Изучить материал лекции, самостоятельно рассмотреть и проработать более детально процессы обезвоживания ПИ

ЛЕКЦИЯ №18.

ПРИМЕНЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ СГУСТИТЕЛЕЙ И ПРИНЦИП ИХ РАБОТЫ. МЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ФИЛЬТРОВАНИЯ.

Цель: Изучение процессов сгущения и фильтрования. Изучение оборудования, применяемого для сгущения и фильтрования.

План:

Сгущение и применение сгустителей.

Фильтрование. Механическое оборудование для фильтрования.

Ключевые слова: сгущение, осаждение твердых частиц, сгустители-фильтры, сгустители, одноярусные, многоярусные, применение, фильтрование, фильтрпресс, Нутч-фильтр, барабанный фильтр, способы фильтрования, листовой фильтр.

1. Сгущение – процесс осаждения твердых частиц их мелкозернистых (размером менее 0,5 мм) пульп с получением уплотненного сгущенного продукта и осветленного слива. Для сгущения применяют устройства и аппараты в которых осаждение частиц происходит под действием силы тяжести, - цилиндрические конусные сгустители, шламовые отстойники и т.д.; аппараты в которых осаждение частиц происходит под действием центробежных сил – гидроциклоны, осадительные центрифуги. Имеются комбинированные аппараты, в которых сгущение совмещено с фильтрованием (сгустители-фильтры).

Отстаивание и сгущение проводят в аппаратах, называемых отстойникам и, или сгустителями. Различают аппараты периодического, непрерывного и полунепрерывного действия, причем непрерывно дейст­вующие отстойники, в свою очередь, делятся на одноярусные, двухъярус­ные и многоярусные.

Периодически действующие отстойники представляют собой низкие бассейны без перемешивающих устройств. Такой отстойник заполняется суспензией, которая остается в состоянии покоя в течение определен­ного времени, необходимого для оседания твердых частиц на дно аппарата. После этого слой осветленной жидкости декантируют, т. е. сливают через сифонную трубку или краны, расположенные выше уровня осевшего осадка. Последний, обычно представляющий собой подвижную текучую густую жидкую массу — шлам, выгружают вручную через верх аппарата или удаляют через нижний спусковой кран.

Размеры и форма аппаратов периодического действия зависят от кон­центрации диспергированной фазы и размеров ее частиц. Чем крупнее частицы и чем больше их плотность, тем меньший диаметр может иметь аппарат. Скорость отстаивания существенно зависит от температуры, с изменением которой изменяется вязкость жидкости, причем скорость осаждения обратно пропорциональна вязкости, а последняя уменьшается с увеличением температуры.

Для отстаивания небольших количеств жидкости применяют отстой­ники в виде цилиндрических вертикально установленных резервуаров

с коническим днищем, имеющим кран или люк для разгрузки осадка и несколь­ко кранов для слива жидкости, установ­ленных на корпусе на разной высоте. Для отстаивания значительных коли­честв жидкости, например для очистки сточных вод, используют бетонные бассейны больших размеров или несколько последовательно соединенных резервуаров, работающих полунепрерывным способом: жидкость поступает и удаляется непрерывно, а, осадок выгружается из аппарата периодически.

Рис. 60. Сгуститель с наклонными перегородками:

1-штуцер для ввода исходной суспензии; 2-корпус; 3-наклонные перегородки; 4-бункера для осадка; 5-штуцер для отвода осветленной жидкости

На рис.60. показан отстой­ник полунепрерывного дей­ствия с наклонными перегородками. Исходная сус­пензия подается через штуцер 1 в корпус 2 аппарата, внутри которого расположены наклонные перегородки 3, направляющие поток поперемен­но вверх и вниз. Наличие перегородок увеличивает время пребывания жидкости и поверхность осаждения в аппарате. Осадок собирается в конических днищах (бункерах) 4, откуда периодически удаляется, а освет­ленная жидкость непрерывно отводится из отстойника через штуцер 5.

