книги из ГПНТБ / Лукьяненко, В. М. Промышленные центрифуги

шие uHnrnü1a4eHK* по К0НСТРУКЦИИ ротора распространяется только на центрифуги, имеюшпс многокаскадные и сдвоенные роторы.

трисЬѵг центРиФУг с коническим ротором —максимальный внутренний диаметр, для цен- V ч>уг с многокаскадным ротором —внутренний диаметр первого каскада.

11

рабочие полости машины от внешней среды, с электрооборудова­ нием во взрывозащищенном исполнении. Применяется для обра­ ботки нетоксичных, нелетучих, огне- и взрывобезопасных продуктов во взрывоопасных производствах;

взрывозащищенном исполнении и поддувом инертного газа под из­ быточным давлением от 0,01 до 0,1 кгс/см2 в полость кожуха. При­ меняется в огне- и взрывоопасных производствах;

герметизированное — с изоляцией внутренних рабочих полостей кожуха от внешней среды и электрооборудованием во взрывоза­ щищенном исполнении. Применяется для работы под избыточным давлением более 0,1 кгс/см2;

с обогревом или охлаждением — со специальными устройствами для подогрева (охлаждения) кожуха или ротора машины и с элек­ трооборудованием в обычном исполнении;

с обогревом или охлаждением — со специальными устройствами для подогрева или охлаждения кожуха или ротора машины и с электрооборудованием во взрывозащищенном исполнении;

капсулированное — вся машина, за исключением привода, по­ мещена в герметичную оболочку;

специальное — для работы в специальных условиях. Приведенной основной классификации отечественных центри­

фуг соответствуют принятые условные обозначения, в которых кроме перечисленных признаков указываются:

конструкция ротора (одинарный, сдвоенный, с числом каска­ дов 1, 2, 3, многокаскадный и т. д.);

размер рабочего диаметра ротора в см (для центрифуг с кони­ ческим ротором — максимальный внутренний диаметр; для центри­ фуг с многокаскадным ротором — внутренний диаметр первого каскада);

материал основных деталей центрифуги, непосредственно со­ прикасающихся с обрабатываемым продуктом;

порядковый номер модели.

Ниже приведена схема построения условных обозначений про­ мышленных центрифуг.

Примеры обозначения центрифуг. Отстойная горизонтальная центрифуга со шнековой выгрузкой осадка, в герметизированном взрывозащищенном исполнении, с максимальным внутренним диа­ метром ротора 500 мм, модель пятая. Основные детали, непосред­ ственно соприкасающиеся с обрабатываемым продуктом, изготов­ ляются из коррозионностойкой стали XI7H13M3T по ГОСТ 5632—61. Обозначение: ОГШ-503К-5.

Фильтрующая горизонтальная центрифуга с выгрузкой осадка толкающим поршнем, с двухкаскадным сдвоенным ротором диа­ метром 2000 мм, в негерметизированном исполнении, модель пер­ вая. Основные детали, непосредственно соприкасающиеся с обра­ батываемым продуктом, изготовляются из углеродистой стали. Обо­ значение: 2/2 ФГП-2001У-1,

12

осадка ручная с разборкой ротора, модель первая. Обозначение:

РТР-152К-1.

3. ХАРАКТЕРИСТИКИ СУСПЕНЗИЙ И ЭМУЛЬСИЙ

Главными факторами, определяющими выбор центрифуг и по­ казатели их работы, являются технические характеристики и фи­ зические свойства обрабатываемого материала.

Гранулометрический (дисперсный) состав твердой фазы. Эта характеристика имеет решающее значение при выборе центрифуги. Чем мельче частицы твердой фазы в обрабатываемой суспензии, тем меньшей производительности центрифуги можно ожидать и тем большим должен быть фактор разделения. С другой стороны, от абсолютного содержания мелких частиц в суспензии зависит количество их в фугате (фильтрате).

Это в одинаковой степени относится и к фильтрующим, и к от­ стойным центрифугам. Гранулометрический состав фазы обычно определяется методом ситового анализа при крупности частиц бо­ лее 100 мкм и специальными методами дисперсионного анализа — при более мелких частицах.

Принята следующая условная классификация дисперсных си­ стем в зависимости от размера частиц (в мкм):

Вязкость жидкой фазы. С увеличением вязкости производитель­ ность центрифуг уменьшается. В некоторых случаях для уменьше­ ния вязкости жидкой фазы прибегают к нагреву суспензии. Поле­

центрифуги.

