Файл: Задача 1 3 Задача 2 6 Задача 3 8 Задача 4 13 Теоретические вопросы 17 Список использованной литературы 19.docx

(4.7)

Где - объем влажного осадка, приходящийся на 1 м3 фильтрата, - высота слоя осадка на фильтровальной перегородки. Найденные числовые значения подставляем в формулу (4.7) и получаем результат.



7. Продолжительность фильтрования

(4.8)

Где - объем влажного осадка, приходящийся на 1 м3 фильтрата, - удельное сопротивление осадка при фильтровании и промывке, - удельная производительность фильтра, - удельное сопротивление фильтровальной перегородки, - перепад давления при фильтровании и промывке осадка. Найденные числовые значения подставляем в формулу (4.8) и получаем результат.



8. Продолжительность промывки осадка

(4.9)

Где – продолжительность фильтрования, - время промывки осадка. Найденные числовые значения подставляем в формулу (4.0) и получаем результат.



9. Продолжительность полного цикла фильтрования

(4.10)

Где – продолжительность фильтрования, – продолжительность промывки осадка, z=24– число ячеек фильтра, из которых на зону фильтрования приходится

---

; на зону промывки – . Найденные числовые значения подставляем в формулу (4.10) и получаем результат.



10. Поверхность фильтрования

(4.11)

Где – объемный расход фильтрата, - продолжительность полного цикла фильтрования, - удельная производительность фильтра. Найденные числовые значения подставляем в формулу (4.11) и получаем результат.



Согласно табличным данным выбираем стандартный барабанный вакуум-фильтр БОН 20-2,4-1 У.

11. Для выбранного фильтра определяется частота вращения барабана

(4.12)

Где - продолжительность полного цикла фильтрования. Найденные числовые значения подставляем в формулу (4.12) и получаем результат.

---

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ

5. Отстойники периодического и полунепрерывного действия: область применения, устройство, достоинства, недостатки.
Аппараты для разделения неоднородных систем путем осаждения под действием силы можно классифицировать по ряду признаков.

По принципу действия отстойники можно разделить на три типа:

- аппараты непрерывного действия, в которые постоянно подается неоднородная система и постоянно выводятся продукты разделения;

- аппараты периодического действия, в которые загружается неоднородная система и находится в аппарате в течение времени, достаточном для осаждения частиц, затем продукты разделения выводится;

- аппараты смешанного действия, в которые неоднородная система подается постоянно, постоянно выводится осветленная сплошная фаза, а осадок удаляется периодически по мере накопления.

По конструкции все отстойники можно разделить

- на горизонтальные;

- вертикальные;

- с гребковой мешалкой;

- с коническими полками и другие.

По виду неоднородной системы различают отстойники

- для разделения эмульсий;

- для разделения газовых суспензий (пылеосадительная камера и др.);

- для разделения жидких суспензий.

По функциональному назначению отстойники для разделения суспензий делят

-на сгустители;

-осветлители;

-классификаторы.
Ниже приведены наиболее применяемые в химической технологии конструкции отстойников.

Отстойники непрерывного действия с гребковой мешалкой (рисунок 4) представляют собой невысокий цилиндрический резервуар 2 с коническим днищем 1 и внутренним кольцевым желобом 3 вдоль верхнего края аппарата. В резервуаре установ­лена мешалка 4 с наклонными лопастями, на которых имеются гребки, непрерывно перемещающие осадок к центральному разгрузочному отверстию. Одно­временно гребки слегка взбалтывают осадок, способствуя его обезвоживанию. Малая частота вращения мешалки (0,02…0,5 об/мин) не нарушает процесс осаждения. Суспензия непрерывно поступает по трубе в центральную зону резервуара. Осветленная жидкость переливается в кольцевой желоб 3 и удаляется через штуцер. Осадок (шлам), представляющий собой текучую сгущенную суспензию, удаляется через штуцер в коническом днище с помощью диафрагмового насоса. Вал мешалки приводится во вращение от электродвигателя через редуктор.

---

1 – коническое днище; 2 – корпус; 3 – кольцевой желоб;

4 – гребковая мешалка

Рисунок 4 - Отстойник непрерывного действия с гребковой мешалкой

Отстойники с гребковой мешалкой обеспечивают однородность осадка, позволяют обезводить его до концентрации твердой фазы 35…55%; работа таких отстойников полностью автоматизирована. К недостаткам этих аппаратов следует отнести их громоздкость.