В промышленности наиболее распространены отстойники непрерыв­ного действия.

Сгуститель непрерывного действия(одноярусный цилиндрический сгуститель) с гребковой мешалкой (рис. 61.) представляет собой невысокий цилиндрический ре­зервуар 1 с плоским слегка коническим днищем и внутренним кольцевым желобом 2 вдоль верхнего края аппарата. В резервуаре установлена ме­шалка 3 с наклонными лопастями, на которых имеются гребки 4 для непрерывного перемещения осаждающегося материала к разгрузочному отверстию 7. Одновременно гребки слегка взбалтывают осадок, способст­вуя этим более эффективному его обезвоживанию. Мешалка делает от 0,015 до 0,5 об/мин, т. е. вращается настолько медленно, что не нарушает процесса осаждения. Исходная жидкая смесь непрерывно подается через трубу (5 в середину резервуара. Осветленная жидкость переливается в кольцевой желоб |и удаляется через штуцер 6. Осадок (шлам) — текучая сгущенная суспензия (с концентрацией твердой фазы не более 35—55%) — удаляется из резервуара при помощи диафрагмового насоса. Вал мешалки приводится во вращение от электродвигателя 8 через редуктор.

Рис. 61. Сгуститель непрерывного действия с гребковой мешалкой:

1 — корпус; 2 — кольцевой желоб; 3 — мешалка; 4 — лопасти с гребка­ми; 5 — труба для подачи исходной суспензии; 6 — штуцер для вывода ос­ветленной жидкости; 7 — разгрузочное устройство для осадка (шлама); 8 — электродвигатель

Вместе с удаляемым осадком часто теряется значительное количество жидкости, поэтому для уменьшения ее потерь и выделения жидкости из сгущенной суспензии осадок из первого отстойника направляют в другой отстойник для отмывки водой и последующего отстаивания. Осадок, по­лученный во втором аппарате, будет содержать такое же количество жидкости, что и осадок в первом отстойнике, но уже значительно разбавлен­ной водой. При наличии нескольких последовательно соединенных отстойников можно удалить из осадка до 97—98 % жидкости. Для уменьше­ния количества промывных вод отстаивание проводят по принципу проти­вотока (рис. 62.): осадок последовательно движется из первого отстойни­ка в последний, а вода — в направлении, обратном движению осадка от последнего отстойника к первому. Промывные воды используют за­тем для приготовления исходной суспензии.

Рис. 62. Схема непрерывной противоточной отмывки осадка от жидкости.

Кроме непрерывности действия и большой производительности (со­ставляющей иногда 3000 т/сутки осадка) гребковые отстойники обладают следующими достоинствами: в них достигается равномерная плотность осадка, имеется возможность регулирования ее путем изменения произво­дительности, обеспечивается более эффективное обезвоживание осадка вследствие легкого взбалтывания его мешалкой. Работа таких отстойни­ков может быть полностью автоматизирована. К недостаткам этих аппа­ратов следует отнести их громоздкость. Гребковые нормализованные сгустители имеют диаметр от 1,8 до 30 м, а в некоторых производствах, на­пример для очистки воды, отстойники достигают в диаметре 100 м.

При необходимости установки ряда отстойников значительных диа­метров занимаемая ими площадь будет велика. В целях уменьшения этой площади применяют многоярусные отстойники, состоящие из нескольких аппаратов, установленных друг на друга. Различают многоярусные сгустители закрытого и сбалансированного типов.

Простейший многоярусный отстойник закры­того типа (рис. 63, а) представляет собой несколько отстойников, поставленных друг на друга и имеющих общий вал для гребковых меша­лок и соответственно — общий привод. На рис. 63 для простоты показаны лишь два расположенных один над другим отстойника. В местах прохода вала сквозь днище каждого отстойника установлены уплотняющие саль­ники. Таким образом, в этих отстойниках слив осветленной жидкости и выгрузка осадка осуществляются раздельно из каждого яруса.

