ОСАЖДЕНИЕ
1) Непрерывно действующий отстойник для разделения суспензий.
Осаждение-разделение жидких или газовых неоднородных систем путем выделения из жидкой и газовой фазы твердых или жидких взвешенных частиц. Такое выделение осуществляется под действием силы тяжести, центробежной силы, под действием сил электрического поля. Отстаивание – осаждение под действием силы тяжести. Отстаивание применяют для разделения пылей, суспензий и эмульсий. При отстаивании должны соблюдаться два требования: 1) время пребывания элемента потока в аппарате должно быть равно или больше продолжительности осаждения частиц; 2) линейная скорость потока в аппарате должна быть значительно меньше скорости осаждения.
Рассмотрим механизированный непрерывно действующий отстойник для суспензий с гребком.
На производстве такой отстойник наиболее рентабелен. Суспензия поступает в центральную часть аппарата, осветленная жидкость выводится через кольцевой желоб 2, осадок собирается в нижней части аппарата. Гребок 1 разрыхляет осадок и перемещает его по дну к разгрузочному штуцеру в центре отстойника.
1-гребок; 2-кольцевой желоб; I-суспензия; II-осветленная жидкость; III-осадок.
Удаляемый из отстойников осадок содержит много жидкости. Эта жидкость в большинстве случаев является ценным продуктом, поэтому ее необходимо извлечь из осадка. Её извлечение в процессе непрерывного отстаивания достигается в установке для противоточной промывки.
Процесс отстаивания не обеспечивает извлечения тонкодисперсных частиц и характеризуется небольшой скоростью осаждения, поэтому его используют преимущественно для частичного разделения неоднородных систем. Достоинства: простое аппаратурное оформление и малые энергетические затраты.
Рабочий объем камеры: Vр=a*b*h=Vсек*τ0, но τ0=h/w0, тогда производительность камеры: Vсек=a*b*w0. a,b,h-размеры камеры, τ0 – длительность осаждения частицы, w0 – скорость осаждения частицы.
2) Отстойная центрифуга
Разделение суспензий и эмульсий под действием центробежной силы осуществляют преимущественно во вращающихся аппаратах, называемых центрифугами. Центрифуги, применяемые для осаждения, называют отстойными.
На рис. приведены схемы простейших центрифуг периодического действия. Обе центрифуги рассчитаны на ручную выгрузку осадка, но отличаются расположением вала.
а - вертикальной;
б - горизонтальной; 1-вал;
2-барабан; 3-кожух;
I-суспензия; II-осадок;
III - осветленная жидкость
Сплошной барабан насажен на вращающийся вал 1. Под действием центробежной силы твердые частицы осаждаются из суспензии, подаваемой в центрифугу, и отлагаются в виде сплошного осадка на стенке барабана; осветленная жидкость переливается в кожух и удаляется из него через расположенный внизу патрубок. По окончании отстаивания центрифугу останавливают и выгружают осадок.
Кроме того различают непрерывно действующие горизонтальные отстойные центрифуги с механизированной выгрузкой осадка.
Отстойные центрифуги для разделения эмульсий часто называют сепараторами (одно-, многокамерные и тарельчатые сепараторы).
Осаждение под действием центробежной силы значительно эффективнее отстаивания под действием силы тяжести. Однако и при этом процессе во многих случаях не достигается четкое разделение неоднородных смесей. Более высокую степень разделения обеспечивают процессы осаждения под действием электрического поля и фильтрование.
Фильтрующие центрифуги с ручной и гравитационной выгрузкой имеют следующие достоинства сравнительно с аналогичными центрифугами отстойного типа:
1) низкая конечная влажность осадка,
2) возможность тщательной промывки осадка.