ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Разделение суспензий и эмульсий в сепараторах из "Центрифуги и сепараторы для химических производств" При отсутствии хотя бы одного из этих признаков, машину следует относить к центрифугам, а не к сепараторам. [c.42] Непрерывность потока, как и в центрифугах, создают прием-но-отводящие устройства. Работа сепаратора при частоте вращения ротора выше критической достигается применением упругих элементов в верхней опоре приводного вала, который обычно расположен вертикально. Тонкослойность потока достигается размещением в роторе набора вставок, между которыми поток движется тонким слоем при ламинарном режиме. По типу вставок в роторе сепараторы разделяют на две группы — камерные и тарельчатые. [c.42] В роторе камерного сепаратора размещен набор концентрически расположенных цилиндров с отбортовками, между которыми последовательно (реже — параллельно) протекает обрабатываемая жидкость. Эти сепараторы предназначены для выделения из суспензий осадка. Известны конструкции, позволяющие одновременно отделять и легкие компоненты, которые собираются на наружных поверхностях цилиндрических вставок. Роторы камерных сепараторов разгружаются вручную, поэтому эту группу машин в дальнейшем мы рассматривать не будем. [c.42] В роторе тарельчатого сепаратора установлен пакет тонкостенных вставок, имеющих форму тела вращения (например, усеченного конуса), образующих между собой зазоры, по которым тонкими параллельными слоями перемещается в ламинарном режиме поток разделяемой жидкости. В этих сепараторах можно осуществлять практически все процессы, связанные с разделением жидкостных систем на компоненты, отличающиеся по плотности или по размерам частиц осветление или сгущение суспензий, разделение эмульсий и других многокомпонентных систем, концентрирование дисперсной фазы, классификацию частиц полидисперсных систем. Применительно к тарельчатым сепараторам эффективно используется способ центробежной разгрузки ротора от осадка, что способствует широкому распространению их в промышленности. [c.42] В зависимости от технологического назначения конструкции роторов имеют соответствующие особенности. Основные схемы роторов саморазгружающихся тарельчатых сепараторов представлены на рис. 2-1. [c.42] В последние годы проводятся работы по созданию и внедрению прямоточных сепараторов [53]. При этом суспензия подается в пакет тарелок непосредственно из центральной полости тарелкодержателя (рис. 2-1,в). Выделяемая дисперсная фаза и жидкая среда перемещаются к периферии в порядке сопутного движения, осадок сбрасывается с тарелок в шламовое пространство, не пересекаясь с потоками поступающей суспензии. Основные задачи, еще не решенные полностью, заключаются в изыскании способов подачи суспензии, обеспечивающих наибольшую загрузку поверхности тарелок, отвода осветленной дисперсионной среды без пересечения ее потока с удаляемым осадком. [c.44] В процессе сгущения суспензий выделяемый осадок в виде концентрата непрерывно отводится от ротора, схема которого представлена на рис. 2-1, г, д. Концентрат удаляется через сопла, расположенные либо на периферии ротора (рис. 2-1,г), либо приближенные к оси вращения (рис. 2-1, д), сообщающиеся с шламовым пространством посредством наклонных каналов. В ряде конструкций концентрат, выходящий из сопел, поступает в вспомогательную полость ротора, откуда удаляется под давлением по напорной трубке. В современных высокопроизводительных сепараторах-сгустителях на периферии тарелок расположены отверстия, через которые в пакет тарелок поступает весь объем суспензии (рис. 2-1,г), либо часть ее (рис. 2-1,д). В последнем случае между тарелкодержателем и основанием ротора предусмотрена кольцевая щель, через которую другая часть суспензии направляется в шламовое пространство перед поступлением ее в пакет тарелок. [c.44] Независимо от типа ротора, процесс выделения частиц дисперсной фазы осуществляется по общим схемам, упрощенно представленным на рис. 2-2. [c.45] Обычно для оценки эффективности процесса сепарирования определяющей считают первую стадию перемещения частиц и лишь для контроля уделяют некоторое внимание второй стадии. Однако при определенной концентрации и плотности среды, в которую выходит из межтарелочного пространства выделенная частица, решающей может оказаться и третья стадия сепарирования. Граница перехода от второй стадии к третьей не столь явна, как от первой ко второй и при неблагоприятных условиях может перемещаться от кромки тарелки внутрь межтарелочного пространства. [c.46] Таким образом, процесс тонкослойного сепарирования состоит из трех стадий. После третьей стадии перемещения частицу можно считать выделенной из данного межтарелочного пространства, но при сепарировании суспензий еще нет гарантии от ее вторичного уноса в смежные межтарелочные пространства. [c.46] Эффективное использование сепараторов возможно лишь при соответствующих свойствах разделяемой системы. Для определения целесообразности применения этого вида оборудования необходимо выполнить два предварительных этапа расчета. [c.46] Первый этап — выявление применимости закона Стокса к разделению конкретной гетерогенной системы. Нижнюю границу применимости закона Стокса можно не проверять, так как поправку к формуле Стокса необходимо вводить только в том случае, если размер выделяемой частицы сравним по порядку со средним пробегом молекул среды. В реальных производственных системах соответствующие величины далеко не сравнимы, поэтому проверка нижнего предела не имеет практического значения. [c.46] Размер dp расчетной частицы, которую требуется выделить на сепараторе, должен быть меньше кр. Обычно сепарированию подвергаются тонкодисперсные системы и это условие выполняется. Если же окажется, что р кр, то такую среду целесообразно обрабатывать на другом оборудовании — циклонах или центрифугах. [c.47] Второй предварительный расчетный этап заключается в определении предельного размера выделяемой на сепараторе частицы из условий возможности возникновения диффузии. Считается, что частицы размером свыше четырех микрометров практически не подвержены броуновскому движению. Но при меньшем диаметре возможна значительная величина пробега частиц, особенно при повышении температуры среды. [c.47] Зная предел сепарации и функцию распределения частиц по размерам, можно определить, насколько эффективно применение сепаратора для разделения конкретной гетерогенной системы. Если частицы размерных классов, меньших предельного размера, составляют значительный объем по сравнению с исходным, то следует либо оказать воздействие на систему путем применения коагулянтов или флокулянтов, либо изыскивать другие способы разделения, не связанные с применением центробежной силы. [c.47] Для химических производств, в которых гетерогенные системы обрабатываются сепарированием, наиболее характерно разделение и сгущение суспензий. Сепараторы для разделения эмульсий применяются реже. [c.47] Полидисперсные суспензии разделяются в роторе сепаратора последовательно в два этапа. Частицы, обладающие наибольшей гидравлической крупностью, могут быть выделены уже в шламовом пространстве, не поступая в пакет тарелок с основным потоком жидкости. [c.48] Вследствие этого, рассматривая процесс сепарирования суспензий, следует непременно принимать во внимание не только разделение в тонком слое, но и осаждение частиц определенного класса в шламовом пространстве, в результате чего может значительно снизиться концентрация дисперсной фазы в межтарелочных пространствах. [c.48] Процессу тонкослойного разделения в межтарелочных пространствах посвящено значительное число аналитических и экспериментальных исследований, но влияние шламового пространства на эффективность сепарирования до настоящего времени изучено еще недостаточно. [c.48] Сложность процесса разделения в шламовом пространстве усугубляется при наличии сопел или при периодическом открывании разгрузочных щелей на периферии ротора. [c.48] Вернуться к основной статье