59. Изобразите схему устройства и опишите действие гидроциклона. Сопоставьте его с другими аппаратами для разделения гетерогенных систем.

Рисунок 12.1 – Гидроциклон

Гидроциклон (центробежный сепаратор) – аппарат, предназначенный для сгущения шламов и продуктов флотации (метод разделения частиц твердых тел в жидкостях, основанный на различии их гидрофобности (способности смачиваться водой)), осветления оборотных вод, классификации пульпы и разделения грубых и тонких суспензий.

Принцип работы

Разделение происходит в центробежном поле, создаваемом в результате вращения потока жидкой гетерогенной системы. Величина скорости сепарирования частицы в центробежном поле гидроциклона может превышать скорость осаждения частиц в поле гравитации в сотни раз.

Чаще в технологии обогащения применяют кластер из гидроциклонов небольшого диаметра (10–15 мм), работающих параллельно, что позволяет существенно повысить производительность.

Достоинства	Недостатки
Высокая удельная производительность по обрабатываемой суспензии; Простота устройства и сравнительно низкую стоимость аппарата; Отсутствие вращающихся механизмов, предназначенных для генерирования центробежной силы; Возможность разделения токсичных и химически агрессивных сред.	Существенное (по сравнению с отстойниками) гидравлическое сопротивление Сложность разделения тонких суспензий с частицами менее 10 мкм Чувствительность к колебаниям нагрузки.

60. Изобразите схему устройства и опишите действие осадительной центрифуги со шнековой выгрузкой осадка. Сопоставьте эту машину с другими аппаратами для разделения суспензий.

Рисунок 13.1 – Схема отстойной центрифуги:

1 – вал; 2 – барабан; 3 – корпус

Применяют для разделения суспензий и эмульсий путём осаждения дисперсных частиц под действием центробежной силы.

Принцип работы

Основной частью центрифуги является сплошной барабан, насаженный на вращающейся вал. Под действием центробежной силы твёрдые частицы из суспензии отбрасываются к стенкам барабана, образуя осадок. Осветлённая жидкость (фугат) переливается в неподвижный корпус (кожух) и удаляется через патрубок в его нижней части. После остановки центри фуги осадок выгружают вручную.

Достоинства	Недостатки
Из всех осадительных аппаратов центрифуга обеспечивает наибольшее качество разделения (в мощном центробежном поле способны осаждаться даже очень мелкие частицы).	Невысокая производительность Необходимость ручного труда

61. Изобразите схему устройства и опишите действие электрофильтра. Каковы преимущественные области применения этого аппарата?

Рисунок 14.1 – Схема трубчатого электрофильтра:

1 – коронирующие электроды; 2 – осадительные электроды; 3 – изоляторы

Принцип работы

В сухих электрофильтрах очистка газа происходит при температуре выше точки росы и улавливается сухая пыль. Мокрые электрофильтры предназначены для удаления влажной пыли, а также для осаждения взвешенных в газе капель жидкости. Трубчатый электрофильтр представляет собой аппарат, в котором расположены осадительные электроды, выполненные в виде труб диаметром 0,15–0,3м и длиной 3–4 м. По оси труб проходят коронирующие электроды из проволоки, которые подвешены к раме. Запылённый газ подаётся в нижнюю часть аппарата и движется вверх внутри труб-электродов. Под действием электростатического поля взвешенные в газе частицы пыли поляризуются и оседают на электродах. С электродов пыль удаляют путём их встряхивания, при этом пыль ссыпается в бункер и выводится через нижний штуцер. Очищенный газ выходит из аппарата сверху.

Аналогично устроены и работают пластинчатые электрофильтры. Основное отличие их от трубчатых состоит в том, что осадительные электроды выполнены в виде прямоугольных пластин или сеток, натянутых на рамы.

Пластинчатые электрофильтры более компактны, чем трубчатые, с них легче удаляется пыль. Но трубчатые электроды позволяют получить большую напряженность электрического поля и поэтому более производительны и обеспечивают лучшее отделение трудноулавливаемых пылей и туманов.

Достоинства	Недостатки
работают при высоком напряжении постоянного тока, расход электроэнергии в них невелик Гидравлическое сопротивление электрофильтров меньше, чем большинства других аппаратов газоочистки. Степень очистки газа от пыли достигает 95–99%	Высокая стоимость Сложны в эксплуатации Непригодны для очистки газов от частиц с малым электросопротивлением