2) Вывод основного кинетического уравнения фильтрования для режима постоянного перепада давления.

Процессом фильтрования в химической технике называют разделение суспензий или пылей с помощью пористой перегородки – фильтра, способной задерживать взвешенные частицы, находящиеся в жидкости или газе.

Движущей силой процесса фильтрования является разность давлений перед фильтром и после него. Различают фильтрование под действием перепада давления и центробежное фильтрование.

Схема фильтра, в котором осуществляется фильтрование под действием перепада давления с отложением осадка приведена на рис.4.1.

Кинетическое уравнение процесса фильтрования жидкости через слой зернистого материала:

, где dV- объём фильтрата, F- полна поверхность фильтра.

R= , где сопротивление фильтрующей перегородки,

-сопротивление осадка, r – удельное сопротивление , l-высота осадка.

x= =xV; l=

d - дифференциальное уравнение процессов фильтрования

=const

0 0

=

+ x=

;

Вывод: для режима фильтрования при постоянном перепаде давления продолжительность фильтрования пропорциональна квадрату объёма получаемого фильтрата.

В процессе фильтрования с постоянным перепадом давления объём фильтрата получается в раз больше, чем при постоянной скорости.

3) Ленточный фильтр.

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

По принципу действия жидкостные фильтры делятся на фильтры периодического и непрерывного действия. Фильтры непрерывного действия отличаются тем, что стадии фильтрования, а также просушки, промывки, снятия осадка и другие осуществляются на них одновременно. Для этого фильтры снабжают специальными устройствами, регулирующими очерёдность и продолжительность каждой стадии процесса.

Ленточный вакуум-фильтр. Его схема представлена на рис.4.20. На длинном столе закреплены открытые сверху вакуум-камеры 3, имеющие в нижней части патрубки для соединения с коллекторами фильтрата 8 или промывной жидкости 10. К верхней части вакуум-камер прижимается бесконечная резиновая лента 4 с бортами, натянутая на приводной барабан 1 и натяжной барабан 6. Фильтрующая ткань 9 в виде бесконечного полотна прижимается к резиновой ленте при натяжении её роликами 7. Суспензия подаётся на ленту из лотка 5. При прохождении ленты с суспензией над вакуум-камерами происходит фильтрование и отложение осадка на ткани, а затем его промывка. Промывная жидкость подаётся через форсунки 2. На приводном барабане фильтрующая ткань отделяется от резиновой ленты и огибает валик 11, при этом осадок отделяется от ткани и падает в бункер 12. При прохождении между роликами 7 ткань просушивается и очищается.

Билет №11.

2) Конденсация смешением. Расчёт конденсатора смешения с барометрической трубой.

Если конденсации подвергаются пары жидкостей, не растворимых в воде, или пар, являющийся неиспользуемым отходом того или иного процесса, охлаждение и конденсация этих аппаратов можно проводить путем непосредственного смешения с водой. Этот процесс осуществляется в аппаратах, называемых конденсаторами смешения. Эффективность работы конденсаторов смешения зависит от поверхности соприкосновения охлаждающей воды и пара, поэтому ее увеличивают, распыливая охлаждающую воду при помощи различных устройств. Разилачют прямоточные конденсаторы смешения (вода и пар подаются сверху) и противоточные (вода сверху вниз, пар снизу вверх). Рассмотрим противоточный барометрический конденсатор.

1-брызгоуловитель; 2-перфорированная полка; 3-конденсатор; 4-барометрическая труба; 5-гидравлический затвор.

Пар на конденсацию поступает в конденсатор 3 через штуцер в нижней части аппарата. Охлаждающая вода подается на верхнюю полку 2. Затем она перетекает с полки на полку в виде тонких струй через отверстия и борта. Обазовавшийся конденсат вместе с водой выводится через патрубок в нижней части аппарата. Воздух отводится через патрубок в верхней части аппарата и, пройдя брызгоуловитель1, осушенным удаляется из системы с помощью вакуум-насоса. По способу выхода потоков этот конденсатор относится к группе сухих.

Барометрический конденсатор применяется в тех случаях, когда конденсация идет при разряжении (под вакуумом).

Для отвода из аппарата воды и конденсата служит барометрическая труба 4. Высота ее определяется:

H=h_з+h_д+0,5 (м). h_з – затворная высота-высота столба воды в баром. трубе, уравновешивающего разность давлений в конденсаторе и атмосферного;

h_з=1,02*10^-4*В

0,1МПа – 10м

В – х, В-разрежение в конденсаторе

h_д – динамическая высота-высота столба воды в баром. трубе,создающего динамический напор, который обеспечивает движение жидкости по трубе; 0,5 м –запасная высота, которая компенсирует нестабильность атмосферного давления.

D*i+W*C_В*t_н=(В+Ц)*С_В*t_к

D – кол-во пара, W – кол-во воды

h_д=ω²/2g*(2,5+λ*H/d), ω-скорость жидкости в барометрической трубе,

λ-коэф-т трения при движении жидкости по трубе.

d – диаметр барометрической трубы