Рис. 63. Многоярусные отстойники закрытого (а) и сбалансированного (б) типов: 1 — распределитель исходной суспензии; 2 — труба-стакан для ввода суспензии в каждый яруса; 3 — коллектор для сбора осветленной жидкости; 4 — сборник осадка (шлама).

Более совершенными являются многоярусные отстой­ники сбалансированного, или уравновешен­ного, типа (рис. 63, б). Такие отстойники также имеют общие вал и привод, но, в отличие от отстойников закрытого типа, их ярусы после­довательно соединены по шламу: стакан для удаления шлама из каждого вышерасположенного яруса опущен нижним концом в слой сгущенного шлама нижерасположенного яруса.

Отстойники работают следующим образом: исходная суспензия из распределительного устройства / подается через стаканы 2 в каждый ярус. Осветленная жидкость через сливные патрубки собирается в кол­лектор 3. Сгущенный осадок при применении отстойника закрытого типа удаляется раздельно из каждого яруса в сборники 4, а в случае отстойни­ка сбалансированного типа — только из нижнего яруса.

Таким образом, в аппаратах закрытого типа дно каждого яруса вос-1ринимает давление всей массы находящейся в нем суспензии, а у отстойников сбалансированного типа нагрузку на дно испытывает только нижний ярус. В отстойниках сбалансированного типа не требуется спе­циальных уплотнений в местах прохода вала сквозь днища ярусов.

Сгустители изготавливают с площадью сгущения 50; 100; 200; 1000 м².

2. Фильтрование – процесс разделение жидкой и твердой фаз пульпы с помощью пористой перегородки под действием разности давлений, создаваемой разряжением или избыточным давлением воздуха.

Фильтрованием называют процесс разделения суспензий с ис­пользованием пористых перегородок, которые задерживают твердую фазу суспензии и пропускают ее жидкую фазу.

Разделение суспензии, состоящей из жидкости и взвешенных в ней твердых частиц, производят при помощи фильтра (рис. 64), кото­рый в простейшем виде является сосудом, разделенным на две части фильтровальной перегородкой. Суспензию помещают в одну часть этого сосуда так, чтобы она соприкасалась с фильтровальной перегородкой. В разделенных частях сосуда создают разность дав­лений, под действием которой жидкость проходит через поры фильтро­вальной перегородки, причем твердые частицы задерживаются на ее поверхности. Таким образом, суспензия разделяется на чистый филь­трат и влажный осадок. Этот процесс разделения суспензии назы­вают фильтрованием с образованием осадка. Иногда твердые частицы проникают в поры фильтровальной перегородки и задер­живаются там, не образуя, осадка. Такой процесс называют фильтрованием с закупориванием пор. Возможен также промежуточный вид фильтрования, когда твердые частицы проникают в поры фильтровальной перегородки и образуют на ней слой осадка.

Рис. 64. Схема процесса фильтрования: 1— фильтр; 2 — фильтровальная перегородка; 3 — суспензия; 4 — фильтрат; 5 — осадок

Возникновение указанных видов фильтрования связано со сложной взаимоза­висимостью между свойствами суспензии и фильтровальной перегородки.

Твердые частицы, увлекаемые потоком жидкости к фильтровальной перегородке, попадают в различные условия. Твердая частица задерживается на поверхности фильтровальной перегородки, если размер пор на этой поверхности меньше размера частицы. При условии, что размер твердой частицы меньше размера поры в самом уз­ком ее сечении, частица может пройти через фильтровальную перегородку вместе с фильтратом. Однако она может задержаться внутри фильтровальной перегородки в результате адсорбции на стенках поры или механического торможения на том ее участке, который имеет неправильную фор­му. Такая застрявшая частица будет уменьшать эффективное сечение поры, и вероятность задержи­вания в ней последующих твердых частиц увели­чивается. Возможен также случай, когда отдель­ная твердая частица полностью закупоривает пору и делает ее непроходимой для других частиц. Нако­нец, небольшая по сравнению с порами твердая ча­стица может, несмотря на это, не войти в пору и остаться на поверхности фильтровальной перегород­ки. Это происходит, если над входом в пору на по­верхности перегородки образуется сводик из не­скольких относительно небольших твердых частиц, который пропускает жидкость и задерживает другие твердые частицы. Образование сводика происходит лишь при достаточно высокой концентрации твер­дых частиц в суспензии.

