Вопрос №14: Изобразите с необходимыми пояснениями и обозначениями схему установки непрерывной ретификации бинарных жидких смесей.

Ректификация бинарных смесей Процесс осуществляют при дискретном (ступенчатом) контакте фаз в тарельчатых колоннах или непрерывном контакте фаз в насадочных колоннах.

Непрерывная ректификация. При ректификации в тарельчатых аппаратах (рис. 1) исходная смесь в кол-ве F с концентрацией низкокипящего компонента x_F поступает (здесь и далее в единицу времени) в среднюю часть колонны; верх. продукт-дистиллят в кол-ве D с концентрацией низкокипящего компонента X_D отбирается из дефлегматора, а обедненный этим компонентом остаток в кол-ве W с концентрацией x_w отводится в качестве ниж. продукта из куба-испарителя (F, D, W-в моль/ч, Хр, X_D, X_W-B молярчых долях). Образующиеся в нем пары поднимаются по колонне, контактируя на тарелках от 1 до п со стекающей жидкостью, и поступают в дефлегматор, откуда часть образовавшегося конденсата, наз. флегмой (Ф моль), возвращается в верх. часть колонны.

Вопрос №15: Какие вы знаете типы аппаратов для очистки газов от пыли? Изобразить схему устройства и описать действие одного из них.

Способы очистки газов можно разделить на основные группы:

1) механическая очистка, при которой частицы пыли осаждаются под действием собственной силы тяжести или центробежной силы;

2) мокрая очистка путем орошения газа жидкостью или барботажа его через слой жидкости;

3) фильтрация газа через ткань или другие пористые материалы;

4) электрическая очистка газа путем осаждения взве­шенных частиц в электрическом поле высокого

1. К аппаратам инерционной очистки газов относятся отстойные камеры, циклоны и жалюзийные пылеуловители.

2. Наиболее широко применяют в промышленности рукавные фильтры.

3. Для тонкой очистки газа служат также масляные фильтры.

4. Пенный аппарат

5. Электрофильтры

Аппарат см. дальше в вопросах.

Вопрос №16: Изобразить схему устройства и описать действие одноярусного гребкового непрерывно действующего отстойника.

Принцип действия:

Отстойник представляет собой невысокий цилиндрический резервуар 1 со слегка коническим днищем и кольцевым прямоугольным желобом 2 около верхнего края. В резервуаре имеется мешалка 3 с гребками , делающая 2,5—20 об/ч. Суспензия непрерывно подается сверху через трубу 4. Осветленная жидкость стекает через верхний желоб 2, сгущенная суспензия оседает на днище и медленно перемещается гребками к центральному патрубку, через который она откачивается диафрагмовым насосом 5. Содержание жидкости в откачиваемом продукте колеблется от 35 до 55%.

Вопрос №17: Аппараты для мокрой очистки газов от пыли. Изобразить схему устройства и описать действие одного из таких аппаратов.

Механический газопромыватель:

I—сифонные трубы; 2—лопасти для нагнетания газа; 3—лопасти для промывки; 4—кожух; 5—колща; 6—вал; 7—распределительный конус; 8, 12—била; 9—труба для удаления осадка; 10—канал для очищен­ного газа; 11—приемные коробки; 13—диск; 14—слнвной канал.

В улитообразном кожухе 4 дезинтегратора вращается горизонтальный вал 6, на котором имеется распределительный конус 7 с отверстиями и литой стальной диск 13. На диске ротора через определенные промежутки закреплены по трем-четырем концентрическим окружностям горизонтальные круглые стержни или била 12, соединенные с другой стороны кольцами из полосовой стали. При вращении ротора била 12 проходят в промежутки между билами 8 статора, которые укреплены неподвижно также по трем-четырем концентрическим окружностям между литыми кольцами 5 в кожухе аппарата.

По внешней окружности диска 13 расположены также лопасти 3, при помощи которых производится промывка и отделение газа от воды, и лопасти 2, создающие напор газа (до 500 мм вод. ст.) для дальнейшей его транспортировки.

Очищаемый газ поступает в центр аппарата через приемные коробки 11, а вода подается через сифонные трубы и выбрасывается в отверстия конуса 7. Смесь газа и воды попадает между неподвижными и вращающимися стержнями—билами и отбрасывается лопастями к стенкам кожуха. При этом вода распыляется в тончайший туман и приходит в тесный контакт с газом, смачивая почти всю содержащуюся в нем пыль.

Вопрос №18: Изобразить схему устройства и описать действие тарельчатого (пенного) пылеуловителя.