Эффективная плотность твердой фазы. Чем больше разность между плотностями твердой и жидкой фазы (эффективная плот­ ность), тем выше производительность отстойной центрифуги. При сепарировании эмульсий производительность центрифуги также увеличивается с увеличением разности плотностей компонентов эмульсии. При центробежном фильтровании эффективная плот­ ность твердой фазы практического значения не имеет.

Концентрация суспензии. Под концентрацией суспензии пони­ мают отношение количества нерастворенной твердой фазы, содер­ жащейся в суспензии, к общему количеству суспензии. Концентра­ ция суспензии может быть выражена в массовых (весовых) или объемных процентах.

13

Концентрация суспензии обязательно должна учитываться при выборе центрифуги и режима ее работы. Так, при концентрации не более 1 объемн.% целесообразно применять для осветления су­ спензий трубчатые центрифуги с малым объемом грязевого про­ странства. Центрифуги с пульсирующей выгрузкой осадка, наобо­ рот, не могут быть использованы при малой концентрации твердой фазы в суспензии.

4. ФАКТОР РАЗДЕЛЕНИЯ

Фактор разделения является одним из основных показателей, характеризующих работу центрифуг. Им определяется, во сколько раз ускорение центробежного поля, развиваемого в центрифуге, больше ускорения силы тяжести.

Фактор разделения — безразмерная величина; его находят из

уравнения

_ w2/?

где со = — — угловая скорость барабана, с-1; п — число оборотов барабана в

минуту; R — внутренний радиус барабана, м; g — ускорение силы тяжести, м/с2.

Отсюда следует, что с увеличением угловой скорости или ра­ диуса барабана фактор разделения растет. Максимальное значе­ ние его практически достигается увеличением угловой скорости (при вынужденном уменьшении радиуса ротора).

Естественно, что значения J? и <и зависят от конструктивных особенностей центрифуги.

5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ РАЗЛИЧНЫХ ПРОЦЕССОВ ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЯ

В табл. 1 приведены рекомендуемые области применения раз­ личных процессов центрифугирования и способов выгрузки осадка в зависимости от дисперсности обрабатываемых материалов. В табл. 2 дан перечень некоторых продуктов и типы центрифуг для их обработки.

Для технически обоснованного выбора типа и размеров центри­ фуги, определения оптимального режима ее работы в условиях конкретноТо технологического процесса необходимо провести лабора­ торные и промышленные испытания.

6.МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЦЕНТРИФУГ

Взависимости от назначения центрифуг их изготовляют из раз­ личных материалов. Выбор материала определяется требуемыми

прочностными свойствами и коррозионной стойкостью материала в обрабатываемой среде. Ниже приведены краткие указания по вы­ бору конструкционных материалов, применяемых в центрифугостроении, в зависимости от среды.

14

Таблица /. Рекомендации по применению процессов центрифугирования и способа выгрузки осадка

Размер частиц,

Вибрационная

I. В центрифугах, ротор и кожух которых изготовлены из неле­ гированных черных металлов, допускается обработка при темпера­ туре до 45 °С суспензий, содержащих следующие нейтральные и щелочные соли: азотнокислые соли натрия, кадмия, бария; анили­ новые красители; соли кремниевой, мышьяковой и мышьяковистой кислот; серноватистокислый калий и натрий; сернокислые и серни­ стокислые соли натрия, кальция, магния, цинка, бария, кадмия; углекислые соли аммония, натрия, калия, магния, цинка, бария, кальция, кадмия; фосфорнокислые соли (средние) натрия и калия; хлористый натрий; хромовокислые соли металлов; цианистые соли натрия и калия.

II. В центрифугах, ротор и кожух которых изготовлены из кор­ розионностойкой стали Х18Н9Т (ГОСТ 5632—61), кроме суспен­ зий, перечисленных в пункте I, допускается обработка при темпе­ ратуре не выше 70 °С также суспензий, содержащих следующие соединения: бисульфат натрия, калия, кальция; бромистый и йоди­ стый натрий и калий (до 30°С идо 10 вес.%); железосинеродистые соли (до 30 °С); медные соли всех кислот, кроме соляной; родани­ стые соли металлов (до 30°С и до 10 вес.%); салициловую кислоту (до 30 °С); сернистые соли металлов; сернокифдые-аакись я окись

Таблица 2. Перечень некоторых продуктов и типы центрифуг для их обработки

16

Продолжение

17

Г Л А В А II

ЦЕНТРИФУГИ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ

1.ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Внастоящее время в Советском Союзе изготовляется ряд авто­ матических центрифуг типов ФГН (фильтрующие горизонтальные непрерывнодействующие) и ОГН (отстойные горизонтальные непрерывнодействующие) *, нашедших самое широкое промышлен­ ное применение. Автоматические центрифуги представляют собой

горизонтальные машины периодического действия с ножевым съемом осадка и автоматическим управлением всеми операциями.