Разность давлений по обе стороны филь­тровальной перегородки создают разными способами, в результате чего осуществляют различные процессы фильтрования.

Если пространство над суспензией сообщают с источником сжатого газа (обычно воздуха) или пространство под фильтровальной перегородкой присоединяют к источнику вакуума, то происходит процесс филь­трования при постоянной разности давлений, поскольку давление в ресиверах поддерживается постоянным. При этом скорость процесса уменьшается в связи с увеличением сопротивления слоя осадка возрастающей толщины. Аналогичный процесс фильтрования, встречающийся в производственных условиях относительно редко, про­исходит под действием разности давлений, обусловленной гидростатиче­ским давлением слоя суспензии постоянной высоты, находящейся над фильтровальной перегородкой.

Если суспензию подают на фильтр поршневым насосом, производитель­ность которого при данном числе оборотов электродвигателя постоянна, то осуществляется процесс фильтрования при посто­янной скорости; при этом разность давлений увеличивается вследствие уже упоминавшегося увеличения сопротивления слоя осадка возрастающей толщины.

Если суспензию транспортируют на фильтр центробежным насосом, производительность которого при данном числе оборотов электродвига­теля уменьшается при возрастании сопротивления осадка, что обусловли­вает повышение разности давлений, то производится процесс фильтрования при переменных разности дав­лений и скорости.

Одной из основных характеристик, используемых для классификации фильтров, является периодичность или непрерывность их действия, в связи с чем они подразделяются на фильтры пер иодического и непрерывного действия. Для осуществления процессов фильтрования с образованием осадка применяют как периодически, так и непрерывно действующие фильтры. Для проведения процессов филь­трования с закупориванием пор используют фильтры периодиче­ского действия. На фильтрах периодического действия осуществляют лю­бой режим фильтрования, на фильтрах непрерывного действия практи­чески — лишь режим фильтрования при постоянной разности давлений. Для производств малой мощности при большом ассортименте выпускае­мых продуктов могут быть рекомендованы фильтры периодического дей­ствия. Для производств большой мощности и производств с непрерывным технологическим процессом необходимы фильтры непрерывного действия.

По способу создания разности давлений фильтровальное оборудова­ние может быть подразделено на фильтры, работающие под ваку­умом, и фильтры, работающие под давлением. В ряде случаев фильтр, в основе действия которого лежит определенный принцип, может работать и под вакуумом, и под давлением при соответствующем измене­нии его конструкции. По конструктивным соображениям целесообразно использовать, где это возможно, фильтры, работающие под вакуумом, поскольку фильтры, работающие под давлением, должны быть механически более прочными. Однако в тех случаях, когда осадок обладает существен­ным гидравлическим сопротивлением, но не слишком большой сжимае­мостью, целесообразно применять фильтры, работающие под давлением.

Принята также классификация по взаимному направлению силы тя­жести и движения фильтрата. Такая классификация основана на том, что для проведения процессов фильтрования и создания оптимальных усло­вий для работы фильтров большое значение имеют процессы осаждения твердых частиц суспензии под действием силы тяжести. В соответствии сэтой классификацией различают фильтры с противоположными (угол 180°), совпадающими (угол 0°) и перпендикулярными (угол 90°) направ­лениями силы тяжести и движения фильтрата.

Число конструкций фильтровального оборудования очень велико. Ниже будут рассмотрены принцип действия и основные особенности лишь некоторых наиболее распространенных типов фильтров.

