Фильтрование с образованием осадка и скорости

Уравнения фильтрования иод действием перепада давления. Рассмотрим процесс фильтрования с образованием осадка. Скорость фильтрования w определяют как производную объема фильтрата по времени т, отнесенную к поверхности фильтрования S [c.233]

Расчет средней скорости фильтрования в случае протекания процесса разделения с образованием осадка базируется на уравнении Рута—Кармана [c.85]

Процесс фильтрования с образованием осадка на практике встречается чаще, чем фильтрование с закупориванием пор. По достижении установленной толщины слоя осадка его снимают с фильтровальной перегородки различными механическими устройствами или отделяют от нее обратным потоком фильтрата. Чтобы предотвратить появление мутного фильтрата в первый момент последующего цикла фильтрования, при снятии осадка механическими устройствами на фильтровальной перегородке иногда оставляют тонкий слой твердых частиц. С той же целью фильтрование в некоторых случаях начинают лри небольшой, постепенно возрастающей разности давлений и приблизительно постоянной скорости процесса, а затем переходят к фильтрованию при постоянной разности давлений и постепенно уменьшающейся скорости процесса. [c.14]

Оседание твердых частиц под действием силы тяжести по-разному сказывается на скорости образования осадка в зависимости от взаимного расположения направлений силы тяжести и движения жидкости при фильтровании. Если эти направления совпадают, например при фильтровании на горизонтальном путче, то скорость образования осадка будет увеличиваться по мере возрастания способности твердых частиц к оседанию. Если указанные направления противоположны, как, например, при фильтровании на обычном вращающемся барабанном вакуум-фильтре, то образование осадка может замедляться, по мере увеличения способ- [c.15]

Закономерности процессов фильтрования с образованием осадка и закупориванием пор перегородки исследовали на основе уравнений движения двухфазных систем, используя статистические концепции потоков [6]. При этом каждая дискретная фаза представлена в виде некоторой фиктивной сплошной среды с применением вероятностного осреднения характеристик флз. В частности, получены уравнения фильтрования с образованием несжимаемого осадка при постоянной разности давлений и постоянной скорости процесса. Эти уравнения отличаются от соответствующих им соотношений (11,6) и (11,9) иным выражением постоянных Го и Хо, что требует уточнения. [c.30]

Рассмотрим аналитически полученные уравнения, описывающие фильтрование с закупориванием пор при постоянной разности давлений и постоянной скорости процесса, а также сопоставим их с уравнениями, описывающими фильтрование с образованием осадка. [c.89]

Физические модели этих процессов имеют коренное отличие от физической модели процесса фильтрования с образованием осадка. Фильтрование с полным или постепенным закупориванием пор перегородки прекращается в момент достижения предельного объема фильтрата и уменьшения скорости процесса до нуля. Такой момент соответствует закупориванию всех пор, причем каждая пора закрывается одной или несколькими частицами. Фильтрование с образованием осадка теоретически не прекращается при безграничном увеличении объема фильтрата и асимптотическом приближении скорости процесса к нулю, так как поры перегородки остаются открытыми. [c.100]

Все теоретически выведенные уравнения для процессов фильтрования с закупориванием пор, помещенные в табл. 1, включают только три переменные величины — объем фильтрата, продолжительность процесса и скорость фильтрования — и два постоянных параметра — начальную скорость фильтрования и коэффициент пропорциональности. Эти параметры соответствуют удельному сопротивлению осадка и сопротивлению перегородки в уравнениях для процессов с образованием осадка. Они объединяют действие [c.113]

Для процесса фильтрования при постоянной разности давлений, сопровождающегося образованием несжимаемого или сжимаемого осадка, удельное сопротивление его будет постоянным. Для процесса фильтрования при постоянной скорости, сопровождающегося образованием несжимаемого осадка, его удельное сопротивление будет, конечно, также постоянным в случае сжимаемого осадка его удельное сопротивление возрастает с увеличением разности давлений. [c.117]

