Разделение жидких и газовых неоднородных систем. Классификация и основные характеристики неоднородных систем. Классификация, принципы выбора и оценка эффективности методов разделения. P азделение в поле сил тяжести, в поле центробежных сил.

Неоднородная система состоит из двух фаз : Внутренняя ( дисперсная ) ; Внешняя ( дисперсионная )

Классификация и основные характеристики неоднородных систем Аэрозоли Эмульсии Суспензии Пены

Аэрозоли Системы, состоящие из твердых или жидких частиц, взвешенных в газообразной среде : Пыль – система газ-тв.частицы размером 5-50 мкм; Дым - система газ-тв.частицы размером 0,3-5 мкм; Туман – система газ-капли жидкости размером 0,3-3 мкм

Эмульсии Системы, состоящие из жидкости и распределенных в ней капель другой жидкости. Жидкости не растворимы друг в друге. Эмульсии устойчивы, если размеры капель 0,4-0,5 мкм

Суспензии Системы, состоящие из тв. частиц, взвешенных в жидкой среде. Грубые – размер тв. частиц >100 мкм ; Тонкие – размер тв. частиц 0,1-100 мкм ; Коллоидные – размет тв. частиц

Пены Системы, состоящие из жидкости и распределенных в ней пузырьков газа. Для эмульсий и пен характерна инверсия фаз

Основные характеристики неоднородных систем Соотношение дисперсной и дисперсионной фаз ( массовые или объемные ); Размеры частиц дисперсной фазы.

Размеры частиц дисперсной фазы Монодисперсные ; Полидисперсные : Фракционные или дисперсные составы : Эквивалентный диаметр частиц неправильной формы

Механические способы осаждения Силы тяжести – для грубой очистки от тв.(жидких)частиц размером мкм и более; Инерционные силы - от частиц размером мкм; Центробежные силы - от частиц размером до 5 мкм (5-25 мкм)

Механизм осаждения частиц Учитываются факторы - Параметры режима обтекания ; Сопротивление среды Сопротивление среды зависит от режима движения, формы и состояния обтекаемых частиц.

Сопротивление среды Коэффициент гидравлического сопротивления среды – Зависит от режима движения дисперсных частиц :

Режим движения дисперсных частиц Критерий Рейнольдса : Скорость движения частицы сферической формы в какой либо среде при ламинарном режиме :

При осаждении частиц неправильной формы необходимо учитывать фактор формы - Ф ; При осаждении множества частиц необходимо учитывать их друг на друга

Методика определения параметров осаждения Методика Лященко Критерий Лященко

Гравитационное осаждение ( осаждение под действием силы тяжести ) Простота аппаратурного оформления ; Малые энергетические затраты. Необходимо соблюдать два требования : Время пребывания в аппарате частиц равно или больше продолжительности осаждения ( частицы не успевают осесть ); Линейная скорость потока в аппарате значительно меньше скорости осаждения ( возникающие вихревые потоки поднимают осаждающиеся частицы )

Расчет отстойника Производительность камеры – Материальный баланс - Степень очистки

Схема отстойника с гребковыми мешалками 1- корпус ; 2- кольцевой желоб ; 3- рельсы ; 4- труба для подачи суспензии ; 5- электродвигатель ; 6- труба ; 7- разгрузочное отверстие ; 8- мещалка с гребками

Схема отстойника для эмульсий

Разделение в поле центробежных сил Необходимо введение частиц в поле центробежных сил : Вращательное движение потока жидкости в неподвижном аппарате ; Поток направляется во вращающийся аппарат и система вращается вместе с аппаратом

Эффективность осаждения под действием центробежной силы Центробежная сила – Скорость осаждения под действием центробежной силы :

Циклонный процесс Скорость газов м / с ; Скорость жидкостей 5-25 м / с

Схема циклона

Центрифугирование Вращающиеся аппараты способные создать поле центробежных сил - центрифуги. Центрифуги – отстойные и фильтрующие ; Периодические и непрерывные ; Вертикальные, горизонтальные, наклонные ; Ручная или механизированная выгрузка осадка

Трубчатая сверхцентрифуга

Центрифуги КлассыФактор разделения тихоходные 5000

Осаждение под действием электрического поля Газовый поток, содержащий взвешенные частицы, ионизируются. Самостоятельно – при достаточно высокой разности потенциалов на электродах ; Несамостоятельно – в результате действия излучения радиоактивных веществ, рентгеновских лучей.

Схема образования неоднородного электрического поля а )- трубчатый электрофильтр ; б )- пластинчатый электрофильтр

Самостоятельная ионизация Разность потенциалов 4-6 кВ / м ; Плотность тока 0,05-0,5 мА / м катода

Конструкции 1 ОТСТОЙНИКИ 1.1 Отстойник непрерывного действия с гребковой мешалкой 1.2 Отстойник непрерывного действия с коническими полками 2 ФИЛЬТРЫ 2.1 Схема действия барабанного вакуум - фильтра с наружной поверхностью фильтрования 2.2 Ленточный вакуум - фильтр 2.3 Рукавный фильтр с механическим встряхиванием и обратной продувкой 3 ЦЕНТРИФУГИ 3.1 Отстойная центрифуга 3.2 Центрифуга со шнековым устройством для выгрузки осадка

Конструкции 3 ЦЕНТРИФУГИ 3.1 Отстойная центрифуга 3.2 Центрифуга со шнековым устройством для выгрузки осадка 4 ЦИКЛОНЫ 4.1 Циклон 4.2 Батарейный циклон 4.3 Элементы батарейного циклона 5 ЭЛЕКТРОФИЛЬТРЫ 5.1 Схема трубчатого электрофильтра 2 Схема пластинчатого электрофильтра