4.4.3. Фильтрование

Фильтрование - разделение жидких или газовых неоднородных систем путем пропускания их через пористую перегородку, способную пропускать жидкость или газ и задерживать взвешенные частицы.

Движущей силой процесса фильтрования является разность давлений перед фильтром и после него или центобежная сила, оказывающая давление на фильтр. Соответственно этому различают фильтрование под действием перепада давления, или просто фильтрование, и центобежное фильтрование, или центрифугирование.

В качестве фильтрующих материалов в промышленных аппаратах применяют естественные и искусственно изготовляемые зернистые и пористые тела: песок, гравий, ткани, сетки, пористую керамику, пористые пластические массы и т.д. Фильтры, работающие под давлением, называются нагнетательными, а под разряжением – всасывающие.

Схема фильтра, в котором осуществляется фильтрование под действием перепада давления с отложением осадка приведена на рис. 4.14.

Суспензия

Рис. 4.14. Схема фильтра:

І — емкость; 2 — фильтрующая ткань;

3 — дренажная сетка; 4 — опорная

решетка.

Фильтрат

Фильтрование под действием центробежной силы проводится на фильтрующих центрифугах. Барабан этих центрифуг с перфорированной стенкой выкладывается изнутри мягким пористым материалом, выполняющим роль фильтрующей перегородки. При вращении барабана осадок откладывается на внутренней (боковой) поверхности барабана, а удаление осветвленной жидкости осуществляется через фильтрующую перегородку и отверстия в барабане.

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

4.4.4. Перемешивание в жидкой среде

Перемешивание в жидкой среде – создание необходимого поля скоростей потоков жидкости в аппаратуре путем сообщения жидкости определенной энергии. Применяется для получения эмульсий и суспензий, а также для интенсификации тепловых, диффузионных и химических (биохимических) процессов. Преимущественное значение в химической и нефтехимической промышленности имеет механическое перемешивание. Интенсивность перемешивания определяется количеством энергии, вводимой в единицу объема перемешиваемой среды в единицу времени. Интенсивность перемешивания обуславливает характер движения данной жидкости в аппарате.

Механическое перемешивание осуществляется при помощи мешалок различного типа. Мешалка чаще всего представляет собой ту или иную комбинацию лопастей, насаженных на вращающийся вал. Различают лопастные, пропеллерные и турбинные мешалки. На рис. 4.15 показаны наиболее распространенные пропеллерные и турбинные мешалки.

Рис. 4.15. Основные типы мешалок:

б — пропеллерная; в — турбинная.

Пневматическое перемешивание осуществляется путем пропускания газа через слой перемешиваемой жидкости. Сжатый газ (обычно воздух) поступает в аппарат наполненный жидкостью. Газ распределяется барботером, представляющим собой ряд горизонтально расположенных у днища аппарата перфорированных труб. Обычно трубы изогнуты по окружности или спирали.

Циркуляционное перемешивание проводится многократным прокачиванием жидкости через систему аппарат – циркуляционный насос – аппарат. Соответственно принятой кратности циркуляции (отношению секундной производительности циркуляционного насоса к объему жидкости в аппарате) обеспечивается та или другая интенсивность перемешивания.