в аппарате должна быть значительно меньше скорости осаждения.

Рассмотрим механизированный непрерывно действующий отстойник для суспензий с гребком.

На производстве такой отстойник наиболее рентабелен. Суспензия поступает в центральную часть аппарата, осветленная жидкость выводится через кольцевой желоб 2, осадок собирается в нижней части аппарата. Гребок 1 разрыхляет осадок и перемещает его по дну к разгрузочному штуцеру в центре отстойника.

1-гребок; 2-кольцевой желоб; I-суспензия; II-осветленная жидкость; III-осадок.

 

 

Удаляемый из отстойников осадок содержит много жидкости. Эта жидкость в большинстве случаев является ценным продуктом, поэтому ее необходимо извлечь из осадка. Её извлечение в процессе непрерывного отстаивания достигается в установке для противоточной промывки.

Процесс отстаивания не обеспечивает извлечения тонкодисперсных частиц и характеризуется небольшой скоростью осаждения, поэтому его используют преимущественно для частичного разделения неоднородных систем. Достоинства: простое аппаратурное оформление и малые энергетические затраты.

Рабочий объем камеры: Vр=a*b*h=Vсек*τ₀, но τ₀=h/w₀, тогда производительность камеры: Vсек=a*b*w₀. a,b,h-размеры камеры, τ₀ – длительность осаждения частицы, w₀ – скорость осаждения частицы.

Отстойная центрифуга

Разделение суспензий и эмульсий под действием центробежной силы осуществляют преимущественно во вращающихся аппаратах, называемых центрифугами. Центрифуги, применяемые для осаждения, называют отстойными.

На рис. приведены схемы простейших центрифуг периодического действия. Обе центрифуги рассчитаны на ручную выгрузку осадка, но отличаются расположением вала.

а - вертикальной;

б - горизонтальной; 1-вал;

2-барабан; 3-кожух;

I-суспензия; II-осадок;

III - осветленная жидкость

 

Сплошной барабан насажен на вращающийся вал 1. Под действием центробежной силы твердые частицы осаждаются из суспензии, подаваемой в центрифугу, и отлагаются в виде сплошного осадка на стенке барабана; осветленная жидкость переливается в кожух и удаляется из него через расположенный внизу патрубок. По окончании отстаивания центрифугу останавливают и выгружают осадок.

Кроме того различают непрерывно действующие горизонтальные отстойные центрифуги с механизированной выгрузкой осадка.

Отстойные центрифуги для разделения эмульсий часто называют сепараторами (одно-, многокамерные и тарельчатые сепараторы).

Осаждение под действием центробежной силы значительно эффективнее отстаивания под действием силы тяжести. Однако и при этом процессе во многих случаях не достигается четкое разделение неоднородных смесей. Более высокую степень разделения обеспечивают процессы осаждения под действием электрического поля и фильтрование.

Фильтрующие центрифуги с ручной и гравитационной выгрузкой имеют следующие достоинства сравнительно с аналогичными центрифугами отстойного типа:

1) низкая конечная влажность осадка,

2) возможность тщательной промывки осадка.