Диаметр нормализованных аппаратов от 1,8 до 30 м (см. Приложение Б, таблица 4); в отдельных случаях применяют отстойники диаметром до 100 м. Для уменьшения площади, занимаемой отстойниками, применяют мно­гоярусные аппараты, представляющие собой несколько отстойников, поставленных друг на друга и имеющих общий вал для гребковых мешалок. Многоярусность существенно усложняет конструкцию.

В отстойнике непрерывного действия с коническими полками (рисунок 5) поступающая суспензия распределяется по каналам между коническими полками 3, на поверхности которых осаждаются твердые частицы. Осадок сползает по наклонным полкам к стенкам корпуса 1 и перемещается на коническое днище 4, откуда удаляется через нижний штуцер. Осветленная жидкость поступает в перфорированную центральную трубу 2 и выводится через боковой отвод в верхней части аппарата.

К достоинствам отстойников этого типа можно отнести большую поверхность осаждения, отсутствие движущихся частей, простоту обслуживания. Однако влажность шлама в них больше, чем в отстойниках с гребковой мешалкой.

Отстойник непрерывного действия для разделения эмульсий (рисунок 6) представляет собой горизонтальный резервуар с перфорированной перегородкой 1, которая предотвращает возмущение жидкости в отстойнике струей поступающей в аппарат эмульсии. Скорость течения жидкости в корпусе 2 аппарата не превышает 5…20 миллиметров в секунду (ламинарный режим течения), что предупреждает смешение фаз и улучшает процесс отстаивания.

Капли легкой фазы под действием архимедовой подъемной силы всплывают в верхнюю часть рабочего объема, где, сливаясь, образуют сплошную фазу, которая отводится из верхней части аппарата. Тяжелая фаза отводится из нижней части отстойника.

Если дисперсной фазой в исходной эмульсии является более тяжелая фаза, то капли этой жидкости осаждаются в сплошной легкой фазе и по мере продвижения эмульсии вдоль аппарата вследствие коалесценции большого количества капель образуют сплошную тяжелую фазу. Легкая жидкость вытесняется в верхнюю часть отстойника.

---

Расслоившиеся легкая и тяжелая фазы выводятся с противоположной от входа стороны отстойника. Уровень раздела легкой и тяжелой жидкостей поддерживается гидравлическим затвором (сифон, «утка») 3. Высота гидрозатвора определяется по основному уравнению гидростатики.



1 – корпус; 2 - центральная труба; 3 – наклонные полки;

4 – коническое днище



1 - корпус; 2 – перфорированная перегородка; 3 - гидравлический затвор

Рисунок 6 – Горизонтальный отстойник непрерывного действия для разделения эмульсий

Производительность горизонтальных отстойников можно увеличить путем размещения в зоне отстаивания параллельных наклонных пластин.

Для увеличения эффективности отстаивания используют тонкослойные (трубчатые или пластинчатые) отстойники.

На рисунке 7 изображена одна из конструкций многоярусных тонкослойных отстойников для очистки воды от масло- и нефтепродуктов и твердых частиц, разработанная институтом «Гипровостокнефть».



1, 7, 9 – перегородки; 2 - пластины; 3 - штуцер для выпуска воздуха; 4 - предохранительный клапан; 5 - нефтесборник; 6 - штуцер для выпуска уловленных нефтепродуктов; 8 - штуцер вакуум-клапана; 12 - труба для смыва осадка

В поперечном сечении наклонной перегородкой 7 отстойник разделен на две последовательно работающие камеры, оснащенные наклонными пластинами 2. В первой камере при движении воды сверху вниз выделяется основное количество масло- и нефтепродуктов и твердых частиц. Во второй камере происходит доочистка воды. Пластинами служат листы пластика, установленные под углом 45° к горизонту.

Данная конструкция отстойника работает как противоточная для задержания масло- и нефтепродуктов и как прямоточная для улавливания взвешенных веществ. Отстаивание в тонких слоях потока жидкости, перемещающейся в каналах между пластинами, протекает быстро вследствие уменьшения пути движения осаждающихся частиц. Кроме того, установка параллельных пластин в сечении отстойника позволяет равномерно распределить поступающий поток воды и сохранить это распределение по всей их длине. Наклон пластин в 45°… 60° уменьшает силы сцепления осадка с поверхностью пластин и обеспечивает его сползание под действием сил гравитации в зону накопления осадка, а всплывающих масло- и нефтепродуктов - на поверхность воды.

---