Смешение и перемешивание неоднородных систем

Смешение твердых (сыпучих) материалов по существу представляет собой гидродинамический процесс и проводится в специальных аппаратах (смесителях, смесовых барабанах). Конструкции данных аппаратов зависят в основном от метода смешения и физико-химических свойств компонентов, от требуемого качества, эффективности и интенсивности смешения.

При переработке суспензий, эмульсий и прочих гетерогенных растворов применяется перемешивание. Посредством перемешивания достигается тесное соприкосновение частиц и непрерывное обновление поверхности взаимодействия веществ. Наиболее распространенным способом перемешивания в жидких средах является механическое перемешивание при помощи мешалок, снабженных лопастями той или иной формы (лопастные – с плоскими лопастями, пропеллерные – с винтовыми лопастями, турбинные, специальные), функционирующих в тихоходном и быстроходном режимах.

Рис. 2.17. Смесовой барабан:

1 – корпус, 2 – опорный ролик, 3 – спирали, 4 – полка, 5 – шнек

Рис. 2.18. Типы мешалок:

а – якорная мешалка, б – рамная мешалка, в – листовая мешалка

Рис. 2.19. Двухвальный противоточный смеситель:

1 – корпус, 2, 3 – лопастные валы, 4 – разгрузочное отверстие

Рис. 2.20. Устройство

мешалок:

а – барабанная мешалка,

б – дисковая мешалка

Рис. 2.21. Турбинные мешалки:

а – открытая с прямыми лопатками, б – открытая с криволинейными лопатками, в – открытая с наклонными лопатками, г – закрытая с направляющим аппаратом

Рис. 2.22. Двухвальный смеситель с Z-образным валом:

а – общий вид, б – конструкция Z-образного смешивающего вала; 1 – корпус, 2 – вал

Рис. 2.23. Шнековый смеситель

С Т-образными лопастями

Рис. 2.24. Лопастной вал ленточного смесителя:

1 – стержень, 2 - лента

Рис. 2.25. Смеситель с псевдоожижением материала вращающимся ротором:

1 – корпус, 2 – вал, 3 – верхний диск, 4 – нижний диск

Рис. 2.26. Смеситель

с вращающимся конусом:

1 – корпус, 2 – вал, 3 – конус, 4 – окно, 5 – лопастная мешалка, 6 – рама, 7 - тормоз

Отстаивание

Отстаивание является разновидностью осаждения взвешенных в жидкости или газе жидких или твердых частиц под действием силы тяжести. Отстаивание (сгущение) широко применяется для первичного разделения неоднородных систем в сооружениях очистки сточных вод и в технологиях обезвоживания. Данный процесс осуществляется главным образом в отстойниках или сгустителях, весьма разнообразных по своим конструкциям и типоразмерам (горизонтальные, вертикальные, радиальные, многоярусные, периодические и непрерывные).

В природоохранных технологиях сооружения для отстаивания сточных вод подразделяются на первичные (предварительное гравитационное осаждение взвешенных частиц) и вторичные (осаждение активного ила после биологической очистки). В стадию первичного отстаивания также входят процеживание очищаемой воды через решетки для грубой очистки, удаление всплывающих веществ и эмульсий в нефтеловушках и жиросборниках.

Рис. 2.27. Виды решеток с граблями

для предварительного процеживания сточной воды:

а, б, в – решетки; 1 – решетка, 2 – бесконечная цепь, 3 – грабли

Рис. 2.28. Горизонтальный отстойник:

1 – лоток, подводящий воду, 2 – распределительный лоток, 3 – скребковый механизм, 4 – поворотная труба с щелевидными прорезями для удаления плавающих веществ, 5 – сборный лоток, 6 – отводящий трубопровод осветленной воды, 7 – камера плунжерных насосов, 8 – трубопровод для удаления плавающих веществ, 9 – трубопровод для аварийного сброса, 10 – трубопровод активного ила, 11 – трубопровод для опорожнения, 12 – трубопровод сырого осадка

Рис. 2.29. Тонкослойная

нефтеловушка:

1 – вывод очищенной воды, 2 – нефтесборная труба, 3 – перегородка, 4 – плавающий пенопласт, 5 – слой нефти, 6 – ввод сточной воды, 7 – секция из гофрированных пластин, 8 - осадок. Потоки: I – вывод осадка

Рис. 2.30. Одноярусный радиальный первичный отстойник:

1 – илоскреб, 2 – подводящий трубопровод, 3 – распределительная чаша, 4 – трубопровод сырого осадка, 5 – жиросборник, 6 – насосная станция сырого осадка, 7 – отводящий трубопровод

Рис. 2.31. Отстойник полунепрерывного действия с наклонными перегородками:

1 – корпус, 2 – наклонные перегородки, 3 – бункера. Потоки: I – суспензия, II – осветленная жидкость

Рис. 2.32. Аппарат для разделения