трат проходит внутрь барабанов, а на поверхности образуется слой осадка. Проходя между барабанами, масса отжимается до концентра ции 30—45%. Выйдя из зоны отжима, слой массы с помощью специаль ного отражателя перебрасывается на один из барабанов и снимается с него шабером. Отжатый щелок отводится через полые цапфы бараба нов. Производительность пресса зависит от размеров барабанов и давления.
При промывке способом последовательных разбавлений прессы являются концентраторами массы. Собственно промывка осущест вляется в устройствах для разбавления отжатой массы, где и проис ходит диффузия извлекаемого вещества. Интенсивность массопереноса во многом зависит от интенсив ности перемешивания массы с промывной жидкостью.
|
Рис. 14-5. Схема шнек-пресса: |
|
Рис. 14-6. |
|
Схема двухбарабаииого |
|
I — корпус; 2 — шнек; 3 — перфориро |
|
|
пресса: |
|
ванная перегородка; 4 — подача массы |
I — кожух; 2 — барабаны с перфорированной |
|
на отжим; 5 — выход отжатой массы; 6 |
— |
|
поверхностью; |
3 — шабер; 4 — уплотнения; |
|
выход отжатой жидкости |
|
|
|
5 — вход массы; |
6 — трубы для отвода отжа |
|
|
|
той жидкости; |
|
7 — отвод отжатой массы |
Пример 1. Промывка каустизационного шлама проводится в четырехкамерном аппарате. Концентрация шлама: на входе 25%, после разбавления 12,5%, после уплотнения 33,3%. Концентрация солей натрия (в единицах NaOH) в ис
ходном растворе 12,8%. Кинетические коэффициенты st- = |
1. Условия промывки |
одинаковы по всем ярусам промывателя; |
х0 — 0. |
|
|
|
Р е ш е н и е . |
Расчет проводим на 1 кг сухого шлама. Количество началь- |
ной |
жидкости |
L = |
100 — 25 0 |
|
|
|
|
|
------------= 3 |
кг. |
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
в осадке на выходе из аппарата. Qi ■ 100 — 33,3 |
|
Количество жидкости |
о |
D |
|
|
|
ш |
|
100— 12,5 |
33,3 |
воды на |
|
|
100 — 33,3 |
= 5 кг. |
= 2.кг. Расход |
промывку |
\Ѵ0 = |
----------- — __________ :— |
Количество сливаемых щелоков |
К = |
3 + |
12,5 |
33,3 |
|
5 — 2 = 6 |
кг. |
|
|
Константы промывки по формулам (14-9) равны: |
|
|
|
|
|
а 0= ™ 0 , 5 ; |
|
р0= ^ = 2,5. |
|
|
По формуле (14-13) величина общей константы а многокамерного аппарата равна
а = 0,5 (1 + 2,5 + 2,52+ 2,53) =£ 12,69.
По формуле (14-16) потери NaOH с промытым осадком
G = —- |
— = 0,005 кг/кг |
сухого |
осадка. |
1 + |
12,69-6 |
|
|
|
Концентрация сливаемого щелока по формуле (14-17): |
|
хг = 12,69-0,005 = 0,0634 кг/кг, или |
6,34%. |
Показатели промывки (по формуле 14-5): |
|
|
т = — = 2; / = |
12,8 |
= 0,495; |
11 = 2-0,495 = 0,99. |
3 |
|
|
• |
|
Пример 2. Оценить трехступенчатую промывку целлюлозы на шнек-прес |
сах, если известно: из |
котла |
поступает масса |
с влагосодержаиием L — 7 кгікг |
и концентрацией щелока с0 = 22%; концентрация массы перед шнек-прессами 10%, после прессов — 40%. Условия промывки по прессам одинаковые. Содер жание Na20 в сухом, остатке черного щелока 25%'. Коэффициент промывки 6 = = 0,93.
Р е ш е н и е . На 1 кг сухой целлюлозы имеем: |
влагосодержание массы после пресса |
100 — 40 |
---- —---- = 1,5 кг; |
|
|
100— 10 |
. _ |
_ _ |
расход воды на промывку W0 = -----—-------- 1,5 = |
7,5 кг; |
расход щелока |
на выпарку |
V — 7 + |
7,5 — 1,5 = |
|
13 кг. |
Частные константы промывки по формуле (14-9): |
|
0,93 |
п со |
о |
0,93-7,5 |
. |
|
а 0= -^— = 0,62; |
Bn = |
—------ — = 4,65. |
|
1,5 |
|
к |
1,5 |
|
|
Общая константа а (по формуле 14-13): |
|
|
|
|
а = 0,62 (1 + 4,65 + |
4,652) = |
16,9. |
Потери сухого остатка черного щелока по формуле (14-16): |
G= |
у.22 |
|
кгікг. сухой целлюлозы. |
-------------- = 0,007 |
|
1 + 16,9-13 |
|
|
|
|
|
Из них Na20 (без учета адсорбированной щелочи): 0,007-0,25 = 0,00175 кгікг сухой целлюлозы.
Концентрация отбираемого щелока по формуле (14-17):
= 0,007-16,9 = 0,1183 кгікг, или 11,83%.
13-11,83
Эффективность промывки 1] = —Y~22— 0,995.