Влияние концентрации суспензии на удельное сопротивление осадка исследовано путем сопоставления результатов расчета по уравнению фильтрования и экспериментальных данных, полученных при разделении водных суспензий карбонатов кальция и магния на барабанном фильтре диаметром 30 см [207]. Обнаружено, что увеличение скорости образования осадка при повышении концентрации суспензии в опытах происходит значительно интенсивнее по сравнению с результатами расчета по уравнению. Это объяснено тем, что при повышении концентрации суспензии пористость осадка возрастает, а его удельное сопротивление соответственно понижается это не отражено в уравнении фильтрования. Установлено, что при См более 0,2 кг-кг- скорость образования осадка пропорциональна с2, причем для осадка карбоната кальция л = 2,36 и для осадка карбоната магния я=3,64. [c.189]

На рис. V-3 изображена зависимость средней скорости образования осадка Woe в течение 30 с (в пересчете на массу твердых частиц) от времени Тк, прошедшего между операциями агрегации и фильтрования. Эта зависимость показывает, что процесс пептизации сначала происходит очень быстро, а затем постепенно замедляется. [c.194]

Рис. У-З. Зависимость средней скорости образования осадка ХУ -от времени Тк, прошедшего между операциями агрегации и фильтрования.

На основании опытов установлено, что при разделении суспензии с постепенным образованием слоя осадка и фильтровании растворов электролита через слой заранее полученного и предварительно взмученного осадка скорость фильтрования при изменении концентрации электролита изменяется во много раз. Аналогичная закономерность наблюдалась при фильтровании растворов электролита, концентрация которых уменьшается от опыта к опыту, через слой заранее полученного осадка без его предварительного взмучивания. Однако при фильтровании растворов электролита, концентрация которых увеличивается от опыта к опыту, через слой предварительно полученного осадка без его взмучивания найдено, что скорость фильтрования не изменяется при изменении величины дзета-потенциала от —4,0 до —24,8 мВ. Этим закономерностям дано такое объяснение. [c.200]

Относительная скорость фильтрования. % при образовании осадка первая ступень 60 100 135 153 [c.156]

С учетом приведенных в работе [69] зависимостей можно по казать, что для фильтрования, протекающего при постоянной скорости с образованием осадка, справедливо выражение (9.5), а для фильтрования, протекающего в условиях с постепенным закупориванием пор, — выражение (9.6) [c.276]

В технологии важны скорости осаждения и фильтрования, влажность осадка, зависящая, главным образом, от размера частиц, удельной поверхности и плотности, а также от степени гидратации (сольватации) и набухания частиц [30]. Образование [c.100]

При работе с суспензиями с баллом фильтруемости 5 (как правило, эти суспензии содержат >25% твердой фазы, имеют незначительную вязкость жидкой фазы и размер частиц твердой фазы до 0,1 мм) целесообразно их предварительное сгущение методом отстаивания с последующим фильтрованием на различных вакуум-фильтрах. Для суспензий с фильтруемостью 4 и 3 балла (обычно они содержат 1—25% твердой фазы с размерами частиц <0,01 мм) можно использовать фильтры, работающие под вакуу-мом без предварительного сгущения. Однако для суспензий с баллом фильтруемости 3 удельная производительность вакуум-фильтров резко падает, и более рационально использование фильтров, работающих под давлением. Для всех трех групп суспензий могут быть применены как фильтры непрерывного действия, так и периодического. Конкурентноспособным оборудованием для разделения суспензий с баллом 4 являются центрифуги. Для фильтрования суспензий с баллом фильтруемости 2 (характерная особенность — низкая концентрация твердой фазы — до 5% при размерах частиц 5 — 10 мкм) можно рекомендовать фильтры периодического действия, так как скорость образования осадка при использовании.фильтров непрерывного действия мала для получения необходимой минимальной его толщины за сравнительно короткий период фильтрования. С целью повышения удельной производительности часто используют фильтры, работающие под давлением. [c.215]

