3.2.5. Расчет удельной поверхности сгущения по методу Коу и Клевенжера

В методе Коу и Клевенжера удельная поверхность f рассчитывается по формуле

[м²·сутки/т],

где R_н и R_K - Ж:Т - исходное и конечное разжижение; ρ_ж = 1 г/см³ или 1т/м³, a v₀ - скорость осаждения, м/сутки. То есть предполагается, что количество воды с 1 тонны твердого должно удаляться со скоростью осаждения v₀. Поскольку на практике возможны колебания в производительности, вводится коэффициент надежности К₁ = 0,7 ÷ 0,8.

Для того чтобы определить оптимальную скорость осаждения v₀, проводятся опыты в мерных цилиндрах по расслоению пульпы при различных ее плотностях, начиная исходной, которая может поступать в сгуститель, и кончая наибольшей плотностью в зоне свободного осаждения.

Для каждой плотности получают кривую осаждения, из первоначального угла наклона которой рассчитывают скорость осаждения:

[м/сутки],

где h₀ - первоначальная высота пульпы; h₁ - высота пульпы в момент времени t_k; t₀ - начало отсчета, t₀ ⁼ 0; t_k- время осветления.

По экспериментальным значениям v₀ рассчитывается удельная площадь, необходимая для сгущения материала при различных разжижениях. Разжижение, соответствующее максимальному значению f_max, считается критическим. По максимальному значению удельной площади сгущения f_mах рассчитывается общая площадь сгустителя и его диаметр:

[м],

где Q - производительность, т/ч;

[м],

где D и d - диаметры соответственно сгустителя и питающего патрубка,

[м].

3.2.6. Расчет удельной поверхности по методу Кинча

В методе Кинча f рассчитывается по формуле вида

[м²·сутки/т],

где 695 - переходный коэффициент от одних единиц измерения к другим; t_P - расчетное время сгущения, мин; C₀ - содержание твердого в исходной пульпе, г/л; h₀ - исходная высота, мм.

П

Рис.3.3. Определение t_P по методу Кинча

ри использовании данного метода расчета отпадает необходимость в постановке опытов по определению скорости осаждения при различных плотностях пульпы. Кривую осаждения строят по результатам одного опыта, проведенного при средней плотности поступающего на сгущение продукта. t_P соответствует времени достижения критической точки осаждения (рис.3.3).

Точку В находят как пересечение кривой осаждения с биссектрисой угла, образованного касательной, проведенной к зоне свободного осаждения, и линией песков.

Положение линии песков находится из состояния, h₀C₀ = h_пC_п, где С_п - желаемая степень сгущения.

Желательно, чтобы положение линии h_п было несколько ниже критической точки.

3.2.7. Определение высоты сгустителя

В сгустителе занятый объем делится на следующие зоны: зону осветленной жидкости, зону питания (иногда ее называют зоной свободного оседания твердой фазы), зону уплотнения и зону разгрузки (где находится гребок).

Высота зоны осветления h₁ всегда устанавливается эмпирически равной величине заглубления питающего патрубка (0,5 ÷ 0,6 м).

Высоту зоны свободного осаждения h₂ можно рассчитать по результатам опытов в длинной трубке (рис.3.4) по времени, необходимому для получения слива с концентрацией С_сл при скорости, равной v_cл.

Как правило, высоту зоны свободного осаждения h₂ не рассчитывают, а принимают равной 0,3 ÷ 0,6 м.

Высота зоны уплотнения h₃ определяется как частное от деления объема зоны уплотнения на удельную площадь осаждения f. Высота зоны уплотнения h₃ определяется по формуле

,

где t_с - время осаждения (сгущения), необходимое для достижения заданной плотности сгущенного продукта R; р_тв - удельная масса твердого, т/м³; R_cp - среднее разжижение пульпы в зоне уплотнения, м³/т; f - удельная площадь с

Рис.3.4. Сгуститель с периферическим приводом: 1 - корпус; 2 - кольцевой желоб; 3 - мешалка; 4 - лопасти с гребками; 5 - питающий патрубок; 6 - штуцер для слива; 7 - разгрузочное устройства для осадка; 8 - электродвигатель

гущения, м²·сутки/т.

Приведенная формула основана на том, что объем пульпы, содержащий 1 т твердого и равный , располагаясь на площади f, будет находиться в сгустителе в течение t_c суток (удельный объем твердого 1/ρ_тв + удельный объем жидкости R/ρ_ж = удельный объем пульпы).

Среднее разжижение в зоне уплотнения находится по формуле

[м³/т],

где R₁ и R_c - соответственно разжижение пульпы в начале зоны уплотнения и максимально уплотненной пульпы, м^3/т; R₂, R₃, R_с-1 - промежуточные значения разжижений, м³/т; t₁, t₂, t_с-1 - соответствующие значения времени, ч.

Высота зоны разгрузки H₄ рассчитывается по формуле

,

где D - диаметр сгустителя, м; α - угол конусности, обычно α = 12°. Как правило, H₄ = 0,3 ÷ 0,4 м.