Нутч-фильтры. Нутч представляет собой наиболее простой фильтр периодического действия, работающий под вакуумом или давлением, в котором направления силы тяжести и движения фильтрата совпадают.

Нутч, работающий под вакуумом, изготавливается в виде прямоугольного или круглого открытого резервуара с плоским или выпуклым дном, над которым на некотором расстоянии находится ложное дно, предназначенное для поддержания горизонтальной фильтро­вальной перегородки. Суспензия заливается на нутч сверху и в простран­стве под ложным дном создается вакуум, в результате чего жидкая фаза суспензии проходит в виде фильтрата сквозь фильтровальную перегород­ку и удаляется из нутча, а твердая фаза суспензии в виде осадка накапли­вается на этой перегородке. Преимуществом такого нутча является про­стота конструкции, а недостатком — необходимость удаления осадка вручную.

Существует несколько более сложных конструктивных модификаций описанного нутча, разработанных с целью исключить удаление осадка из нутча вручную. К их числу относятся: опрокидывающийся нутч, нутч с откидным дном и нутч с поднимаю­щейся мешалкой, при помощи которой осадок взмучивается и удаляется из фильтра в виде суспензии.

Однако эти изменения не разрешили полностью вопрос о рациональном способе удаления осадка из нутча: ручной труд отчасти сохранился; увеличилась высота по­мещения в связи с устройством бункеров (для приема осадка с опрокидывающегося нутча) и поднимающихся мешалок; возможность удаления осадка в виде суспензии ограничена.

Одна из конструкций нутча, работающего под давле­нием не более 3 am, показана на рис. 65. Нутч состоит из кор­пуса 1 с рубашкой 2, съемной крышки 3 и перемещающегося дна 4; филь­тровальная перегородка 5, расположенная на опорной перегородке 6, представляет собой ткань или слой волокон (в последнем случае над пе­регородкой 5 помещают защитную сетку 7). Над фильтровальной перего­родкой находится кольцевая перегородка 8 высотой 150 мм, поддержи­вающая осадок во время его выгрузки. Обе перегородки укреплены на дне нутча, которое для удаления осадка опускается на 200 мм и поворачи­вается на такой угол, чтобы осадок можно было снять с фильтровальной перегородки вручную. Для подачи суспензии и сжатого воздуха служат штуцера 9 и 10, для удаления фильтрата — штуцер 11; фильтр снабжен также предохранительным клапаном 12.

В простейшем случае цикл работы на описанном нутче состоит из сле­дующих операций: наполнение нутча суспензией, разделение суспензии под давлением сжатого газа, удаление осадка с фильтровальной перего­родки и регенерация последней. Такие нутчи имеют диаметр до 1 ж и емкость до 0,5 м³.

Достоинством всех нутчей является возможность равномерной и полной промывки осадка, поскольку промывная жидкость может быть равномерно распределена по всей его поверхности в необходимом коли­честве. Общий недостаток нутчей — относительно большая занимаемая ими площадь помещения, приходящаяся на 1 м² поверхности фильтрова­ния.

В настоящее время сохранили значение лишь сравнительно неболь­шие нутчи, которые используются для лабораторных и полузаводских работ, а также для разделения суспензий в производствах малой мощности.

Рис. 65. Нутч, работающий под давлением до 3 ат:

1 — корпус; 2 — рубашка; 3 — съем­ная крышка; 4 — перемещающееся дно; 5 — фильтровальная перегород­ка: в — опорная перегородка; 7— защитная сетка; 8 — кольцевая пе­регородка; 9 — штуцер для подачи суспензии; 10 — штуцер для пода­чи сжатого воздуха; 11 — штуцер для удаления фильтрата; 12 — пре­дохранительный клапан

Фильтрпрессы. Фильтром периодического действия, работающим под давлением, является фильтрпресс с вертикальными рамами (плиточно-рамный фильтрпресс), в котором направления силы тяжести и движения фильтрата перпендикулярны. Этот фильтр можно рас­сматривать как ряд нутчей небольшой высоты и особой конструкции, раз­мещенных вертикально вплотную один к другому, в результате чего до­стигается большая поверхность фильтрова­ния, отнесенная к единице производственной площади, занимаемой фильтром.