Экспериментальное исследование процессов центробежного фильтрования показывает (рис. 4-2), что скорость фильтрования изменяется во времени. Характер иаменения скорости позволяет разделить процесс иа три периода 1) образование осадка (собственно фильтрование), 2) уплотнение осадка и 3) механическая сушка осадка, или отжим. [c.70]

Фильтрование с образованием осадка наиболее часто проводится при постоянном давлении, так как этот режим процесса прост и удобен в практическом отношении. Однако при проведении процесса под постоянным давлением скорость фильтрования с увеличением слоя осадка будет уменьшаться (стр. 255). Для поддержания постоянной скорости фильтрования приходится увеличивать перепад давления на фильтре по мере протекания процесса. В некоторых случаях фильтрование проводят при постоянной скорости, например в фильтрпрессах (стр. 259). [c.252]

В поры фильтровальной перегородки и задерживаются в них. При этом на поверхности фильтровальной перегородки почти не образуется слоя осадка. В таком процессе, называемом фильтрованием с закупориванием пор, по мере задержки все большего количества твердых частиц в порах фильтровальной перегородки ее сопротивление быстро возрастает и скорость фильтрования уменьшается. Поэтому фильтрования с закупориванием пор стремятся избежать, однако на практике фильтрование иногда протекает с частичной закупоркой пор возможно также сочетание процессов фильтрования с образованием осадка и с частичным закупориванием пор. [c.253]

Как видно из уравнений (8-25) и (8-31), сопротивление 7 по мере образования осадка и увеличения его толщины возрастает, а скорость фильтрования уменьшается. Перепишем уравнение (8-31) в дифференциальной форме и подставим вместо / его значение по формуле (8-30). Тогда [c.255]

В случае сильно сжимаемых осадков происходит быстрое образование осадка с низкой проницаемостью. Скорость фильтрования при этом резко падает и производительность цикла понижается. Чтобы предотвратить такие явления, к исходной суспензии подмешивают фильтрующие добавки , например инфузорную землю. В осадке образуется твердый несжимаемый скелет, благодаря которому предотвращается сдавливание осадка и увеличивается, таким образом, производительность фильтрования. [c.153]

Результатом испытаний на фильтрацию является определение скорости фильтрации с точки зрения образования отжатого осадка либо потока фильтрата и эффективности фильтрования и промывки с точки зрения прозрачности фильтрата и задержки жидкости в отфильтрованном осадке. В случае применения фильтрования на ленточных фильтрах толщина образовавшегося осадка покажет скорость образования осадка в вакуумных системах. Низкое влагосодержание влаги в осадке существенно снижает расходы на последующую сушку. [c.241]

Образование осадков является сложным физико-химическим процессом, закономерности протекания которого раскрыты не полностью. Образование незагрязненных крупнокристаллических осадков является необходимым условием получения точных результатов в гравиметрическом анализе. Крупнокристаллические осадки получаются более чистыми, чем мелкокристаллические или аморфные, так как имеют менее развитую поверхность и поэтому адсорбируют меньше примесей и, кроме того, крупнокристаллические осадки легко фильтруются. Мелкокристаллические осадки могут забивать поры фильтра и тогда скорость фильтрования падает практически до нуля. Таким образом, для получения чистых, легко фильтрующихся осадков необходимо предусмотреть условия осаждения, при которых образуются крупные кристаллы. [c.146]

Как видно из табл. УП1.9, при длительном фильтровании (до 4т) в условиях закупоренных пор скорость фильтрации аУф снижается в 8—16 раз по сравнению со скоростью фильтрации с образованием осадка без закупоривания пор. [c.512]

В производственной практике наиболее часто встречается фильтрование с образованием осадка. В этом случае в любой момент времени сопротивление фильтрованию складывается из сопротивления фильтрующей перегородки р и сопротивления осадка. Последнее увеличивается пропорционально толщине осадка б и его удельному сопротивлению ov- Тогда мгновенная скорость фильтрования с учетом уравнений (2.7) и (2.8) [c.39]

