6.4.2.Основные характеристики вспомогательного оборудования

Гидроциклоны

Разделение жидких неоднородных систем под действием центробежных сил можно осуществлять в аппаратах, не имеющих вращающихся частей- гидроциклонах. Гидроциклоны широко применяются для осветления или обогащения суспензий (сгущение шламов), а также для классификации (разделение материалов на фракции по размерам зерен) твердых частиц диаметром от 5 мкм до 150 мкм. В данной работе применяется катализатор с размером частиц 10 мкм.

Чем меньше диаметр гидроциклона, тем больше развиваемые в нем центробежные силы и, следовательно, тем меньше размер отделяемых частиц. Применяемые в качестве классификаторов гидроциклоны имеют диаметр 300-350мм и высоту 1-1,2 м .

Достоинства гидроциклонов: высокая производительность , отсутствие в них движущихся частей, компактность, простота и легкость обслуживания, относительно небольшая стоимость, а также широкая область применения (сгущение, осветление, классификация). Гидроциклоны, используемые в качестве классификаторов, обеспечивают то же качество разделения , что и механические классификаторы, но имеют большую производительность. Кроме того, в гидроциклонах может быть достигнута более тонкая сепарация с большей плотностью слива и без укрупнения (флокуляции) мелких частиц.

Однако в гидроциклонах происходит сравнительно быстрый износ отдельных частей , особенно корпуса. Для уменьшения износа гидроциклоны часто изготавливают со сменной футеровкой из износостойких материалов (резины, специальной керамики, пластмасс, металлических сплавов).

Центрифугирование

Под центрифугированием понимают процесс разделения неоднородных систем (эмульсий и суспензий) в поле центробежных сил с использованием сплошных или проницаемых для жидкости перегородок. Процессы центрифугирования проводятся в машинах, называемых центрифугами.

Центрифуга представляет собой в простейшем виде вертикальный цилиндрический ротор со сплошным или перфорированными боковыми стенками. Под действием центробежных сил суспензия разделяется на осадок и жидкую фазу, называемую фугатом. Осадок остается в роторе , а жидкая фаза удаляется из него. В отстойных центрифугах со сплошными стенками производят разделение эмульсий и суспензий по принципу отстаивания, причем действие силы тяжести заменяется действием центробежной силы. В фильтрующих центрифугах с проницаемыми стенками осуществляется процесс разделения суспензий по принципу фильтрования , причем вместо разности давлений используется действие центробежной силы. В отстойной центрифуге разделяемая суспензия или эмульсия отбрасывается центробежной силой к стенкам ротора, причем жидкая или твердая фаза с большей плотностью располагается ближе к стенкам ротора, а другая фаза с меньшей плотностью размещается ближе к его оси ; осадок образует слой у стенок ротора, а фугат переливается через верхний край ротора. В общем случае разделение суспензий в отстойных центрифугах складывается из стадий осаждения твердых частиц на стенках ротора и уплотнения образовавшегося осадка. При разделении суспензий в отстойных центрифугах различают процессы центробежного осветления и центробежного отстаивания. В первом случае из жидкости удаляются твердые примеси, содержащиеся в ней в незначительном количестве, например при осветлении лаков и смазочных масел. Во втором случае разделяется суспензия, в большом количестве содержащую твердую фазу. Процессы центрифугирования осуществляются, периодически ли непрерывно как в нашем случае.

В связи со сложностью закономерностей центрифугирования и разнообразием конструкций применяемых на практике центрифуг разработка теории процесса и точных методов расчета его затруднительна. Следует считать, что наиболее надежные данные для расчета процесса центрифугирования можно получить на основании опытов по разделению данной эмульсии или суспензии на небольшой центрифуге, конструктивно по возможности воспроизводящей рассчитываемую.