Барботажный (пенный) пылеуловитель

Барботажные пылеуловители используют для очистки сильно запылённых газов. В таких аппаратах жидкость, взаимодействующая с газом, приводится в состояние подвижной пены, что обеспечивает большую поверхность контакта фаз. Барботажный пылеуловитель (рис. 70) выполняется в виде цилиндрического или прямоугольного корпуса, в котором находится перфорированная тарелка. Промывная жидкость подаётся на тарелку через боковой штуцер, а в нижнюю часть аппарата подаётся запылённый газ, который проходит через отверстия в тарелке и барботирует через жидкость, превращая её в слой подвижной пены. В слое пены пыль поглощается жидкостью, часть которой удаляется из аппарата через переливной порог, а другая часть сливается через отверстия в тарелке, промывая их и улавливая в подтарелочном пространстве крупные частицы пыли. Образующаяся суспензия выводится через штуцер в коническом днище аппарата. Обычно для очистки газов достаточно одной тарелки, но при большом пылесодержании и высоких требованиях к качеству очистки возможно использование аппаратов с двумя-тремя тарелками. Расход жидкости в барботажных пылеуловителях выше, чем в центробежных скрубберах (0,2–0,3 м 3 на 1000 м 3 очищаемого газа). Также выше гидравлическое сопротивление (500–1000 Па для однотарелочных аппаратов). При работе пенных пылеуловителей недопустимы значительные колебания нагрузки, так как это может привести к нарушению пенного режима работы. Увлажнение очищаемого воздуха и образование суспензии, требующей дальнейшего разделения или утилизации, также относятся к недостаткам пенных пылеуловителей. Барботажные пылеуловители хорошо справляются с очисткой сильно за- грязнённых газов. При этом пыль с частицами размером 20–30 мкм улавливается практически полностью, частицы размером 5 мкм улавливается на 80–90 %.

Вопрос №19: Изобразить схему устройства циклона или гидроциклона (по выбору), назвав основные области их применения.

Циклон:

1-цилиндрический корпус

2-коническое днище

3-разгрузочный бункер

Циклоны-аппараты, применяемые для разделения пылей и отделения газа от капель жидкости.

Вопрос №20: Изобразить схему устройства и описать действие гидроциклона.

Гидроциклон (центробежный сепаратор) – аппарат, предназначенный для сгущения шламов и продуктов флотации, осветления оборотных вод, классификации пульпы и разделения грубых и тонких суспензий.

Разделение происходит в центробежном поле, создаваемом в результате вращения потока жидкой гетерогенной системы. Величина скорости сепарирования частицы в центробежном поле гидроциклона может превышать скорость осаждения частиц в поле гравитации в сотни раз. В последнее время все чаще в технологии обогащения применяют кластер из гидроциклонов небольшого диаметра (10–15 мм), работающих параллельно, что позволяет существенно повысить производительность.

К основным преимуществам гидроциклонов можно отнести:

1) высокую удельную производительность по обрабатываемой суспензии;

2) простоту устройства и сравнительно низкую стоимость аппарата;

3) отсутствие вращающихся механизмов, предназначенных для генерирования центробежной силы;

4) возможность разделения токсичных и химически агрессивных сред.

Основными недостатками гидроциклонов являются существенное (по сравнению с отстойниками) гидравлическое сопротивление, сложность разделения тонких суспензий с частицами менее 10 мкм и чувствительность к колебаниям нагрузки.

Вопрос №21: Какие вы знаете фильтры для суспензий периодического действия? Изобразите схему устройства и описать действие одного из них.

Фильтры периодического действия: Нутч-фильтры и Фильтр-прессы.

Нутч-фильтр:

Принцип действия

Нутч-фильтр представляет собой резервуар, имеющий двойное дно. При этом верхнее ложное дно необходимо для удерживания слоя фильтрующего материала. Осадок остается на фильтрующей перегородке, а фильтрат выходить через патрубок под воздействием разрежения, создаваемого при помощи вакуум-насоса. После этого фильтрат направляется в приемный резервуар. Из этого резервуара фильтруемая жидкость перекачивается при помощи насоса или же передается сжатым воздухом для дальнейшей обработки или на еще один цикл фильтрации в том случае, если степень очистки оказалась недостаточной.

Вопрос №22: Изобразить схему устройства и описать действие нутч-фильтра.

Нутч-фильтр представляет собой простейший фильтр периодического действия, работающего под вакуумом или под избыточным давлением. Направления силы тяжести и движения фильтрата совпадают. На рис.54 представлен закрытый нутч-фильтр, работающий под давлением ( иногда закрытый нутч-фильтр называют друк-фильтром). Нутч-фильтр состоит из корпуса (иногда снабжаемого обогревающей рубашкой) со съемной крышкой. В корпусе расположена опорная решетка, на которой помещается фильтровальная ткань. Нутч-фильтр снабжен штуцерами для подачи суспензии , сжатого воздуха, промывной жидкости и удаления фильтрата. На корпусе расположен люк для ручной выгрузки осадка.

Цикл работы нутч-фильтра обычно состоит из следующий стадий: заполнение фильтра суспензией, фильтрование под давлением сжатого воздуха, просушка осадка от фильтрата, заполнение фильтра промывной жидкостью, промывка осадка, просушка осадка от промывной жидкости, удаление осадка с фильтровальной ткани, регенерация фильтровальной ткани.