11. Фильтрующая аппаратура.
Газовые фильтры - непрерывно действующие
Жидкостные фильтры -периодически действующие и непрерывно действующие
Фильтрующие центрифуги - периодически действующие и непрерывно действующие
12. Очистка газов под действием центробежных сил.
Очистку газов под действием инерционных сил производят в отстойных газоходах, под действием центробежных сил — в циклонах. Циклоны позволяют разделять пыли в поле центробежных сил. Наибольшее распространение получили циклоны конструкции НИИОгаза с диаметром корпуса 100... 1000 мм. Эффективность их работы характеризуется фактором разделения. Степень очистки газов зависит от конструкции циклона, размера частиц и их плотности. Например, если КПД циклона при улавливании частиц диаметром 25 мкм составляет 95 %, то при диаметре частиц 10 мкм КПД снижается до 70 %. Степень очистки газов от пыли определяют по нормалям и номограммам, составленным на основании экспериментальных данных. Сущность циклонного процесса заключается в следующем: газовый поток с взвешенными частицами вводится в аппарат через входную трубу со скоростью 10...40 м/с. Благодаря тангенциальному вводу и наличию центральной выводной трубы поток начинает вращаться вокруг последней, совершая несколько витков при прохождении через аппарат. Под действием возникающих центробежных сил взвешенные частицы отбрасываются к периферии, оседают на внутренней поверхности корпуса, а затем соскальзывают в коническое днище и удаляются из циклона через патрубок. Освобожденный от взвешенных частиц поток выводится из циклона через выводную трубу. Точный расчет циклонов достаточно сложен, поэтому их рассчитывают упрощенно по значению гидравлического сопротивления Δр. Фиктивная скорость газа (м/с) в цилиндрической части циклона Циклоны получили широкое распространение в пищевых производствах, для очистки газовых выбросов, улавливания из газовых потоков пищевого сырья (частиц сахара, барды, сухого молока, дрожжей).
13. Перемешивание в жидких средах.
Применяются в процессе абсорбции, выпаривания, абстрагирования и др. ПХТ.
Способы перемешивания:
1. механический – с помощью мешалок различных конструкций;
2. пневматический – с помощью сжатого воздуха;
3. перемешивание в трубопроводах, когда в перемещающую жидкую фазу добавляют твердую фазу;
4. перемешивание насосами – происходит с помощью насосов центробежных, центровых и т.д.
Эффективность перемешивающего устройства характеризует качество перемешиваемого продукта. Например, для получения суспензии – равномерное распределение твердой фазы, для массы теплообмена – степень увеличения коэффициентов массы и теплоотдачи.
Эффективность зависит от конструкции мешалок и затраченной энергии.
Интенсивность перемешивания определяется временем достижения результата или числом оборотов при фиксированной продолжительности процесса. Чем больше интенсивность, тем меньше времени необходимо, тем меньше объем аппарата.
13. Пневматическое перемешивание
Пневматическое перемешивание сжатым инертным газом или воздухом используют в тех случаях, когда перемешиваемая жидкость отличается большой химической активностью и быстро разрушает механические мешалки.
Перемешивание сжатым газом проводят в аппаратах, снабженных специальными устройствами – барботером или центральной циркуляционной трубой. Барботер представляет собой расположенные по дну аппарата трубы с отверстиями, с помощью которых осуществляется барботаж газа через слой обрабатываемой жидкости. При циркуляционном (эрлифтном) перемешивании газ подают в циркуляционную трубу. Пузырьки газа увлекают за собой вверх по трубе жидкость, находящуюся в сосуде, которая затем опускается вниз в кольцевом пространстве между трубой и стенками аппарата, обеспечивая циркуляционное перемешивание жидкости.
При расчете пневматических мешалок определяют необходимое давление и расход газа. Давление газа может быть рассчитано с помощью уравнения Бернулли:
где
Н – высота столба перемешиваемой жидкости;
ω – скорость воздуха в трубе
(ω = 20-40 м/сек);
ρж и ρг – плотность перемешиваемой жидкости и газа;
Σζм.с – сумма коэффициентов местных сопротивлений;
λ – коэффициент трения;
l и d – длина и диаметр трубы;
ρ0 – давление над жидкостью в аппарате.
Для ориентировочных расчетов потери давления в трубопроводе можно принимать равными ~ 20 % сопротивления столба жидкости. Тогда уравнение принимает вид:
Объемный расход газа V (м3/ч)