ПРОМЫВКА СПОСОБОМ ВЫТЕСНЕНИЯ
Промывка на однозонных фильтрах
На рис. 14-7 представлена схема потоков влажного осадка, про мывных вод и фильтратов і-го фильтра противоточной промывной установки. Каждый фильтр имеет одну ступень промывки разбавле нием (в промежуточной мешалке) и одну ступень промывки вытесне нием (орошение слоя на барабане фильтра). Граница между ступенями условно проходит по сечению А —А. Порядок отсчета фильтров при нят в направлении движения осадка по установке. Обозначим:
Q._,, Qiо и Qi — влагосодержание осадка на входе и выходе сту пеней промывки;
Ѵі0 и |
Vn — количества отбираемого фильтрата со ступеней |
W/,:+1 |
|
разбавления и вытеснения; |
|
и |
Wi — расходы промывной жидкости; |
|
|
|
S £— расход фильтрата на разбавление осадка |
в ме |
с._р с,.0 |
шалке; |
|
и с{ — концентрации жидкой фазы в порах осадка; |
Л',-, хп |
и х.+1 — концентрация фильтратов и промывных |
вод; |
его и е, — кинетические коэффициенты ступеней промывки; ср,: — коэффициент вытеснения;
і— 1 , 2, , п, где 11 — число фильтров в уста новке.
Влагосодержание осадка и расходы фильтратов и промывных вод берутся в м3/іп сухого осадка или в кг/кг сухого осадка, а концентра
^ i t i x U i |
ции соответственно |
в |
кг/м3 или |
в кг/кг |
жидкости. Составим |
урав |
|
нения |
материального баланса по |
|
извлекаемому веществу |
|
для |
сту |
|
пеней разбавления и вытеснения: |
|
Qi—1С(—1 |
■V,'L-V/i |
еІ0 |
+ Wixr, |
|
6i,- —1 |
|
|
|
|
|
|
|
QіоЧо■+ Wl+lxlhl = |
QiCi |
|
|
|
|
£ io |
|
|
|
|
|
|
|
Перепишем их так: |
|
|
•У;A t’> |
|
|
|
■W,x,= |
Qi,Ci, |
|
|
ei-i |
ei0 |
|
|
|
|
Рис. 14-7. Схема потоков осадка, промывных вод и фильтратов при промывке на фильтре:
1 — б а р а б а н ; 2 — в а н н а ; 3 — м е ш а л к а ; 4 — о т ж и м н о й в а л и к ; 5 — б а к ф и л ь т р а т а
QIOCIO__ |
■Уихіі : QiCi |
6(0 |
|
Здесь правая часть первого урав нения равна левой части второго. Поэтому
■Ѵпхп = QiCi ■Wi+lxi+l.
Аналогичное равенство можно написать для всей промывной установки состоящей из п фильтров:
Lc0— Ѵхх |
Ql0c10 |
Уііхп |
|
Q(0С(0 |
— |
У |
ЦХ(1 — |
QjCj |
W M xt+x —: |
Qn— 1; |
|
|
— Qncn |
|
|
0 сп— 1; 0 Л/ Y |
|
|
(14-20) |
|
£ 10 |
|
|
|
6 (0 |
|
|
|
ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8л—1; 0 |
Ѵ п\ лі |
—— |
■W0x0 = K. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Здесь все обозначения прежние (см. промывку разбавлением).
Смысл равенства (14-20) в том, что при установившемся процессе разности К количеств извлекаемого вещества, приходящего с осадком и
уходящего с фильтратом или промывной жидкостью, на каждой сту пени промывки одинаковы и равны потерям вещества с промытым осад-
|
О с |
|
ком |
- Ъпп- --- G за вычетом прихода вещества с начальной промывкой |
оісиЗкостыо W0x0. Иначе говоря |
|
|
K = G - W 0x0. |
(14-21) |
Равенство (14-20) используем для вывода основного уравнения
промывки. Сначала получим зависимость хп |
= |
f (л:;+1). |
Коэффициент |
вытеснения для і-го фильтра равен |
|
|
|
|
|
|
|
|
I СІ |
|
|
|
|
|
|
Ф г |
~хі+ 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Входящие сюда концентрации жидкой |
фазы |
в |
порах |
осадка выра- |
зим из равенства (14-20). |
Поскольку |
0 ■с- |
|
■Vaxn = |
К |
QiCi |
|
- 10 |
и |
= К, получим: |
|
|
|
|
|
|
|
|
„ |
Е і о К |
I Е /о Р І1 |
■X,ti» |
|
|
|
- іо |
Qio |
Qio |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с,- |
ЫК , |
E«iri+i |
|
|
|
|
|
Qi |
Qi |
|
*i+> |
|
|
|
Подставив эти значения в выражение фг, получим зависимость кон центрации фильтрата вытесняющей ступени хп от концентрации оро шающей жидкости -ѵі:+1:
хі\ — а цК + ßn^t-ri’ |
(14-22) |
где константы ступени вытеснения, определяемые величинами пото ков жидкости и значениями г!о, е; и cpt-, равны:
^ |
___S t Q i o |
Sfo (1 |
tp t) Q i . |
11 fioQC1—Фі) Kt
(14-23)
в.
E(o (1 ф() QiVii
Составим уравнение материального баланса по извлекаемому ве' ществу для бака фильтрата:
( W і + $ і ) X i = V І0СІ0 + V ц Х ц -
Подставим с,.0= - ^ + Еі'оУ‘° хп ; и после преобразований получим
Qio Qio
зависимость концентрации х£ от хп :
Хі— |
аіоК+ ßi(Äl> |
(14-24) |
где константы ступени разбавления равны: |
|
а = |
еіо^іо |
■ |
І0 |
Qiol^i + Sf) |
’ |
о |
Ун (sjoVio+ Qio) |
(14-25) |
P'° |
Qio (Wt + Si) |
|