При малой скорости разделения суспензий [Уср<0,17- 10 mV(m - )], что сопряжено со значительной длительностью эксперимента, удельный объем пробы V должен обеспечить возможность образования осадка толщиной не менее 0,5-10 м. Полученный в процессе разделения суспензии осадок при необходимости промывают до заданного качества, а затем продувают в течение 5 мин. Во время эксперимента определяют данные, необходимые для расчета величин Ь, V o, бо, гпо, вл, Кпр-Для быстрофильтрующих суспензий [Уср>0,3-10- и Ци - с)] при ограниченном объеме пробы, отбираемой для проведения опыта, определение фильтрационных характеристик по кинетике фильтрования затруднено. В связи с этим проводят не менее пяти экспериментов по разделению различных объемов суспензии, фиксируя в каждом конечный удельный объем фильтрата V и время его получения т длительность промывки Тпр толщину б и массу Шос осадка, обезвоженного в течение пяти минут массу сухого осадка гпс.ос-По результатам опытов находят параметры V o и Ъ аналитически из системы уравнений [c.203]

Капиллярно-адсорбционный метод, или, как его называют, капельный анализ , основан на использовании для целей анализа капиллярных и адсорбционных явлений в волокнах фильтровальной бумаги. Так как адсорбция волокнами фильтровальной бумаги, а также скорость диффузии по капиллярам различных ионов неодинаковы, то при нанесении капли раствора на фильтровальную бумагу происходит накопление и разделение ионов по концентрическим зонам, где те или другие ионы затем могут быть обнаружены чувствительными и специфическими реакциями. Белый цвет бумаги дает возможность легко замечать цветные продукты реакции. Если образующееся вещество мало растворимо, оно задерживается в капиллярах бумаги в виде пятна, растворимые же продукты двигаются дальше. Поэтому при выполнении капельных реакций, ведущих к образованию осадка, происходит одновременно и процесс фильтрования, при котором фильтрат собирается вокруг пятна, образованного осадком. В случае необходимости в этой краевой зоне ноны могут быть открыты прибавлением надлежащих реактивов. Это ценное свойство фильтровальной бумаги позволяет в не- [c.50]

Процесс разделения суспензий в фильтрующих центрифугах называют центробежным фильтрованием. При этом могут последовательно выполняться операции фильтрования с образованием осадка, промывки и отжима его с целью уменьшения влажности и удаления осадка. В аппарате под действием центробежных сил частицы более тяжелой фазы стремятся к периферии барабана ротора. Интенсивность процесса центробежного осаждения по сравнению с гравитационным осаждением оценивают фактором разделения Кц, представляющим собой отношение действующих на осаждающуюся частицу центробежной силы и силы тяжести или соответствующих ускорений = oV/g = гл /900, где со — угловая скорость, рад/с г — радиус враще- [c.202]

Как следует из основного уравнения (П,5) с учетом равенств (П,3) и (П,8), скорость фильтрования тем выше, чем меньше толщина слоя осадка, и при Лос = 0 величина максимальна. При непрерывном удалении с перегородки образующегося осадка производительность фильтра существенно возрастает. Известен ряд фильтров, в которых предотвращается образование осадка на перегородке в различных гидродинамических условиях. Такие фильтры не получили в настоящее время широкого промышленного применения и закономерности происходящих в них яроцессов изучены не полностью. Однако они потенциально интересны в теоретическом и практическом ашектах. Рассмотрим в общих чертах действие фильтров разной конструкции. [c.53]

Чем больше скорость оседания твердых частиц по сравнению со скоростью фильтрования, тем благоприятнее уловия для образования сводиков. Увеличение концентрации твердых частиц в суспензии также способствует накоплению твердых частиц в застойных зонах с последующим образованием сводиков. Таким образом, по мере увеличения скорости оседания твердых частиц и повышения их концентрации в суспензии создаются все более благоприятные условия для фильтрования с образованием осадка при уменьшении скорости оседания и концентрации создаются все более благоприятные условия для фильтрования с постепенным закупориванием пор. [c.106]

