ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Лабораторные установки для изучения процесса разделения суспензий из "Разделение суспензий в химической промышленности" Исследование объектов познания на их моделях называют моделированием. Конечная цель любого моделирования в химической технологии — реализация масштабного перехода от модели к промышленному объекту. В технике различают аналоговое, математическое и физическое моделирование. [c.204] Физическое моделирование состоит в замене изучения объекта или явления экспериментальным обследованием его модели. При физическом моделировании необходимо соблюдать геометрическое и физическое подобие модели и натуры, т. е. пропорциональность элементов формы и постоянство определённых безразмерных комплексов, например чисел Рейнольдса, Архимеда, Фруда. Параметры, характеризующие состояние подобных процессов, отличаются в определенное число раз (так называемый масштаб подобия). Если математически подобные процессы описываются одними и теми же уравнениями, то физически подобные процессы имеют одинаковую физическую природу. [c.205] Полное физическое моделирование иногда оказывается невозможным из-за несовместимости безразмерных, комплексов. Например, при фильтровании на друк-фильтрах с различными диаметрами невозможно одновременно соблюдать постоянство отношений периметров и площадей- В таких случаях прибегают к приближенному моделированию, при котором часть второстепенных процессов не моделируют, а постоянством ряда комплексов пренебрегают. Масштабный переход посредством приближенного физического моделирования иногда называют масштабированием [15]. [c.205] Способы расчета оборудования для разделения суспензий основаны на экспериментальных данных, полученных при разделении этих суспензий. Надежность рекомендаций по аппаратурному оформлению стадий разделения суспензий зависит с одной стороны от воспроизводимости в промышленном масштабе свойств суспензий, на которых велись лабораторные опыты, с другой сторрны — от воспроизводимости условий разделения суспензий на промышленном оборудовании по сравнению с лабораторным. [c.205] Умение воспроизвести в лаборат( ви все особенности работы промышленного фильтра зависит от опыта и экспериментального мастерства исследователя, который должен знать тонкости работы промышленной установки и по возможности полно воспроизвести их в лабораторном масштабе. [c.205] Моделирование процессов фильтрования — это смешанный экспериментально-расчетный метод, включающий экспериментальную работу на модельной установке, воспроизводящей последовательно все особенности работы промышленного оборудования, и последующий расчет параметров его работы в режиме, который может отличаться от использованного на модельной установке. Для обеспечения максимальной надежности выбранный режим проверяется экспериментально и затем выдаются данные для проектирования. [c.206] Каждая лабораторная установка для моделирования или масштабирования процесса фильтрования (модельная установка) в качестве основной детали включает модель промышленного аппарата, а также набор различных емкостей, коммуникаций, арматуры, съемных приспособлений, контрольно-измерительных приборов, автоматически записывающих устройств и т. д. Лабораторная модель промышленного фильтра или центрифуги является как бы элементом поверхности фильтрования промышленного оборудования, на котором последовательно осуществляются операции фильтрования, промывки осадка, продувки его воздухом или отжима диафрагмой, нанесения вспомогательного вещества, удаления осадка с перегородки и регенерации фильтрационных свойств перегородки. В лабораторной модели большей частью не соблюдается геометрическое подобие промышленному фильтру. Например, для моделирования работы барабанного вакуум-фильтра с цилиндрической поверхностью фильтрования используется погружная воронка — плоский фильтрующий элемент, который последовательно погружается в суспензию, имитируя зону фильтрования на барабанном фильтре, затем поворачивается поверхностью фильтрования вверх, когда осадок промывается, затем через осадок просасывается воздух, после чего под ткань подается сжатый воздух для отдувки осадка. [c.206] Если промышленный фильтр обогревается или охлаждается во время фильтрования, то и на модели должны проводиться эти же операции. Температуры суспензии и промывной жидкости, подаваемых на фильтр, должны быть равны соответствующим температурам на промышленной установке. [c.208] Данные о лабораторных помещениях, стандартном лабораторном оборудовании, посуде и приборах приведены