Выбор аппаратов для разделения неоднородных систем

     При выборе метода разделения и аппаратов для его осуществления следует учитывать много различных факторов, которые в большинстве случаев взаимозависимы. Прежде всего следует учитывать требования, предъявляемые к качеству разделения: технологические (возможность использования продуктов разделения в дальнейшем технологическом процессе, их ценность и т.д.); экологические (влияние исходной системы и продуктов разделения на человека, окружающую среду) и другие.

     На сам процесс разделения и работу аппарата влияют: заданные начальные и конечные концентрации дисперсной фазы и ее фракционный состав; физические свойства фаз (их плотность, вязкость, температура, химическая агрессивность и др.)

     На выбор аппарата влияют и такие его характеристики, как сложность конструкции и обслуживания, стоимость очистки. Только соответствующие технико-экономические расчеты могут служить надежной основой для выбора аппарата.

     Аппараты для разделения суспензий. Наиболее эффективными аппаратами для разделения суспензий являются фильтры и фильтрующие центрифуги, где возможна промывка осадка и его просушка. Следует иметь в виду, что эти аппараты сложны по конструкции, относительно дороги. В ряде случаев эффективно применение осадительных центрифуг и гидроциклонов, в которых можно отделять мелкодисперсные частицы.

     Отстойники просты по конструкции, но малоэффективны в работе. Они громоздки, в них плохо отделяются мелкие частицы. Отстойники рекомендуется использовать для предварительного разделения грубых и высококонцентрированных суспензий.

     Аппараты для очистки газов. При выборе аппаратов для очистки газа следует принимать во внимание технико – экономические показатели их работы, при определении которых следует учитывать степень и стоимость очистки газа. Эффективность очистки зависит от ряда факторов: влажности газов, содержания и свойств пыли (сухая, липкая, волокнистая, гигроскопическая и т.д.), фракционного состава пыли. Пылеосадительные камеры и циклоны по капитальным и эксплутационным затратам предпочтительнее других аппаратов, но они улавливают лишь крупные частицы. Поэтому эти аппараты применяют часто для предварительной очистки газов перед электроосадителями и рукавными фильтрами. Батарейные циклоны рекомендуется использовать при больших расходах очищаемого газа.

     Рукавные фильтры используют для тонкой очистки газов от сухой пыли. Они имеют высокую степень очистки для частиц любого размера более 1 мкм, но работают при небольшой запыленности газа, требуют поддержания его температуры в определенных пределах.

     Аппараты мокрой очистки эффективны для улавливания пыли средней дисперсности. Их применение целесообразно, когда необходимо увлажнение и охлаждение газа. Эти аппараты просты по устройству, эксплутационные затраты невелики. Однако их использование связано с большим расходом воды. Если дисперсные частицы представляют угрозу загрязнения окружающей среды, необходима дополнительная аппаратура по их выделению из воды. При электрической очистке газов можно получить весьма высокую степень улавливания взвешенных частиц. Расход энергии на очистку невелик вследствие малого потребления тока и низкого гидравлического сопротивления электроосадителей.

     В табл. 9.1 приведены некоторые усредненные характеристики распространенных газоочистительных аппаратов.

Контрольные вопросы к главе 9

1. Под действием каких сил может осуществляться процесс осаждения?

2. По какому признаку суспензии делятся на грубые, тонкие и мути?

3. Что вкладывается в понятие «аэрозоль»?

4. Как записывается уравнение материального баланса для процессов разделения?

5. Как определяется поверхность осаждения для отстойника?

6. Что понимается под фактором разделения при осаждении частиц под действием центробежной силы?

7. В каких случаях вместо одного циклона применяют батарейные циклоны?

8. Для очистки каких неоднородных систем применяют гидроциклоны?

9. Для каких целей применяют трубчатые сверхцентрифуги?

10. Что является движущей силой процесса фильтрования суспензий и какими способами она может создаваться?

11. Для чего в барабанном вакуум-фильтре производится перемеши-вание суспензии?

12. Из каких стадий складывается разделение суспензии в фильтрующих центрифугах?

13. Опишите устройство и работу ленточного вакуум-фильтра.

14. Запишите дифференциальное уравнение фильтрования.

15. Что понимается под удельным сопротивлением осадка?

16. Что понимается под константами фильтрования и как они определя-ются?

17. Как определяется перепад давления при центробежном фильтровании?

18. Опишите принцип действия и работы рукавного фильтра. Область применения рукавных фильтров.

19. Когда допустимы способы мокрой очистки газов?

20. Опишите работу центробежного скруббера для очистки газов.

21. У каких аппаратов для очистки газов от пыли минимальное гидравлическое сопротивление?

22. Опишите работу барботажного (пенного) пылеуловителя и укажите область его применения для очистки газов.

23. Что является физической основой очистки газов в электрическом поле?

24. Какие электроды в электроосадителях называются коронирующими и какие – осадительными?

25. По какой причине на осадительном электроде образуется обратная корона?

26. Почему необходима предварительная очистка газов от пыли перед электроосадителями?

Вопросы для обсуждения

1. Проанализируйте, какие величины и каким образом влияют на степень очистки в электроосадителе?