Установлеио, что оседание сферических частиц под действием силы тяжести начинается на нижних поверхностях горизонтальных щелей при скоростях суспензии, меньших некоторого определенного значения. При уменьшении поперечного сечения горизонтальной щели вследствие отложения в ней частиц скорость жидкости возрастает выше упомянутого значения, отложение частиц прекращается и устанавливается стационарное состояние. В случае угловатых частиц происходит полное закупоривание некоторых щелей. Наиболее склонны к закупориванию верхние щели модели. При увеличении размера частиц наблюдается образование осадка. На основании полученных экспериментальных результатов выполнен теоретический анализ процесса фильтрования с постепенным закупориванием пор и получены уравнения для определения падения давления и концентрации твердых частиц. [c.112]

Исследована структура осадков песка с размером частиц около 600 мкм методом оптического сканирования микрошлифов [187]. Осадки получены на обычном фильтре диаметром 90 мм и на фильтре с поршнем диаметром 75 мм в качестве жидкой фазы использована эпоксидная смола с вязкостью 1,4 Н-с-м- . В опытах на обычном фильтре осадки образованы путем фильтрования при постоянной скорости под давлением сжатого воздуха и путем седиментации. В экспериментах на фильтре с поршнем осадок образован двумя способами разделением суспензии песка в эпоксидной смоле под вакуумо.ч с последующим механическим сжатием осадка поршнем (влажный осадок) сжатием поршнем сухих частиц песка с последующим фильтрованием смолы через осадок (сухой осадок). По окончании опытов через осадок фильтровалось вещество, полимери-зующее смолу, твердые осадки разрезались алмазной пилой в продольном и поперечном направлениях, шлифовались алмазной пастой и шлифы исследовались. Установлена разница в структуре осадков, полученных при обычном фильтровании, седиментации и на фильтре с поршнем. Отмечено, что влажный осадок, полученный на фильтре с поршнем, существенно отличается по своей структуре от осадка, полученного на обычном фильтре при одинаковой разности давлений. Возможность использования результатов опытов на фильтре с поршнем для практических расчетов поставлена под сомнение. Значение приведенного исследования состоит в том, что в опытах на обычном фильтре и на фильтре с поршнем было устранено влияние многих искажающих факторов, поскольку изучался по существу чисто гидродинамический процесс с использованием достаточно крупных частиц округлой формы. [c.182]

Процесс на фильтре, где направления действия силы тяжерти и движения фильтрата совпадают, при постоянной скорости фильтрования также состоит из двух стадий в течение первой стадии, протекающей при постоянном отнощении объема осадка к объему фильтрата, происходит расслаивание суспензии с образованием слоя чистой жидкости и разделение суспензии при помощи фильтровальной перегородки с образованием осадка на второй стадии протекает фильтрование чистой жидкости сквозь слой осадка постоянной толщины. [c.332]

Из других факторов, ограничивающих целесообразность использования барабанных вакуум-фильтров, следует отметить высокую скорость осаждения твердых частиц суспензии, при которой происходит интенсивное ее сгущение на дне корыта, а также малую скорость образования осадка при работе с разбавленными или тонкодисперсными суспензиями, не позволяющими получить осадок толщиной >5 мм за время прохождения участка фильтровальной ткани через зону I (зону фильтрования). Фильтры, выпускаемые отечественным машиностроением, преимущественно оборудованы ножевым устройством для съема осадка. Все детали барабанного вакуум-фильтра ВШП1-1, соприкасающиеся с перерабатываемым продуктом, изготовлены из поливинилхлорида или покрыты кислотостойкой резиной. Фильтр пригоден для применения в различных катализаторных производствах с относительно невысокой мощностью. При поверхности фильтрования 1 м производительность фильтра по фильтрату составляет 100—4000 л/(м2-ч), а по сухому веществу 50—100 кг/(м -ч) влажность осадка равна 40—80%. [c.221]

