Технология защиты окружающей среды (теоретические основы). Ветошкин А.Г - 214 стр.

UptoLike

Рубрика: 

- при подаче поршневым или центробежным насосомдо 5·10
5
Па;
- под гидростатическим давлениемдо 5·10
4
Па.
Процесс фильтрования проводят с образованием осадка на поверхности
фильтрующей перегородки или с закупоркой пор фильтрующей перегородки.
Фильтрование с образованием осадка наблюдается при достаточно вы-
сокой концентрации твердой фазы в суспензии (более 1% объемн.).
Фильтрование с закупориванием пор фильтрующей перегородки назы-
вают
осветлением, оно происходит при концентрации твердой фазы менее
0,7 объемн.%
При разделении суспензий с небольшой концентрацией тонкодисперси-
рованной твердой фазы часто применяют фильтровальные
вспомогательные
вещества
препятствующие прониканию твердых частиц в поры фильтро-
вальной перегородки. В качестве вспомогательных веществ используют тон-
кодисперсные или тонковолокнистые материалы: диатомит, перлит, асбест,
целлюлозу, активированный уголь, древесную муку.
При добавлении вспомогательного вещества к разделяемой суспензии
концентрация твердых частиц в ней увеличивается, что предотвращает заку-
поривание пор фильтрующей перегородки.
Уравнения фильтрования.
Фильтрование протекает в ламинарном режиме вследствие небольшого
размера пор в слое осадка и фильтровальной перегородки, а также малой
скорости движения жидкой фазы в порах. Скорость фильтрования в общем
случае выражают в дифференциальной форме
τ
d
S
dV
w
ф
=
, (6.4)
где
Vобъем фильтрата, м³; Sповерхность фильтрования, м²; τ - продол-
жительность фильтрования, с.
Скорость фильтрования прямо пропорциональна разности давлений, но об-
ратно пропорциональна вязкости жидкой фазы и общему гидравлическому
сопротивлению слою осадка и фильтрующей перегородки:
d
V/(S
.
dτ) = ΔP/[μ
0
(R
ос
+ R
фп
)] (6.5)
где
ΔРразность давлений, Па; μ
0
вязкость жидкой фазы суспензии, Па
.
с;
R
ос
сопротивление слоя осадка, м⎯¹; R
фп
сопротивление фильтрующей пе-
регородки м⎯¹.
Объем осадка можно выразить через высоту слоя осадка
h
ос
, а также че-
рез отношение объема осадка к объему фильтрата
х
о
:
h
oc
·S = х
о
·V, (6.6)
откуда толщина осадка составит
h
oc
= x
o
S
V
(6.7)
Сопротивление слоя осадка равно
     - при подаче поршневым или центробежным насосом – до 5·105 Па;
     - под гидростатическим давлением – до 5·104 Па.
     Процесс фильтрования проводят с образованием осадка на поверхности
фильтрующей перегородки или с закупоркой пор фильтрующей перегородки.
     Фильтрование с образованием осадка наблюдается при достаточно вы-
сокой концентрации твердой фазы в суспензии (более 1% объемн.).
     Фильтрование с закупориванием пор фильтрующей перегородки назы-
вают осветлением, оно происходит при концентрации твердой фазы менее
0,7 объемн.%
     При разделении суспензий с небольшой концентрацией тонкодисперси-
рованной твердой фазы часто применяют фильтровальные вспомогательные
вещества препятствующие прониканию твердых частиц в поры фильтро-
вальной перегородки. В качестве вспомогательных веществ используют тон-
кодисперсные или тонковолокнистые материалы: диатомит, перлит, асбест,
целлюлозу, активированный уголь, древесную муку.
     При добавлении вспомогательного вещества к разделяемой суспензии
концентрация твердых частиц в ней увеличивается, что предотвращает заку-
поривание пор фильтрующей перегородки.
                           Уравнения фильтрования.
     Фильтрование протекает в ламинарном режиме вследствие небольшого
размера пор в слое осадка и фильтровальной перегородки, а также малой
скорости движения жидкой фазы в порах. Скорость фильтрования в общем
случае выражают в дифференциальной форме
                  dV
           wф =         ,                                    (6.4)
                 S ⋅ dτ
где V – объем фильтрата, м³; S – поверхность фильтрования, м²; τ - продол-
жительность фильтрования, с.
Скорость фильтрования прямо пропорциональна разности давлений, но об-
ратно пропорциональна вязкости жидкой фазы и общему гидравлическому
сопротивлению слою осадка и фильтрующей перегородки:
          dV/(S.dτ) = ΔP/[μ0(Rос + Rфп)]                     (6.5)
где ΔР – разность давлений, Па; μ0 – вязкость жидкой фазы суспензии, Па.с;
Rос – сопротивление слоя осадка, м⎯¹; Rфп – сопротивление фильтрующей пе-
регородки м⎯¹.
     Объем осадка можно выразить через высоту слоя осадка hос, а также че-
рез отношение объема осадка к объему фильтрата хо:
             hoc·S = хо·V,                                (6.6)
откуда толщина осадка составит
            hoc = xo ⋅ V                                 (6.7)
                      S
    Сопротивление слоя осадка равно