Файл: Бушмелев, В. А. Процессы и аппараты целлюлозно-бумажного производства учебник.pdf

фективности очистки. Степень очистки возрастает также при умень­ шении скорости движения жидкости и удлинении аппарата. Осевшие частицы скапливаются в грязевиках и удаляются периодически. Не­ достаток подобных аппаратов — их громоздкость. Однако они просты по устройству и могут работать доста­

точно эффективно.

На рис. 5-2 показана схема одно­ ярусного отстойника Дорра для отстаивания белых щелоков. Это ци­ линдр с конусным дном, имеющим небольшой уклон к центру. В центре аппарата имеется вал с гребками, делающий около 0,12—0,25 оборотов в минуту. Вверху по периферии аппарата расположен сливной желоб, в центре дна — патрубок для вы­ хода шлама. Для подачи суспензии на отстаивание в центре аппарата имеется приемный цилиндр с перфо­ рированным дном. Глубина его

погружения выбирается с таким расчетом, чтобы плотность жид­ кости в аппарате на этом уровне и плотность поступающего щелока были приблизительно равны. При выполнении этого условия умень­ шается. опасность перемешивания потоков, что способствует некото­ рому увеличению производитель­ ности аппарата. Щелок из прием­ ного цилиндра растекается по всему сечению аппарата. Медленно пере­ мещаясь от центра к периферии и снизу вверх, он освобождается от взвешенных частиц, сливается в периферийный желоб и выводится из аппарата. Осевшие на дно час­ тицы при помощи гребков переме­ щаются по наклонному дну к цен­ тру и шламовым насосом отводятся из аппарата на промывку.

Для осветления белого и зеле­ ного щелоков применяют главным

образом многополочные, или многокамерные, аппараты Дорра с чис­ лом отстойных камер до 5 и диаметром от 6 до 15 ж (рис. 5-3). Эти аппа­ раты представляют собой как бы поставленные один на другой одно­ ярусные аппараты, что приводит к значительной экономии производст­ венных площадей.

При повышенной концентрации взвешенных веществ исходная суспензия подается на каждый ярус в центр аппарата, а осветленная жидкость отводится с периферии аппарата с каждого яруса. При этом патрубок для отвода осветленной жидкости стараются расположить

98

как можно выше, т. е. под дном вышележащей камеры. Шлам со всех полок сгребается к центру и отводится из аппарата через центральный патрубок нижнего яруса. Если концентрация исходной суспензии невелика, ее всю подают в приемный цилиндр верхней отстойной ка­ меры.

Одноярусные отстойники типа Дорра применяются также для ос­ ветления сточных вод, прошедших обработку в системе биологической очистки. Для осаждения биологического ила служат аппараты диа­ метром до 50 м и больше.

Площадь отстаивания и производительность отстойников

На рис. 5-4 показана схема отстойника периодического действия. Обозначим: F— площадь отстойника; т — продолжительность отстаи­

вания; к — высота осветленной жидкости после отстаивания; G\, G0

Производительность отстойника перйодического действия по ос­ ветленной жидкости равна произведению скорости отстаивания на площадь отстойника. Характерно, что в формулу производительно­ сти не входит высота отстойника.

ходящий поток осветленной жидкости, скорость которого ѵ = — .

F

При сравнении этого выражения с формулой (5-9) получаем w = ѵ. Очевидно, при таких условиях отстойник непрерывного действия ра­ ботать не будет. Необходимо, чтобы скорость отстаивания w превы­ шала скорость восходящего потока ѵ. Практически принимают отно­ шение скорости восходящего потока к скорости отстаивания равным 0,75. Отсюда ѵ = 0,75ш. Подставив это значение в выражение ѵ =

= — , получим формулу производительности отстойника непрерыв­

99

ного действия по осветленной жидкости

Уравнение материального баланса отстойника по жидкости:

G[ = G'o + Gr

Уравнение материального баланса по взвешенному веществу:

G\X{= G0x0-f- G2x2.

Поскольку концентрация твердой фазы х0 в осветленной жидкости

практически равна нулю, G'lx[ = G'2x2, откуда G2= G[ . Подставив

это значение в уравнение материального баланса по жидкости,

пензии. После подстановки в полученное равенство величины Q0 из уравнения (5-9) и решения его относительно F получим формулу площади отстаивания отстойника периодического действия:

Аналогично получаем уравнение для определения площади отстой­ ника непрерывного действия:

входящая в уравнения (5-9) — (5-12), предварительно рассчитывается по формулам свободного или стесненного отстаивания. Высота от­ стойника принимается из конструктивных соображений.

100

Производительность, размеры и площадь отстаивания аппаратов полунепрерывного действия могут быть определены по времени пре­

длина аппарата; h — высота потока; ѵ — скорость потока; w ■— ско­ рость отстаивания.

Минимальный диаметр осаждающихся частиц и эффективность отстаивания

При расчетах, связанных с реконструкцией производства и увели­ чением производительности аппаратуры, часто требуется оценить ее эффективность в новых условиях работы. Такая оценка производится через минимальный диаметр улавливаемых частиц. В качестве опре­ деляющего критерия для этой цели вводится критерий Лященко Ly,

= 18Ly. Эта формула справедлива при R e< 2 . Подставив в нее кри­ тическое значение ReKp = 2, указывающее на границу ламинарного

Аналогично выводим расчетные формулы и устанавливаем пре­ делы их применимости для переходного и турбулентного режимов отстаивания. Таким образом, будем иметь:

Определив по одной из этих формул число Re, можно вычислить минимальный диаметр улавливаемых частиц:

где ц и р — вязкость и плотность среды; w — скорость отстаивания. Как уже отмечалось, отстаивание в жидкой среде чаще всего про­ ходит в ламинарном режиме. Подставив в формулу (5-15) значения

101

Эффективность отстойника может быть вычислена в том случае, если известен фракционный состав взвешенных частиц. Допустим, что он характеризуется следующими данными:

(2,27-ІО- 3 )2

следовательно, режим осаждения ламинарный. Скорость свободного осаждения

(12-10~6)2 (2800— 1138) 9,81

5,75-10 5 м/сек.

18-2,27-ІО- 3

Отношения количества жидкости к количеству твердого вещества в начальной суспензии и в уплотненном шламе

Свободный объем жидкости при концентрации 33,3%

100 — 33,3

_______ КЮ0_______

0,85.

102