Нутч-фильтр с рубашкой для нагрева

В данном варианте нижняя часть фильтра может опускаться и отводиться в сторону для легкой выгрузки продукта. Ножи для выравнивания осадка приводятся в действие пневматически и могут подниматься и опускаться.

Камерный фильтр-пресс

Камерный фильтрпресс по устройству аналоrичен плиточноpaмному. Основное отличие состоит в том, что чередующиеся плиты и рамы заменены плитами 1 (рис. 3.3), по конструкции несколько отличаЮЩИ­1ИСЯ от плит paMHoro фильтр­пресса. rладкая поверхность по краям каждой плиты приподнята над краями ребер 2 во впадинах (над дренирующей поверхностью), образуя борт. Между соседними плитами зажаты два листа фильтровальной ткани (две салфетки) 3 и 4. При сжатии плит вследствие деформации фильтровальной ткани в каждой паре плит образуется пространство (камера) а для осадка. Эти камеры иrрают ту же роль, что и полости рам paMHoro фильтр­пресса. Суспензия перетекает из камеры в камеру через отверстие в бобышке плиты. Каждая фильтровальная переrородка (салфетка) имеет отверстие, края KOToporo прижаты к плоскости бобышки уплотнительными втулками 5 или 6. Промывная жидкость и сжатый воздух подаются тем же путем, что и суспензия. Фильтрат отводится так же, как в рамном фильтрпрессе; возможен как общий, так и раздельный отвод фильтрата из плит. Блаrодаря отсутствию рам камерный фильтрпресс имеет меньшие размеры, чем рамный с той же поверхностью фильтрации. Малый объем пространства для осадка и значительное допускаемое давление объясняют большее удобство камерных фильтрпрессов по сравнению с рамными при обработке малоконцентрированных труднофильтруемых суспензий.

 

Центрифуги

Одним из распространенных промышленных способов разделения неоднородных жидких систем является центрифугирование. В центрифугах происходят процессы отстаивания и фильтрации в поле центробежных сил, поэтому центрифуги - это более эффективные машины для разделения неоднородных жидких систем, чем рассмотренные отстойники и фильтры.

По принципу действия центрифуги делят на отстойные и фильтрующие. Барабаны (роторы) отстойных центрифуг имеют сплошную, а фильтрующих - дырчатую (перфорированную) стенку, покрытую фильтровальной сеткой или тканью.

Фильтрующие центрифуги применяют для разделения сравнительно крупнодисперсных суспензий кристаллических и аморфных продуктов, промывки получающихся при этом осадков, а также отделения влаги от штучных материалов.

Отстойные центрифуги предназначены для разделения плохо фильтрующихся суспензий, а также для разделения суспензий по крупности частиц твердой фазы. Отстойные центрифуги иногда, в свою очередь, подразделяют на собственно отстойные, осветляющие, концентрирующие и разделяющие (или сепарирующие).

При вращении барабана центрифуги и находящегося в нем материала возникает центробежная сила. Величина центробежной силы, действующей на вращающееся тело массой m и весом G:

, (4.1)

где G - кгс; - окружная скорость, м/с; R-внутренний радиус барабана, м; g- ускорение свободного падения, м/с²; n- частота вращения барабана, об/мин.

При вращении тела весом G = 1 кгс , (4.2)

Одним из основных критериев оценки эффективности работы центрифуги является фактор разделения:

, (4.3)

где - угловая скорость барабана.

Фактор показывает, во сколько раз центробежное ускорение, развиваемое в данной центрифуге, больше ускорения свободного падения. Фактор разделения численно равен центробежной силе, возникающей при вращении тела весом G = 1 кгс.Чем больше фактор разделения, тем интенсивнее происходит процесс центрифугирования (исключение составляет центрифугирование легко сжимающихся осадков в фильтрующих центрифугах). Величина фактора разделения в современных центрифугах лимитируется условиями прочности и динамической устойчивости машины.

Однако фактор разделения Ф_р не является исчерпывающей характеристикой центрифуг и их способности к разделению неоднородных жидких систем. Для суждения об этой способности иногда используют параметр S, называемый индексом производительности центрифуги. Он определяется как произведение площади цилиндрической поверхности осаждения на фактор разделения:

, (4.4)

Параметр S - это важная характеристика разделяющей способности осадительных и фильтрующих центрифуг.

Главными факторами, определяющими выбор центрифуги, являются: для суспензий степень дисперсности твердой фазы, эффективная плотность (разность плотностей твердой и жидкой фаз) твердых частиц и их концентрация; для эмульсий стойкость эмульсии, обусловленная степенью раздробленности капель, одной жидкости в другой, вязкость дисперсионной среды и соотношение плотностей фаз.

При выборе центрифуги следует также учитывать коррозионные свойства отрабатываемого материала, его токсичность, огне и взрывоопасность (машины с открытым или закрытым кожухом), коэффициент трения, осадки и др.

Чем больше количество мелких твердых частиц в суспензии, тем соответственно больше их содержание в осветленной жидкости (фугате). Это относится в одинаковой мере к фильтрующим и отстойным центрифугам.

На работу центрифуг существенно влияет вязкость жидкой фазы. С увеличением этого параметра производительность центрифуги уменьшается, поэтому в некоторых случаях (когда это допустимо) для уменьшения вязкости жидкости прибегают к ее нагреву. Нагревание эмульсии приводит не только к уменьшению вязкости, но и снижению стойкости эмульсии и соответственно увеличению производительности центрифуги.

Чем больше эффективная плотность твердой фазы, тем выше может быть производительность отстойной центрифуги. При сепарировании эмульсий производительность машины возрастает с увеличением разности плотностей компонентов эмульсии. При центробежной фильтрации эффективная плотность твердой фазы практически не влияет на увеличение производительности.

Классификация центрифуг

Центрифуги классифицируют: 1) по величине фактора разделения; 2) по физической сущности процесса - осадительные и фильтрующие; 3) по характеру работы- периодические и непрерывные; 4) по расположению ротора; 5) по способу выгрузки осадка.

По фактору разделения промышленные центрифуги условно делят на: нормальные центрифуги с фактором разделения Ф_р<3500; скоростные или сверхцентрифуги с фактором разделения Ф_р> 3500.

По способу выгрузки осадка из барабана различают центрифуги с выгрузкой ручной, гравитационной, шнековой, ножами и скребками, пульсирующими поршнями и др. (рисунок 45).

I - суспензия; II - фугат; III - осадок

Рисунок 45 -Способы выгрузки осадка.

По конструкции опор и расположению оси барабана центрифуги делят на подвесные вертикальные (на колонках), вертикальные стоячие (с подпертым валом), горизонтальные, наклонные (рисунок 46).

1	2	3

 

1 - вал подперт в жестких опорах; 2 - вал, подпертый с упругой опорой; 3 - висячий вал с верхним креплением опор; 4 - вал, подвешенный на колоннах; 5 - горизонтальное крепление вала в жестких опорах; 6 - консольное крепление ротора.

Рисунок 46 - Схемы расположения ротора и крепления валов роторов.

По организации процесса разделяют периодически и непрерывно действующие центрифуги.