ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Роль сил адгезии и когезии в процессе удаления осадка с фильтровальной перегородки из "Регенерация фильтров для разделения суспензий" Основными силами, удерживающими осадок на поверхности фильтровальной перегородки, кроме давления, являются силы адгезии между осадком и перегородкой и силы когезии между частицами осадка. Соотношение между ними, а также их абсолютное значение определяют возможность применения того или иного способа удаления осадка с поверхности перегородки. При небольших значениях сил адгезии и когезии, что характерно для осадков, получаемых разделением грубодисперсных систем с кристаллическими твердыми частицами, образуются рассыпчатые осадки с небольшим влагосодержани-ем, которые легко удаляются с поверхности фильтрования под действием сил тялсести или центробежных сил. На барабанных вакуум-фильтрах такие осадки большой толщины снимаются с полотна ножом или под действием разрывных усилий при огибании полотном валика небольшого диаметра. Более тонкие слои осадка (до 4 мм) снимаются шнурами, которые в зоне регенерации сходят с барабана и уносят осадок, сбрасывая его под действием вибрации или при огибании тонкого валика. [c.83] Для удаления вязкопластичных осадков широко применяют стальные или обрезиненные ролики, которые прижимаются к движушемуся полотну с осадком (на барабанных или ленточных фильтрах) и на них налипает липкая масса. С роликов эта масса удаляется ножом, скользящим по их поверхности. Рассмотрим силы, действующие на осадок. С одной стороны, это сила адгезии осадка к перегородке, удерживающая его на фильтровальном материале, а с другой — сила тяжести и сила адгезии осадка к ролику, которые стремятся оторвать слой осевшей массы от перегородки. Поскольку эти силы направлены в разные стороны, осадок испытывает разрывное усилие, противодействие которому оказывают силы когезии между соседними частицами. Первым условием полного отрыва слоя осадка от фильтровальной перегородки является преобладание сил когезии над равнодействующей растягивающих осадок сил. В этом случае слой не разрывается и может быть снят целиком. Вторым условием является преобладание равнодействующей отрывающих сил над силой адгезии осадка к перегородке. Для выполнения этого условия необходимо подобрать фильтровальный материал для данной суспензии. Например, отделение осадка от гидрофобных тканей происходит значительно легче, чем от гидрофильных. На силу адгезии влияют также некоторые технологические факторы — давление фильтрования, концентрация исходной суспензии. [c.84] Осадки с небольшой адгезией могут удаляться без вспомогательного ролика — под действием силы тяжести при огибании полотном валика небольшого диаметра. В случае необходимости фильтровальную ткань в месте перегиба продувают сжатым воздухом. Таким способом удаляют осадки небольшой толщины (до 2 мм). [c.84] Сравнительные испытания безосадочных фильтров нескольких типов, проведенные И. А. Кобринским п Т. А. Малиновской [63] при разделении суспензии красителя с применением капроновой ткани в качестве фильтровальной перегородки, показали перспективность применения для этой цели динамического фильтра [64], в котором суспензия проходит между вращающимися на полом валу и неподвижными фильтровальными дисками, постепенно сгущаясь. Выходящий осадок имел влажность 65—70%, что не намного выше влажности такого же осадка, получаемого на друк-фильтре. При этом на динамическом фильтре происходило непрерывное само-удаление осадка, отличающегося большой адгезией к перегородке, в то время как выгрузка осадка из друк-фильтра вызывала значительные затруднения. [c.86] Количественные данные о силе связи осадка и фильтровальной перегородки позволяют выбрать наиболее рациональный способ его удаления и в какой-то мере оценить срок службы материала перегородки, определяемый ее прочностными свойствами. Для контроля сил адгезии и когезии осадков существуют специальные устройства, принцип действия которых основан на определении усилия сдвига отдельных слоев или всего осадка относительно фильтровальной перегородки. [c.86] Одно из таких устройств предложено Бардом и Смитом [65]. Оно состоит из фильтровальной ячейки и измерительного прибора. Фильтровальная ячейка представляет собой плоский фильтрующий диск с установленной на нем трубой, которая может свободно перемещаться вдоль поверхности диска. В трубу заливают суспензию, которую фильтруют через пористый материал, получая на диске осадок, ограниченный трубой. Затем специальный рычаг крышки трубы подсоединяют к тянущему устройству измерительного прибора и при постоянной скорости скольжения определяют усилие, необходимое для сдвига осадка на перегородке. Усилие сдвига, измеряемое пневматическим датчиком, записывают на круговой диаграмме. [c.86] Следует указать также на значительную неравномерность распределения сил когезии по слоям осадка. Сила, сжимаюшая слой под действием давления фильтрования, имеет максимальное значение на границе соприкосновения его с перегородкой и равна нулю на поверхности осадка. Таким же образом должна изменяться сила когезии, однако в начальный момент фильтрования скорость процесса значительно выше, что способствует образованию у перегородки более рыхлого слоя осадка. Поэтому зона максимального значения сил когезии между частицами должна находиться несколько выше плоскости раздела осадка и перегородки. Неравномерность распределения сил когезии по толщине осадка приводит к расслоению его при удалении под действием силы тяжести или при помощи ролика, что значительно затрудняет регенерацию перегородки. [c.87] Могут смываться лишь в отдельных местах перегородки, что уменьшает давление промывки и затрудняет регенерацию всей площади фильтрования. В этом случае наиболее эффективным способом регенерации является импульсная промывка. Между тем увеличение силы сцепления между частицами, например в волокнистых осадках, делает невозможной или затрудняет гидравлическую выгрузку их из рамных, патронных, неподвижных дисковых и некоторых других фильтров. Эффективный сброс таких осадков достигается под действием центробежных сил. [c.88] Вернуться к основной статье