ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Вибрационное фильтрование из "Вибрационная техника в химической промышленности" Вибрации в процессе фильтрования можно использовать непосредственно для разделения суспензий (вибрационное фильтрование) или при съеме осадка. В обоих случаях на фильтрующие элементы фильтров накладываются колебания, что приводит к снижению времени фильтрования или съема осадка. Вибрационное фильтрование пока не получило широкого применения. [c.105] В настоящее время ведутся исследования процессов фильтрования при воздействии вибрационного поля на суспензию, а также опытно-конструкторские работы по созданию экспериментальных образцов фильтров, реализующих такой процесс. Наряду с этим в некоторых промышленных конструкциях фильтровального оборудования, например, в листовых фильтрах, используется вибрационный съем осадка, поскольку другие способы механического съема технически трудно осуществимы. [c.105] Поскольку закономерности вибрационного фильтрования и съема осадка различны, рассмотрим их отдельно. [c.105] Исследование процесса вибрационного фильтрования грубодисперсных, бесструктурных суспензий с небольшой объемной концентрацией твердой фазы, выполненное Н. И. Веригиным и Е. В. Двинских [22], показало, что на пористой перегородке образуется слой виброожиженного осадка. Фильтрационное сопротивление осадка зависит от степени его виброожижения, пропорционально высоте слоя и возрастает с течением времени. Ими предложено описание кинетики периодического вибрационного фильтрования подобных суспензий при условии, что на пористую перегородку наложены гармонические колебания, нормальные к поверхности фильтрования в отсутствие внешнего давления. [c.106] Экспериментально установлено, что в процессе фильтрации при высоте слоя суспензии над фильтрующей перегородкой до 0,2 м и амплитудах ускорения более а=ж(2- 5) в диапазоне частот 200—400 с градиент концентрации твердой фазы над слоем осадка и в осадке равен нулю, а потери твердой фазы с фильтратом составляют не более 3—8 7о, т. е. ими можно пренебречь. [c.106] Знак минус в уравнениях для Q означает, что объем суспензии над пористой перегородкой с течением времени уменьшается. [c.107] Установлено, что проницаемость осадка k зависит не только от физико-химических свойств суспензий (эксперименты проводились и на других суспензиях, помимо указанных выше), но и от параметров вибрации. Последнее иллюстрируется рис. 3.11, на котором в полулогарифмической системе координат показана зависимость проницаемости k от интенсивности колебаний и частоты вибрации. Характерным является возрастание проницаемости с увеличением интенсивности вибрации, Причем при одинаковых значениях интенсивности, но разных частотах колебаний, большая проницаемость осадка будет при большей амплитуде вибраций, что обусловлено понижением степени ожижения осадка в подобном случае. [c.108] Вибрационный съем осадка. Этот способ съема осадка применяют преимущественно в герметичных фильтрах периодического действия с вертикально расположенными фильтрующими цоверхностями. У. Г. Шамсутдинов [23] проводил исследования физической сущности процесса вибросъема осадков с различными физико-механическими свойствами, исключая лишь осадки с механически слабой структурой (рассыпчатые), которые обычно на фильтрах с вертикальными фильтрующими элементами не обрабатываются. С использованием реологических методов анализировалось поведение слоя осадка на вибрирующей поверхности и влияние вибрационного воздействия на физико-механические характеристики осадка. В основу были положены экспериментальные зависимости деформация — время— напряжение для слоя осадка, к ним подбирали соответствующие реологические модели и уравнения состояния. [c.108] Эксперименты проводили на специальной установке, оснащенной вибрационным электродинамическим стендом ВЭДС-10А, устройством для динамического воздействия на осадок и приборами для регистрации деформации слоя осадка во времени. Отфильтрованный осадок целесообразно рассматривать не как совокупность отдельных частиц, а как сплошное тело, физико-механические свойства которого меняются при воздействии вибрации. В зависимости от свойств и поведения осадков при вибрационном воздействии можно различить три физические модели недеформируемые, упруговязкие деформируемые и вязкопластичные тиксотропныс. [c.109] Упруговязкая деформируемая