187

Работа № 1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНСТАНТ ФИЛЬТРОВАНИЯ НА БАРАБАННОМ ВАКУУМ-ФИЛЬТРЕ

В химической и в родственных ей отраслях промышленности широко распространены процессы фильтрования при разделении суспензий. Их значение еще более возрастает сегодня в связи с общим развитием промышленности и увеличением масштабов отдельных производств. Фильтрование обеспечивает почти полное освобождение жидкости от взвешенных частиц.

Для осуществления этого процесса в промышленности применяют многочисленные, весьма разнообразные и часто довольно сложные по конструкции фильтры. Одним из наиболее распространенных видов фильтров являются барабанные вакуум-фильтры.

При проектировании новых фильтровальных установок для расчетов по определению удельной производительности или удельной поверхности фильтрования выбранного фильтра (в том числе барабанного вакуум-фильтра) используют основные уравнения фильтрования, предварительно определив экспериментально некоторые постоянные, входящие в эти уравнения, в частности, удельное сопротивление осадка и сопротивление фильтровальной перегородки. Существует большое число методов определения этих постоянных в уравнениях фильтрования. Наиболее надежным из них является метод, основанный на проведении опытов по фильтрованию в условиях постоянно увеличивающейся толщины слоя осадка.

Цель работы

1. Закрепить теоретические знания по вопросам разделения суспензий методом фильтрования.

2. Практически ознакомиться с процессом разделения суспензий фильтрованием и с одним из видов фильтровального оборудования – барабанным вакуум-фильтром.

3. Экспериментальным путем определить константы фильтрования: удельное объемное сопротивление осадка и сопротивление фильтровальной перегородки.

ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ (рис.)

Установка смонтирована на базе серийно выпускаемого промышленностью барабанного вакуум-фильтра БОУ 0,25х0,5.

Характеристика фильтра:

• общая поверхность фильтрования S_ф, м²………………0,25;

• диаметр барабана, м…………………………………….0,5;

• ширина поверхности фильтрования, м………………..0,16;

• доля общей поверхности фильтрования,

погруженной в суспензию φ…………………………..0,272;

• изменение скоростей вращения барабана…..ступенчатое,

4 скорости.

Устройство барабанного вакуум-фильтра описано в [1, с. 205-207] и с ним необходимо ознакомиться при подготовке к выполнению лабораторной работы. Лабораторный фильтр имеет некоторые индивидуальные отличия от описанного в [1], что становится очевидным при практическом знакомстве с ним. В частности, вакуум создается лишь в ячейках барабана, погруженных в данный момент в суспензию, и в ячейках зоны первого обезвоживания. Остальные ячейки барабана находятся под атмосферным давлением. Разрыхление осадка и регенерация фильтровальной ткани продувкой сжатым воздухом не производятся.

Разделяемая суспензия приготовлена в баке 3 размешиванием мела в воде (твердая фаза суспензии может быть и другой, что следует уточнить у преподавателя или учебного мастера, лаборанта). Подача ее в корыто 2 фильтра осуществляется центробежным насосом 5, производительность которого регулируется краном 6. Уровень суспензии в корыте 2 фильтра поддерживается постоянным с помощью переливной трубы (рис.).

Ячейки фильтра в зонах фильтрования и первого обезвоживания через распределительную головку с помощью резинового шланга соединены со сборником фильтрата (ресивером) 7, находящимся под вакуумом. Вакуум в сборнике фильтрата (ресивере) 7 создается с помощью вакуум-насоса 10, отсасывающего воздух через каплеотделитель 9. Регулировка вакуума производится с помощью вентиля 8, соединяющего ресивер с атмосферой. При полном его закрытии создается максимальный вакуум. Величина вакуума определяется по вакуумметру 11, установленному на вакуум-насосе 10.

Количество фильтрата в ресивере 7 определяется по шкале указателя 13 в литрах. Слив фильтрата из ресивера осуществляется путем открытия крана 12.

Привод барабана состоит из электродвигателя, двух редукторов, соединенных цепными передачами, и коробки передач. Коробка передач дает возможность проводить работы при четырех различных скоростях вращения барабана. Схема переключения скоростей помещена непосредственно на коробке передач. Для нейтрального положения рукоятки переключения скоростей характерно существенное перемещение в вертикальном направлении.

Рис. Принципиальная схема лабораторной установки:

1 – барабан; 2 – корыто для суспензии; 3 – бак для суспензии с мешалкой; 4 – привод мешалки; 5 – центробежный насос; 6 – вентиль для регулировки подачи суспензии в корыто фильтра; 7 – сборник фильтрата (ресивер); 8 – вентиль для регулировки вакуума в барабане; 9 – каплеуловитель; 10 – вакуум-насос; 11 – вакуумметр; 12 – кран для слива фильтрата из ресивера; 13 – указатель объема фильтрата в ресивере (водомерное стекло); 14 – кран для слива суспензии из корыта в бак

Установка необходимой скорости вращения барабана производится поднятием рукоятки коробки передач из нейтрального положения вверх (или опусканием вниз) и последующим передвижением вправо (или влево). Установка соответствующей скорости обеспечивается зацеплением пары шестерен, поэтому затруднения, возникающие иногда при переключении скоростей, объясняются тем, что зубья одной шестерни не попадают между зубьями другой. В этом случае необходимо сдвинуть одну шестерню относительно другой, для чего достаточно немного провернуть вручную барабан. Переключение скоростей надо производить при выключенном приводе барабана фильтра.

Привод качающейся мешалки в корыте фильтра состоит из электродвигателя и редуктора, соединенных цепной передачей. Включение мешалки производится вместе с барабаном одним выключателем.