Периодичность действия этих центрифуг заключается в том, что цикл технологических операций, заданных программой автоматиче­ ского режима, повторяется периодически при непрерывном враще­ нии ротора.

Автоматическое управление центрифугой позволяет осущест­ влять действия всех рабочих органов в автоматическом режиме пооперационно, согласно рабочему циклу машины.

Горизонтальные центрифуги с ножевым съемом осадка являют­ ся наиболее универсальными и могут использоваться для разделе­ ния суспензий в широком интервале дисперсности и концентраций твердой фазы.

По технологическому назначению указанные центрифуги де­ лятся на фильтрующие типа ФГН (АГ) и отстойные типа ОГН

(АОГ).

Наибольшее распространение получили фильтрующие центри­ фуги, предназначенные для разделения суспензии, твердая фаза которых имеет кристаллическую или зернистую структуру с раз­ мером зерен 30—150 мкм.

Отстойные центрифуги применяются реже и предназначены для разделения средне- и мелкозернистых (размер зерен 5—40 мкм) труднофильтрующихся суспензий в двух случаях: когда допустимо высокое содержание жидкой фазы в полученном осадке и когда использование фильтрующих поверхностей невозможно.

Отстойные центрифуги с ножевым съемом осадка применяются для предварительной обработки высокодисперсных суспензий с целью удаления грубых фракций твердой фазы.

Центрифуги ФГН и ОГН с диаметром ротора до 1600 мм вклю­ чительно выполняются с консольным расположением ротора, при большем диаметре ротор располагается между двумя опорами; при

* Ранее действовавшие обозначения центрифуг соответственно АГ и АОГ.

19

Этом он может быть одинарным или сдвоенным (рис. II-1). При консольном расположении ротора, как правило, применяются по­ воротные крышки.

Схема устройства автоматической центрифуги с расположением ротора между опорами показана на рис. II-2.

Рис. II-1. Принципиальные схемы устройства центрифуг:

а — с расположением ротора между опорами; б — со сдвоенным ротором; в —с консольным расположением ротора.

Принцип действия фильтрующих центрифуг. Суспензия по­ дается в ротор 4 центрифуги через загрузочный клапан 7 и пита­ тель И. Загрузка продукта регулируется с помощью регулятора 6, который позволяет производить как однократную, так и многократ­ ную загрузку до получения необходимой толщины слоя осадка в роторе.

После загрузки ротора происходит отжим — отделение жидкой фазы от твердого продукта, или операция просушки. Затем произ­ водится промывка продукта жидкостью, поступающей через про­ мывной клапан 9 и промывную трубу 10. По окончании промывки повторяется операция просушки.

Просушенный продукт выгружается из ротора: осадок срезается ножом механизма среза 2, ссыпается в приемный желоб (бункер) 1 и выводится из центрифуги. Несрезанный слой удаляется путем промывки (регенерации) фильтрующей основы специальными рас­ творяющими жидкостями, которые поступают через клапан реге­ нерации 8 и промывную трубу 10.

Фильтрат, промывная жидкость и жидкости регенерации отво­ дятся из центрифуги раздельно — через разделительный клапан 18.

Длительность операций просушки, промывки и регенерации кон­ тролирует реле времени, установленное на станции автоматиче­ ского управления.

Принцип действия отстойных центрифуг. Обрабатываемая сус­ пензия через загрузочный клапан и трубу питания поступает в ро­ тор центрифуги, где под действием центробежного поля происхо­ дит отстой суспензии — разделение твердой и жидкой фаз.

В зависимости от способа отвода жидкой фазы из ротора раз­ личают центрифуги с переливом фугата через борт и без пере­ лива. В первом случае фугат удаляется из корпуса (кожуха) цен­ трифуги через отводящий штуцер, расположенный в нижней части

20