модель осадка строится в соответствии с реологической моделью Кельвина — Фойгта (рис. 3.12,в,г). Частица осадка условно состоит из двух элементов первого, безынерционного, соединенного с фильтрующей поверхностью силой адгезии Q и второго, имеющего массу т. Упругие свойства осадка при деформациях моделируются пружиной, а вязкие — демпфером вязкого трения. Расположение инерционной силы, упругих и вязких элементов модели при продольной вибрации фильтрующих поверхностей показано на рис. 3.12, в. [c.110] При поперечных вибрациях условия вибросъема (3.1) и (3.2) имеют аналогичный характер. Установлено, однако, что при поперечной вибрации заметно проявляются тиксотропные явления и текучесть осадка. Этому случаю ближе соответствует Бязкопластическая модель осадка. [c.111] Последняя может быть представлена (рис. 3.12, г) в виде ряда параллельных монослоев, взаимным смещениям которых препятствуют силы пластического и вязкого сопротивления. Действия этих сил отображаются силами сухого трения между слоями и элементами вязкости — демпферами. [c.111] Для определения скорости движения каждого монослоя исходят из того, что первый монослой, прилегающий к фильтрующей поверхности, неподвижен, поскольку осадок приобретает текучесть до того, как созданы условия для его отрыва. Движение любого другого слоя в лаправлении его продольной оси описываются уравнениями динамики, связывающими ускорение слоя с касательными напряжениями т на его поверхности, и реологическим, устанавливающим связь этих напряжений с пластической вязкостью осадка т1пл и градиентом изменения скорости по высоте слоя. [c.111] Функцией вибрационного воздействия в рассматриваемом случае являются предел текучести и пластическая вязкость осадка, величины которых снижаются по мере увеличения интенсивности вибраций. Это иллюстрируют экспериментальные данные, полученные для пластической вязкости осадков различных суспензий (рис. 3.13) в зависимости от интенсивности частоты колебаний. Следует отметить, что эффективность вибрационного воздействия на снижение предела текучести и пластической вязкости для осадка заданного вида и влажности повышается при одной и той же величине виброускорения с уменьшением частоты колебаний, т. е. амплитуда колебаний оказывает решающее влияние на процесс разрушения структуры тиксотропного осадка. Таким образом, вибрация влияет на процесс съема вязкопластичного осадка через воздействие на его реологические параметры. [c.112] Все изложенные выше расчетные формулы справедливы для случая продольных колебаний фильтрующих поверхностей. Для поперечных колебаний их можно использовать, если допустимо считать фильтрующую поверхность абсолютно жесткой конструкцией, так как собственные поперечные колебания самой фильтрующей поверхности обычно снижают эффективность вибрационного воздействия. [c.112] В фильтрах с фильтрующими элементами больших размеров вибросъем осуществляют при продольной вибрации. [c.112] Фильтры с вибрационным съемом осадка. Промышленность выпускает листовые фильтры как с поперечным, так и с про-дольньш вибрационным воздействием на фильтрующие поверхности. [c.112] Фильтр листовой вертикальный автоматизированный с вибрационным съемом осадка ЛВАв 20К предназначен для разделения суспензии полиэфиров, а также других суспензий повышенной вязкости е применением намывного слоя и сухим съемом осадка [24]. [c.114] Этот фильтр (рис. 3.14) имеет такую же поверхность фильтрования, что и ранее рассмотренный, при значительно меньших габаритах. Корпус 1 фильтра — цилиндрический, вертикальный, снабжен рубашкой для обогрева. В нем на упругих резиновых опорах установлена траверса, к которой крепится фильтровальный пакет, состоящий из коллектора 2 и набора фильтровальных листов 4. Фильтровальные листы прямоугольные, они образованы каркасом специального профиля, внутри которого расположена дренажная и фильтровальная сетки, а также сифонная трубка. Отвод фильтрата верхний, через коллектор. На траверсе установлен вибровозбудитель 3, заключен ный в герметичный кожух. Днище фильтра коническое, снабжено поворотной заслонкой, управляемой от пневмопривода. Процесс фильтрования в основном аналогичен рассмотренному выше. Операции образования намывного слоя, фильтрования, слива суспензии, просушки и съема осадка автоматизированы. Регенерация фильтрующей перегородки также автоматизирована. [c.114] Вернуться к основной статье