ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Фильтрование в центрифугах с центробежной и шнековой выгрузкой осадка из "Центрифуги и сепараторы для химических производств" Из фильтрующих центрифуг непрерывного действия наибольшее распространение в химических производствах получили центрифуги со шнековой и пульсирующей выгрузкой осадка. Внедряются в химические производства центрифуги с инерционной выгрузкой осадка (центробежной и прецессионной). [c.89] Процессы разделения суспензий в центрифугах со шнековой и центробежной выгрузкой осадка имеют много общего, поэтому целесообразно рассмотреть их совместно. [c.89] Особенности разделения в этих центрифугах — кратковременность пребывания обрабатываемого продукта в роторе и малая толщина движущегося слоя осадка. Уплотнения осадка не происходит, так как при движении вдоль ротора слой осадка непрерывно разрыхляется и перемешивается. [c.89] Разработанная в начале 70-х годов физическая модель процесса тонкослойного центробежного фильтрования суспензий в центрифугах с центробежной выгрузкой осадка представлена на рис. 4-1 [98]. Конический ротор по длине разбит на три участка, на которых последовательно протекают три стадии центрифугирования, соответствующие трем периодам процесса центробежного фильтрования. При движении слоя жидкости на участке ротора 1 количество жидкости в результате фильтрования уменьшается от максимального в месте загрузки до нуля при завершении первого периода процесса. [c.89] В публикациях П. Г. Романкова, С. А. Плюшкина и И. Дье-ри впервые описаны все три стадии процесса, происходящего в фильтрующих центрифугах непрерывного действия. Полученные при этом расчетные уравнения не учитывают различия осевых скоростей движения жидкости и осадка по ротору центрифуги и изменения скорости движения жидкости. [c.89] При математическом описании этой физической модели, применительно к виброцентрифугам, учтено изменение скорости движения жидкости по длине ротора и ее отличие от скорости перемещения осадка [99]. [c.89] При аналитических исследованиях работы центрифуг с центробежной, вибрационной и шнековой выгрузкой движение осадка моделируется движением дискретной частицы. [c.89] Дальнейшим развитием физической модели движения осадка по коническому ротору явилась модель, использующая динамический напор исходного материала на входе в ротор для увеличения начальной меридианальной скорости частицы. Этот эффект достигается в результате применения торообразного питателя у меньшего основания конуса. В таком случае устойчивая выгрузка осадка достигается при угле трения ф1 больше угла наклона образующей ротора. При движении осадка по внутренней поверхности конического ротора сплошным слоем сила трения тормозит движение осадка, вследствие чего время пребывания осадка в роторе возрастает в 2...3 раза [100]. [c.90] В результате исследований центробежного фильтрования суспензий с объемной концентрацией менее 50%, проведенных в НИИхиммаше под руководством одного из авторов на центрифугах со шнековой выгрузкой осадка, выявлены некоторые новые закономерности процесса. [c.90] В начальной стадии процесса фильтрования отделение жидкой фазы практически не связано с увеличением толщины слоя осадка и соответствующим возрастанием сопротивления при фильтровании. В данном случае превалирующее влияние на процесс оказывает не сопротивление слоя осадка, который размывается поступающей в ротор суспензией, а сопротивление фильтрующей перегородки (сита). Поэтому для начальной стадии первого периода тонкослойного центробежного фильтрования вместо термина фильтрование е образованием осадка предложено применять термин напорное фильтрование [101]. [c.90] Вследствие малой толщины слоя осадка, а также его интенсивного разрыхления и перемешивания установить границы между зонами, соответствующими второму и третьему периодам процесса, практически невозможно. Экспериментально в роторах центрифуг со шнековой и центробежной выгрузкой осадка удается различить укрунненно только две зоны (рис. 4-2) напорного фильтрования и центробежного отжима. Граница этих зон нестабильна, особенно у шнековых центрифуг, в роторах которых на одном и том же участке поверхности сита могут протекать различные стадии процесса. [c.91] Для фильтрующей центрифуги со шнековой выгрузкой осадка характерны прорывы суспензии из зоны напорного фильтрования в зону центробежного отжима, которые происходят по зазору между шнеком и ротором. В местах прорывов суспензии, как и в зоне напорного фильтрования, обычно смывается слой осадка, находящегося на сите. Глубина прорывов зависит от производительности, содержания твердой фазы в суспензии, конструктивных параметров машины и свойств обрабатываемого продукта (главным образом гранулометрического состава твердой фазы). Аналогичная картина наблюдается и в центрифугах с центробежной выгрузкой осадка. [c.91] На рис. 4-4 приведена зависимость влажности осадка от производительности по исходной суспензии, полученная при )азделении суспензии полистирола на центрифуге ФГШ-15 102]. При увеличении подачи исходной суспензии от 100 до 350 кг/ч влажность осадка повышается незначительно (кривая 1) с увеличением подачи более 400 кг/ч резко возрастает влажность осадка, так как нарушается нормальный режим работы. При дальнейшем увеличении производительности в приемной камере появляется свободная жидкость. При производительности выше 700 кг/ч центрифуга работает в режиме захлебывания, во время которого в роторе устанавливается лишь одна зона — зона напорного фильтрования. [c.92] На основании результатов проведенных исследований мы предложили новую модель процесса тонкослойного центробежного фильтрования суспензий со среднезернистой твердой фазой и объемной концентрацией менее 50% в центрифугах с центробежной и шнековой выгрузкой осадка. Упомянутая физическая модель представлена на рис. 4-5. [c.92] Согласно предложенной модели ротор подразделяется на две зоны. В зоне I (зона напорного фильтрования) осадок отсутствует, он смывается потоком суспензии и отбрасывается в зону П. В зоне П накапливается осадок с объемной влажностью около 50%. Эта цифра принята на основании опытов по центрифугированию различных осадков в стаканчиковой центрифуге, которые показали, что пористость равна 0,5 и более. [c.92] В осадке, при котором осадок начинает двигаться вдоль ротора, постепенно освобождаясь от жидкости. [c.93] Пользуясь описанной моделью процесса, можно определить длину зоны напорного фильтрования и рассчитать параметры процесса, обеспечивающие наличие в роторе как бы гарантийной зоны осадка на поверхности сита. [c.93] Рассмотрим конический ротор, в котором зона напорного фильтрования ограничена координатами /н и 1. Принимаем, что жидкость, поступающая на сито при / = / , течет к широкому краю ротора в виде тонкой пленки с одновременным фильтрованием через сито, в результате чего толщина пленки непрерывно уменьшается. При достижении координаты 1 = 1х толщина жидкой пленки падает до нуля и напорное фильтрование жидкости прекращается [103]. [c.93] Скорость фильтрования жидкости через сито [уравнение (4.4)] находим из формулы (3.4), положив Fo = 0, Грт—го 8. [c.94] Вернуться к основной статье