Разделение суспензий в химической промышленности - Малиновская Т.А.
Скачать (прямая ссылка):
Для осветлительного фильтрования малоконцентрированных суспензий величиной, характеризующей их фильтрационные свойства, является время получения объема фильтрата 1м3/м2.
Дополнительные опыты проводятся с целью получения данных о зависимости фильтрационных свойств суспензии от разности давлений при фильтровании, промывке и продувке осадка. Для выбора перепада давления фильтрования с учетом сжимаемости осадка делают не менее четырех экспериментов при разных давлениях (Л, Р2, •••, Рп), причем Pi = Pnpi = Pcu Лг=
= Рпр2 ~ Р(:2 • • -,Рп — Рпрп — Рсп-
Полученный в каждом опыте осадок при необходимости промывают до заданного содержания примесей, а затем продувают до истечения одной капли жидкости в 1—1,5 мин либо до момента прорыва через осадок воздуха. Если в начале продувки осадок растрескивается, то продолжительность обезвоживания принимают постоянной для всех опытов, равной 5—10 мин. Во время экспериментов, снимают данные о кинетике фильтрования, определяют конечные удельные объемы фильтрата, про-
203
мывной жидкости и длительности их получения, а также фиксируют продолжительность обезвоживания осадка %с. По окончании опыта замеряют толщину и массу влажного осадка. Затем для каждого опыта находят параметры b, V'0y б0, т0, аувл. /Спр-
Целесообразность увеличения или уменьшения перепада давлений фильтрования оценивают, сравнивая величину V'Q в опытах при давлениях Р\<Р2<Р3<...Рп. Если с увеличением давления V"o возрастает, то, учитывая максимально допустимое давление Р для выбранной конструкции фильтра, определяют расчетный минутный удельный объем фильтрата V"0p из соотношения (1.8). Значения величин У'01 и <р рассчитывают по результатам стандартного и дополнительных опытов аналитически или графически.
В связи с возможным изменением значения показателя степени <р в неисследованной области перепада давлений, не следует производить экстраполяцию величины V"op.
С целью получения информации о возможных изменениях структуры осадка, о наличии в нем трещин или промоин в процессе промывки, делают эксперимент при Р^=0,5Р, фиксируя объем промывной жидкости, необходимый для достижения заданной степени промывки и длительность его получения. Если скорость течения промывной жидкости через осадок в опыте при Рщ, = Р более чем в два раза превышает vnp в опыте при Рпр = 0,5Р, то осадок имеет непрочную структуру и давление промывки должно быть снижено по сравнению с давлением фильтрования.
Результаты всех опытов заносят в таблицы, формы которых приведены в Приложении.
Вязкость, плотность, поверхностное натяжение, электропроводность и pH фильтрата, а также плотность твердой фазы суспензии определяют известными методами [15,113].
Глава 6
МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ ПРОМЫШЛЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ
6.1. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ
Исследование объектов познания на их моделях называют моделированием. Конечная цель любого моделирования в химической технологий — реализация масштабного перехода от модели к промышленному объекту. В технике различают аналоговое, математическое и физическое моделирование.
Аналоговое моделирование базируется на аналогии некото-
204
рых физических и электрических явлений, описываемых одинаковыми математическими уравнениями и выполняется на аналоговых вычислительных машинах. Аналоговое моделирование может применяться для создания систем оптимального управления работой фильтров и центрифуг.
Математическое моделирование базируется на математическом (иногда приближенном) описании процесса и выполняется на ЭВМ. Из-за отсутствия достаточно точного и полного математического описания процессов, происходящих на фильтрах к центрифугах, математическое моделирование этих процессов не находит широкого применения. Однако процесс интуитивного мысленного моделирования может быть заменен математическим. Так, фильтровальное оборудование можно выбирать и рассчитывать с помощью ЭВМ. )
Физическое моделирование состоит в замене изучения объекта или явления экспериментальным обследованием его модели. При физическом моделировании необходимо соблюдать геометрическое и физическое подобие модели и натуры, т. е. пропорциональность элементов формы и постоянство определённых безразмерных комплексов, например чисел Рейнольдса, Архимеда, Фруда. Параметры, характеризующие состояние подобных процессов, отличаются в определенное число раз (так называемый масштаб подобия). Если математически подобные процессы описываются одними и теми же уравнениями, то физически подобный процессы имеют одинаковую физическую природу.
Полное физическое моделирование иногда оказывается невозможным из-за несовместимости безразмерных, комплексов. Например, при фильтровании на друк-фильтрах с различными диаметрами невозможно одновременно соблюдать постоянство отношений периметров и площадей. В таких случаях прибегают к приближенному моделированию, при котором часть второстепенных процессов не моделируют, а постоянством ряда комплексов пренебрегают. Масштабный переход посредством приближенного физического моделирования иногда называют масштабированием [15].