Рис. 66. Фильтрпресс с вертикальными рамами (плиточно-рамный фильтрпресс): 1 — плиты- 2 — рамы- 3 — опорный брус- 4 — неподвижная плита; 5 — подвижная плита; 6 —

гидравлическая система; 7 — штуцер для подачи суспензии; 8 — штуцера для подачи промывной жидкости; 9 — кран для удаления фильтрата.

Фильтрпресс с вертикальными рамами (рис. 66) состоит из чередующихся плит 1 и рам 2 одинаковых размеров. Плиты и ра­мы опираются боковыми ручками на два па­раллельных бруса 3. Между соприкасающи­мися поверхностями плит и рам имеются тканевые фильтровальные перегородки. Ра­мы и плиты, уплотненные по периметру края­ми этих перегородок, прижимаются к непод­вижной плите 4 при помощи перемещающей­ся на роликах подвижной плиты 5, на кото­рую действует давление жидкости, разви­ваемое гидравлической системой 6. Суспен­зия поступает по штуцеру 7, а промывная жидкость — по штуцерам 8. Штуцера 7 и 8 расположены на неподвижной плите и со­общаются с каналами, которые образованы совпадающими отверстиями в плитах и ра­мах. Фильтрат и промывная жидкость уда­ляются через краны 9.

Плиты имеют по краям глад­кую поверхность, а в середине — рифле­ную с желобками. Плиты покрыты фильтровальной перегород­кой и снабжены кранами для удаления фильтрата и промывной жид­кости. Краны через каналы и два других, почти перпендикулярных им канала (на рисунке не показаны), оканчивающихся у желобков, соединены с пространствами внутри двух рам, смежных с данной плитой. В плитах и рамах выполнены отверстия 5 и 6, которые образуют каналы для про­хода суспензии и промывной жидкости. В фильтровальных перегородках сделаны отверстия, точно совпадающие с отверстиями в рамах и плитах.

Листовые фильтры. Эти фильтры относятся к работающим под давле­нием аппаратам периодического действия, в которых направления силы тяжести и движения фильтрата перпендикулярны. Особенностью листо­вого фильтра, как и плиточно-рамного фильтрпресса, является большая поверхность фильтрования, отнесенная к единице занимаемой им пло­щади помещения. Это достигается размещением вертикальных фильтро­вальных листов на небольшом расстоянии один от другого.

Существуют несколько конструкций листовых фильтров. Рассмотрим вертикальный фильтр с прямоугольными ли­стами (рис. 67), применяемый, в частности, на хлорных заводах для фильтрования рассола, поступающего в электролизеры. Фильтр состоит из цилиндрического резервуара 1 с коническим дном 2, съемной крышки 3, плоских фильтровальных листов 4, опирающихся на планку 5 и коллек­тор для фильтрата 6. Суспензия поступает в фильтр по штуцеру 7; жид­кая фаза ее проходит внутрь фильтровальных листов, собирается в кол­лекторе и в виде фильтрата уходит из аппарата через штуцер 8; твердая фаза накапливается в виде осадка на внешней поверхности фильтроваль­ных листов, сбрасывается с нее обратным толчком сжатого воздуха или воды и удаляется из аппарата по штуцеру 9 .

Фильтровальный лист представляет собой стальную гуммированную раму, в которую вставлена рифленая с обеих сторон доска из дерева твер­дой породы, причем рама и доска обтянуты тканью, например поливинилхлоридной.