в справочнике [117 . [c.209] Для оценки фильтрационных свойств суспензий рекомендуется пользоваться лабораторным друк-фильтром со вставкой из стеклянной трубки, изображенным на рис. 6-1. Наличие стеклянной вставки дает возможность определять момент окончания фильтрования и начала подачи промывной жидкости, контролировать изменение толщины осадка в процессе фильтрования, промывки и обезвоживания. Фильтр снабжен поворотным устройством, которое дает возможность перемешивать суспензию в закрытом фильтре, поворачивая его вокруг оси. При этом подключение сжатого воздуха и отсчет времени накопления фильтрата могут быть начаты сразу после установки фильтра в рабочее положение. Последнее обеспечивает получение более точных данных о кинетике процесса, так как исключает возможность осаждения суспензии или фильтрования до подачи на фильтр давления. [c.209] Кроме перечисленного оборудования и приборов лаборатория должна быть укомплектована установками и устройствами для моделирования процессов разделения. [c.210] Для моделирования в лабораторных условиях процессов фильтрования под давлением (до Я = 0,3 МПа) может использоваться лабораторная установка, схема которой представлена на рис. 6-2. Установка состоит из суспензатора 1 (емкостью 3 л) с мешалкой и приводом, емкости для промывной жидкости 2 (У=3 л) и малогабаритных моделей фильтров, воспроизводящих процессы, протекающие на фильтр-прессах с отжимными диафрагмами типа ФПАКМ (рис. 6-3), друк-фильтрах с мешалкой (см. рис. 6-4), патронных н листовых фильтрах. Модели фильтров подключаются к суспензатору и емкости с промывной жидкостью с помощью конусного штуцера, раздаточг ного крана 7 и разводящих трубопроводов. На моделях различных фильтров исследуются свойства суспензий и осадков в условиях, характерных для данного типа фнльтра. [c.210] Процессы, протекающие на друк-фильтрах с ручной выгрузкой осадка или иа фильтрах со сходящей тканью типа ЕдСх, можно моделировать на модели друк-фильтра, изображенной на рис. 6-1. [c.213] Для моделирования процессов фильтрования под вакуумом в лабораторных условиях можно использовать фильтрующий элемент — погружную воронку поверхностью ЫО м без бортов или с небольщими бортами, моделирующую работу барабанного вакуум-фильтра. Воронку подсоединяют к приемнику фильтрата гибким шлангом или с помощью подвижного соединения. Это облегчает ее погружение в ванну с суспензией при фильтровании и подъем из ванны для просушки осадка, перемещение к форсунке с промывкой жидкостью и другие перемещения, необходимые для экспериментальной проверки отдувки осадка сжатым воздухом. [c.213] Экспериментатор должен определить успеет ли за время прохождения, ячейки барабанного вакуум-фильтра через ванну нафильтроваться осадок толщиной не менее 5 мм успеет ли он промыться за отведенное на это время удовлетворяет лн конечное влагосодержание, которое может быть достигнуто при прохождении зоны просушки, требованиям технологии полностью ли удаляется осадок с ткани отдувкой и правильно ли подобрана фильтровальная ткань, какова степень снижения фильтрационных свойств ткани в процессе повторяющихся операций фильтрования не накапливается ли при длительной работе в ванне фильтра крупная фракция частиц твердой фазы суспензин, которая в случае ее осаждения на дно ванны нарушает нормальную работу мешалки и фильтра в целом. [c.213] Для моделирования работы ленточных вакуум-фильтров используется воронка с высоким бортом — наливная воронка (рис. 6-5). Для этого воронку закрепляют фильтрующей перегородкой вверх и в нее заливают тщательно перемешиваемую исследуемую суспензию, а после образования осадка — промывную жидкость. После промывки осадок обезвоживается проса-сываиием через него воздуха. В процессе моделирования работы ленточного вакуум-фильтра определяют оптимальное соотношение зон фильтрования, промывки и просушки осадка, рациональный режим работы фильтра (разрежение, толщину слоя осадка, количество промывной жидкости, число зон при проти-воточной промывке, скорость движения ленты). [c.213] ВИНЫ Пробирок так, чтобы суспензия или промывная жидкость-могли поступать в пробирки из распределителя.. На описанной центрифуге, располагая незначительным объемом суспензии (0,15—1,0 л для фильтрования и 2,0—10,0 л —для осветления), можно получить осадки толщиной 50—80 мм, снять данные по кинетике фильтрования и отжима, кривую, промывки, определить удельное сопротивление осадка. [c.215] При выборе фильтрующих перегородок для центрифуг пред-яочтение следует отдавать сеткам. [c.216] Вернуться к основной статье