ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Фильтровальные перегородки из "Основные процессы и аппараты химической технологии" Уравнение (V,24) является частным случаем более общего закона, U соответствии с которым скорость процесса прямо пропорциональна движущей силе и обратно пропорциональна сопротивлению (стр, 17). В данном случае разность давлений представляет собой движущую силу, а общее сопротивление складывается из сопротивлений осадка ( х ос) и фильтровальной перегородки ( А фп). Оба указанные сопротивления являются сложными функциями многих переменных. Так, величина тем больше, чем меньше пористость осадка и больше удельная поверхность составляющих его твердых частиц на величину Roa влияют также размер и форма частиц (стр. 100). [c.191] Из равенства (V,26) следует, что величина характеризует сопротивление, оказываемое потоку о/сидкой фазы равномерным слоем осадка толщиной 1 м. [c.192] При л = 1 н -сек1м , haa = i м а W = I м /сек величина Го = Ар. Таким образом, удельное сопротивление осадка численно равно разности давлений, необходимой для того, чтобы жидкая фаза с вязкостью 1 н сек1м фильтровалась со скоростью I м/сек, сквозь слой осадка толщиной 1 м. Очевидно, что эта гипотетическая разность давлений, которая на практике не используется, должна быть очень велика. Для сильно сжимаемых осадков значение достигает 10 м и более. [c.192] При (1 = 1 н-сек/м VI W — м/сек величина = Ар. Это означает, что сопротивление фильтровальной перегородки численно равно разности давлений, необходимой для того, чтобы жидкая фаза с вязкостью 1 н сек/м проходила сквозь фильтровальную перегородку со скоростью 1 м/сек. Для ряда фильтровальных перегородок величина имеет порядок м . [c.192] Из уравнения (V,27) следует, что при Ар = onst по мере увеличения объема фильтрата, а следовательно, и продолжительности фильтрования скорость фильтрования уменьшается. [c.193] Это уравнение применимо к несжимаемым осадкам при использовании его для сжимаемых осадков следует иметь в виду зависимость удельного сопротивления осадка от разности давлений. [c.193] Уравнение фильтрования при постоянных разнести давлений и скорости. Такой вид фильтрования осуш,ествим, если чистая жидкость фильтруется сквозь слой осадка неизменной толщины при постоянной разности давлений. Промывку осадка на фильтре способом вытеснения, когда над осадком находится слой промывной жидкости, можио рассматривать как фильтрование промывной жидкости сквозь слой осадка неизменной толщины при постоянных разности давлений и скорости. [c.193] Это уравнение дает зависимость объема фильтрата от продолжительности фильтрования чистой жидкости, в частности промывной жидкости. Поскольку в рассматриваемом случае Др == onst, уравнение (V,34) применимо для несжимаемых и сжимаемых осадков. [c.193] Наибольшая производительность фильтров. Из основного уравнения фильтрования (V,27) следует, что при прочих равных условиях скорость фильтрования тем больше и производительность фильтра тем выше, чем меньше объем полученного фильтрата или пропорциональная этому объему толщина слоя осадка на фильтровальной перегородке. Поэтому для повыщения производительности фильтра необходимо стремиться к возможно быстрому удалению осадка с фильтровальной перегородки. [c.193] Для фильтров непрерывного действия это равносильно требованию удалять с фильтровальной перегородки слой осадка наименьшей толщины, обусловленной свойствами осадка и особенностями устройства, применяемого для его снятия с перегородки. [c.193] Для фильтров периодического действия характерно, что операция удаления осадка вызывает прекращение фильтрования. Полный цикл работы на таком фильтре состоит из операций подготовки фильтра, загрузки суспензии, фильтрования, промывки осадка, продувки его и удаления. Фильтрование, промывку и продувку называют основными операциями, причем продолжительность их возрастает с увеличением объема фильтрата или толщины осадка. Подготовку фильтрата, загрузку суспензии и удаление осадка объединяют как вспомогательные операции, продолжительность которых в практических расчетах может быть принята независимой от объема фильтрата или толщины осадка. [c.194] Для увеличения производительности периодически действующего фильтра по основным операциям целесообразно как можно чаще повторять циклы его работы, подавая на фильтр по возможности небольшие порции суспензии. Однако частое повторение циклов работы фильтра обусловливает столь же частое повторение вспомогательных операций, когда основные операции прерываются. Отсюда следует, что в каждом случае существует такая оптимальная продолжительность цикла работы, при которой фильтр обладает наибольшей производительностью. [c.194] Найдем оптимальную продолжительность цикла работы на фильтре периодического действия для простого случая, когда операции промывки и продувки отсутствуют, а сопротивлением фильтровальной перегородки можно пренебречь, причем фильтрование производится при постоянной разности давлений. [c.194] Производительность фильтра можно выразить условной средней скоростью фильтрования (м/сек), которая получается от деления объема фильтрата, собранного за операцию фильтрования и отнесенного к единице поверхности фильтрования, д (м /м , или м) на продолжительность цикла Тц, равную сумме продолжительностей основных То(. (сек) и вспомогательных (сек) операций. [c.194] В производственных условиях сопротивление фильтровальной перегородки может незакономерно изменяться от операции к операции в результате закупоривания ее пор тонкодисперсными твердыми частицами. Соответственно этому будет изменяться и оптимальная продолжительность основных операций, отвечающая наибольшей производительности фильтра. Это затрудняет практическое использование уравнения (V,40), Однако аналитическим путем установлена закономерность, устраняющая указанное затруднение для достижения максимальной производительности фильтра при переменном сопротивлении фильтровальной перегородки следует получать за один цикл всегда такой объем фильтрата, какой соответствует максимальной производительности фильтра при сопротивлении фильтровальной перегородки, равном нулю. [c.195] Экономически оптимальная продолжительность цикла фильтрования. [c.195] Работа фильтров периодического действия при наибольшей производительности обычно не совпадает с экономически целесообразными условиями фильтрования, Это связано с тем, что для достижения наибольшей производительности фильтра необходимо довольно часто производить вспомогательную операцию разгрузки осадка, которая, как правило, требует определенной затраты труда или энергии. [c.195] Рассмотрим приближенный, но практически применимый способ нахождения экономически оптимальной продолжительности цикла фильтрования при постоянной разности давлений. Примем, что для некоторых условий работы фильтра величина А, вычисленная по уравнению (V.36), равна 1,266 10 м сек, а = 600 сек. Воспользовавшись уравнением (V,37), определим для ряда значений в пределах О—5000 сек соответствующие величины нанесем найденные таким образом точки на график в координатах т сн— усл (рис. V-11) и соединим эти точки плавной кривой. Как и следовало ожидать, из указанного графика видно, что максимальное значение = 2,29 м1сек соответствует = == всп = 600 Кроме того, из рассматриваемого графика видно, что кривая = / (Трсн) имеет сравнительно небольшой наклон вправо от максимума. Это позволяет, значительно увеличив продолжительность основных операций, обеспечить работу фильтра при достаточно высокой производительности. Так, при увеличении от 600 до 3000 сек, в результате чего операции разгрузки осадка будут производиться в 5 раз реже, величина Г уменьшается от 2,29 lO до 1,72 10 м сек, т. е. только па 25%. [c.195] Вернуться к основной статье