Рис. 67. Вертикальный листовой фильтр:

7 — цилиндрический резервуар-2 - коническое дно; 3 - съем­ная крышка; 4 — плоский филь­тровальный лист; 5—опорная планка; 6—коллектор для филь­трата; 7 — штуцер для подачи суспензии; S - штуцер для от­вода фильтрата; 9 — штуцер Для удаления осадка

По сравнению с фильтрпрессом описанный фильтр обеспечивает луч­шие условия промывки осадка, меньшее изнашивание фильтровальной ткани и более легкое обслуживание. К недостаткам этих фильтров отно­сятся: трудность контроля толщины осадка, необходимость перемешива­ния суспензии путем ее рециркуляции (для предотвращения осаждения твердых частиц) и несколько сложная замена ткани.

Барабанные фильтры. Рассмотрим барабанный в а к у ум-фильтр с наружной поверхностью филь­трования. Этот фильтр представляет собой аппарат непрерывного действия, работающий под вакуумом и характеризующийся в основ­ном противоположными направлениями силы тяжести и движения филь­трата.

Фильтр (рис. 68) имеет горизонтальный цилиндрический перфори­рованный барабан 1, покрытый снаружи фильтровальной тканью. Ба­рабан вращается вокруг своей оси и на 0,3—0,4 своей поверхности по­гружен в суспензию, находящуюся в резервуаре 4. Поверхность фильтро­вания барабана разделена по его образующим на ряд прямоугольных ячеек, изолированных одна от другой. Ячейки при движении по окружности присоединяются в определенной последовательности к источникам вакуума и сжатого воздуха.

Каждая ячейка соединяется трубкой 2 с различными полостями не­подвижной части распределительного устройства 3, которое будет опи­сано далее. При этом ячейка проходит последовательно зоны фильтрования, первого обезвоживания, промывки, второго обезвоживания, удале­ния осадка и регенерации ткани.

В зоне фильтрования ячейка соприкасается с суспензией, находящей­ся в резервуаре 4 с качающейся мешалкой 5, и соединяется трубкой с полостью 6, которая сообщается с источником вакуума. При этом фильтрат через трубку и полость уходит в сборник, а на поверхности ячейки обра­зуется осадок.

Рис. V-21. Схема действия барабанного вакуум-фильтра с наружной поверхностью фильтрования:

1 — барабан; 2 — соединительная трубка: 3 — распределительное устройство; 4 — ре­зервуар для суспензии; 5 — качающаяся мешалка; в, 8 — полости распределитель­ного устройства, сообщающиеся с источником вакуума; 7 — разбрызгивающее уст­ройство; 9 — бесконечная лента: 10— направляющий ролик; 11, 13 — полости распределительного устройства, сообщающиеся с источником сжатого воздуха; 12 — нож

для съема осадка.

В зоне первого обезвоживания осадок соприкасается с атмосферным воздухом, а ячейка соединяется с той же полостью 6. Под действием ва­куума воздух вытесняет из пор осадка жидкую фазу суспензии, которая присоединяется к фильтрату.

В зоне промывки на частично обезвоженный осадок из разбрызгиваю­щих устройств 7 подается промывная жидкость, а ячейка соединяется трубкой с полостью 8, которая также сообщается с источником вакуума. Промывная жидкость через трубку и полость уходит в другой сборник.

В зоне второго обезвоживания промытый осадок также соприкасается с атмосферным воздухом, а ячейка остается соединенной с той же по­лостью 8, поэтому промывная жидкость вытесняется из пор осадка и ухо­дит в сборник. Для предотвращения образования в осадке трещин во вре­мя промывки и последующего обезвоживания на него накладывается часть бесконечной ленты 9, которая вследствие, трения об осадок переме­щается по направляющим роликам 10.

В зоне удаления осадка ячейка соединяется трубкой с полостью 11, которая сообщается с источником сжатого воздуха. Под действием по­следнего осадок разрыхляется и отделяется от ткани, после чего скользит по поверхности ножа-12 и поступает на дальнейшую обработку.

В зоне регенерации ткань продувается сжатым воздухом в направле­нии, противоположном направлению движения фильтрата сквозь ткань; при этом воздух поступает в ячейку по трубке из полости 13.

Выводы:

Сгущение– процесс осаждения твердых частиц их мелкозернистых (размером менее 0,5 мм) пульп с получением уплотненного сгущенного продукта и осветленного слива. Для сгущения применяют устройства и аппараты в которых осаждение частиц происходит под действием силы тяжести, - цилиндрические конусные сгустители, шламовые отстойники и т.д.; аппараты в которых осаждение частиц происходит под действием центробежных сил – гидроциклоны, осадительные центрифуги. Имеются комбинированные аппараты, в которых сгущение совмещено с фильтрованием (сгустители-фильтры).

Отстаивание и сгущение проводят в аппаратах, называемых отстойникам и, или сгустителями. Различают аппараты периодического, непрерывного и полунепрерывного действия, причем непрерывно дейст­вующие отстойники, в свою очередь, делятся на одноярусные, двухъярус­ные и многоярусные.

Фильтрованием называют процесс разделения суспензий с ис­пользованием пористых перегородок, которые задерживают твердую фазу суспензии и пропускают ее жидкую фазу

По способу создания разности давлений фильтровальное оборудова­ние может быть подразделено на фильтры, работающие под ваку­умом, и фильтры, работающие под давлением. В ряде случаев фильтр, в основе действия которого лежит определенный принцип, может работать и под вакуумом, и под давлением при соответствующем измене­нии его конструкции. По конструктивным соображениям целесообразно использовать, где это возможно, фильтры, работающие под вакуумом, поскольку фильтры, работающие под давлением, должны быть механически более прочными. Однако в тех случаях, когда осадок обладает существен­ным гидравлическим сопротивлением, но не слишком большой сжимае­мостью, целесообразно применять фильтры, работающие под давлением.

Контрольные вопросы:

1. Что называется сгущением, каков принцип действия метода сгущения?

2. Каковы особенности процесса сгущения?

3. Какие частицы и пульпы подвергаются сгущению?

4. Какие аппараты применяют для процесса сгущения.

5. Что такое фильтрование?

6. Что такое фильтрат?

7. Как происходит фильтрование, каковы его особенности?

8. Какие аппараты Вы знаете, которые применятся при процессе фильтрования?

9. Опишите принцип действия Нутч-фильтра?

10. Каковы особенности работы фильтпрессов?

11. Когда применим листовой фильтр? Опишите принцип его работы.

12. Барабанные фильтры.

Домашнее задание:

Изучить материалы лекции, начертить эскизы аппаратов, применяемых при сгущении и фильтровании (по вариантам). Подготовить рефераты по заданным темам семинаров.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ:

1.Абрамов А.А. «Курс лекций по флотации», часть III. – М.: МИСиС 1996г.

2.Митрофанов С.И. Селективная флотация. М., Недра, 1987г.

3.В. П. Шилаев «Обогащение полезных ископаемых». М. 1996 г.

4.В. Н. Шохин «Гравитационные методы обогащения». М. 1980, 1986 гг.

5.В. Л. Егоров «Основы обогащения полезных ископаемых». М.1986 г.

6.К. А. Разумов « Проектирование обогатительных фабрик».

7.С. А. Абдурахманов, И. К. Умарова, М. М. Якубов Методические указания лабораторных работ по ОПИ. Ташкент 1994 г.

8.М. А. Аскаров, Э. А. Абдурахманов, Н. А. Донияров, О. Э. Тошев Методическое пособие для выполнения лабораторных работ. Навои 2002 г

9.А.Г. Касаткин. Основные процессы и аппараты химических технологий

10 http://www.lonmadi.ru/

11. http://www.new-technolodies.spb.ru/drob/drob.htm

12. http://www.new-technolodies.spb.ru/drob/tabl srav drob.htm

13. http://www.uralomega.ru/stuff/drobctnt

14. http://www.uralomega.ru/technology/rudaob