ФГБОУ ВПО Кубанский Государственный Технологический Университет

Институт Нефти, газа, энергетики и безорасности

Кафедра технологии нефти и экологии

Расчетная работа на тему:

«Коалесцирующие фильтры»

Вариант - 12

Выполнил: студент

группы 08-Н-ИЗ1

Фуртатов А.А.

Проверил:

Литвинова Т.А.

«Краснодар 2012»

1 Фильтрование

1.1 Механизм процесса фильтрования

Сущность метода фильтрования заключается в пропуске жидко­сти, содержащей мелкодиспергированные примеси, через фильтрую­щий материал, проницаемый для жидкости и не проницаемой для твер­дых частиц. Кроме тонкодиспергированных веществ на фильтрацион­ных установках извлекают масла, нефтепродукты, смолы и др. Процесс идет под действием гидростатического давления столба жидкости над фильтрующей перегородкой, повышенного давления до перегородки или вакуума после перегородки, т.е. движущей силой фильтрования яв­ляется разность давлений до и после фильтрующей перегородки. При этом процесс сопровождается значительными затратами энергии. Фильтрование в большинстве случаев является последним этапом ос­ветления воды и производится после ее предварительного отстаивания в отстойниках, осветлителях или других сооружениях.

Механизм извлечения частиц из воды может включать следующие составляющие: механическое процеживание, гравитационное осажде­ние, инерционное захватывание, химическую и физическую адсорб­цию, адгезию, коагуляционное осаждение, биологическое выращива­ние. В общем случае указанные составляющие могут действовать со­вместно, а процесс фильтрования состоит из трех стадий:

1) перенос частиц к поверхности фильтрующего слоя;

2) прикрепление к поверх­ности;

3) отрыв от поверхности.

По характеру механизма задержания взвешенных частиц разли­чают два вида фильтрования:

1) фильтрование через пленку (осадок) загрязнений, образующуюся на поверхности фильтрующего слоя;

2) фильтрование без образования пленки загрязнений. В первом случае задерживаются частицы, размер которых больше пор материала, а за­тем образуется слой загрязнений, который также является фильтрую­щим материалом (пленочное фильтрование). Такой процесс характерен для так называемых медленных фильтров, которые работают при ма­лых скоростях фильтрования (0,1-0,3 м/ч). Во втором случае фильтро­вание (объемное) происходит в толще слоя загрузки, где частицы за­грязнений удерживаются на зернах фильтрующего материала силами прилипания (молекулярными, электростатическими, химического сродства и адсорбции). Величина сил прилипания зависит от свойства фильтрующего материала, скорости потока, температуры воды, свойств примесей. Такой процесс характерен для скорых фильтров, работаю­щих при скоростях фильтрования 5-12 м/ч.

При фильтровании воды через слой фильтрующего материала од­новременно протекают два процесса: прилипание частиц к поверхности фильтрующего материала и отрыв ранее прилипших частиц. Прилип­шие частицы постоянно испытывают влияние движущегося потока, ко­торый в результате трения срывает их с поверхности фильтрующего материала. Вода осветляется до тех пор, пока силы отрыва частичек не начинают превалировать над силами прилипания. При равенстве числа частиц, поступающих в единицу времени на поверхность фильтрующе­го слоя и покидающих ее, наступает насыщение и сточная вода пере­стает осветляться.

По мере загрязнения фильтрующего слоя уменьшается его пороз-ность и увеличивается сопротивление при прохождении через него сточной воды, т.е. растет потерянный напор, при достижении опреде­ленной величины которого фильтр останавливают на регенерацию фильтрующего материала, называемую промывкой. Интервал между двумя промывками называют фильтроциклом.

Процесс фильтрования зависит от многих технологических пара­метров, и в первую очередь, от свойств фильтрующего материала, фильтрационной среды и примесей, гидродинамического режима фильтрования. Производительность фильтра определяется скоростью фильтрования, т.е. объемом воды, прошедшим в единицу времени че­рез единицу поверхности V, м³/(м²с).

Время, в течение которого определенная загрузка способна освет­лять воду до заданных показателей, называется временем защитного действия фильтрующей загрузки.

Количество загрязнений, задерживаемых в процессе фильтроцик- ла, представляет грязеемкость фильтра.