При любых условиях для образования осадка МеА сливают растворы электролитов, содержащих, кроме реагирующих ионов Мб" и А , еще какие-то прстисоионы. Пусть, например, для образования осадка МеА сливают растворы солей МеХ и YA, где X — анион соли МеХ, а Y — катион соли YA, Очевидно, если необходимо устранить действие иопов, содержащихся во взятых электролитах (т. е. в данном случае ионов Х или Y+), желательно выбрать определенный порядок и скорость сливания растворов, Кристаллические осадки получаются в виде крупных частиц, более удобных для отделения фильтрованием при медленном осаждении. Поэтому, если желательно уменьшить соосаждение анионов Х , следует к раствору соли YA медленно приливать раствор соли МеХ, так как в этом случае осадок образуется при избытке анисков А . Если необходимо уменьшить соосаждение катионов Y +, следует к раствору соли МеХ медленно прибавлять соль YA, так как в растворе МеХ, содержащем вначале много катионов Ме +, соосаждение катионов Убудет сильно уменьшаться. [c.67]

В заключение дадим несколько практических рекомендаций по выбору режима фильтрования с применением ФВВ. Необходимо учитывать, что уменьшение скорости фильтрования освет-, ляемой суспензии обычно сопровождается уменьшением мутности фильтрата. Поэтому качество фильтрата следует анализировать во времени. Может оказаться, что средняя проба фильтрата соответствует допустимой норме, в то время как в первый момент наблюдался значительный унос. Возможен вариант, когда первые порции фильтрата возвращаются на дофильтровывание. Увеличение толщины намывного слоя дает эффект да определенного предела. Добавляя Ф.ВВ в осветляемую суспензию, преследуют цель изменить вид фильтрования и проводить процесс с образованием осадка. При этом следует воспользоваться сведениями, изло.женными во второй главе, и обработать данные кинетики фильтрования в координатах Ig V — gx либо- [c.189]

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]

Фильтрование суспензии производится на фильтрпрессе с 12 рамами площадь рамы составляет 0,1 толщина ее равна 25 лш. В течение первых трех минут давление фильтрования постепенно увеличивается до конечного значения в 4 кПсм , причем скорость фильтрования поддерживается постоянной. После начального периода фильтрование проводится при постоянном давлении и по истечении следующих 15 мин завершается образованием осадка. Затем следует в течение 10 мин промывка осадка водой при давлении 3 кПсм по способу полной промывки. Требуется определить объем фильтрата и необходимое количество воды для промывки. [c.154]

В фильтрах непрерывного действия, работающих обычно при Ар onst, нужно, наоборот, стремиться к удалению осадка при возможно меньшей толщине его, часто чередуя активные и вспомогательные операции. В барабанных, дисковых и ленточных фильтрах короткие рабочие циклы осуществимы путем увеличения скорости перемещения фильтровальной перегородки. Однако рост этой скорости ограничивается трудностью удаления чрезмерно тонких слоев осадка и возможностью их смывания при промывке. Наименьщая допускаемая толщина слоя осадка в указанных фильтрах зависит от его физических свойств (влажность, прочность, липкость) и колеблется на практике в пределах 4—12 мм. Из уравнения (V.20a), принимая Ra = О, следует, что объем фильтрата, приходящийся на 1 м поверхности фильтра, пропорционален VТф. где Тф — продолжительность операции фильтрования с образованием осадка допускаемой толщины. Если барабанный или дисковый фильтр состоит из т ячеек, из которых т фильтровальных и /Пп промывных, то продолжительность полного рабочего цикла составит Тц = [(Тф + х,)т]1 т + та), где Тц — продолжительность операции промывки осадка. [c.257]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология