Проектирование барабанного вакуум-фильтра

Размещено на http://www.allbest.ru/

3

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Общие сведения о процессе фильтрования

2. Описание технологической схемы

3. Устройство фильтров

3.1 Нутч-фильтр

3.2 Патронный фильтр

3.3 Карусельный вакуум-фильтр

3.4 Ленточный вакуум-фильтр

3.5 Фильтр-пресс

3.6 Принцип работы барабанного вакуум-фильтра

4. Технологический расчет

Заключение

Список использованной литературы



Введение

Любой технологический процесс, несмотря на различие методов, представляет собой ряд взаимосвязанных типовых технологических стадий, протекающих в аппаратуре определенного класса. Однако высокие требования к качеству продукции, эффективности производства, снижению его энерго- и материалоемкости, охране окружающей среды определяли специфику, отличающую эти технологические стадии получения пищевых продуктов и аппаратурно-технологическое оформление от подобных процессов в других отраслях.

Процессы в пищевой технологии в большинстве своем сложны и зачастую представляют собой сочетание гидродинамических, тепловых, массообменных, биохимических и механических процессов. Одним из важных процессов является фильтрование. Фильтрование может быть шламовым, оно реализуется для маловязких жидкостей, содержащих большое количество взвешенных частиц; закупорочным - при малом размере частиц и их небольшом количестве; и комбинированным.

В наше время широко используются барабанные вакуум-фильтры, с наружной фильтрующей поверхностью, характеризующейся высокой скоростью фильтрования, пригодностью для обработки разнообразных суспензий, простотой обслуживания. Основной задачей при проектировании является расчет требуемой поверхности фильтрования, подбор по каталогам стандартного фильтра и определение числа фильтров, обеспечивающих заданную производительность. Таким образом, расчет проводят в два этапа.



1. Общие сведения о процессе фильтрования

Фильтрованием называют процесс разделения суспензий при?помощи пористой перегородки, пропускающей жидкость (фильтрат) и задерживающей взвешенные в ней твердые частицы. Различают следующие виды фильтрования:

1) фильтрование с образованием слоя осадка на фильтровальной перегородке;

2) сгущение - отделение твердой фазы от жидкой не в виде?осадка, а в виде высококонцентрированной (сгущенной) суспензии;

3) осветление - фильтрование жидкостей с незначительным?содержанием твердой фазы.

Можно условно считать, что фильтрование с образованием?осадка характеризуется содержанием в фильтруемой суспензии?более 1% твердой фазы, осветление - менее 0,1%. Суспензии, содержащие 0,1-1% твердой фазы, перед фильтрованием желательно подвергать предварительному сгущению в отстойниках.

Фильтрование с образованием осадка наиболее распространено. В большинстве случаев твердые частицы с начала фильтрования проходят через поры фильтровальной?перегородки, но вскоре накапливаются на ней, и через фильтр?начинает протекать только осветленная жидкость - фильтрат.?Таким образом, в этом процессе образующийся слой осадка?играет роль основной фильтрующей среды.

Фильтрование с образованием осадка наиболее часто проводится при постоянном давлении, так как этот режим процесса?простой и удобен в практическом отношении. Однако при проведении процесса под постоянным давлением скорость фильтрования?с увеличением слоя осадка будет уменьшаться. Для?поддержания постоянной скорости фильтрования приходится увеличивать перепад давления на фильтре по мере протекания процесса. В некоторых случаях фильтрование проводят при постоянной скорости, например, в фильтрпрессах.

В процессе фильтрования очень вязких жидкостей с небольшим содержанием мелких твердых частиц последние проникают в поры фильтровальной перегородки и задерживаются в них.?При этом на поверхности фильтровальной перегородки почти не?образуется слоя осадка. В таком процессе, называемом фильтрованием с закупориванием пор, по мере задержки все большего?количества твердых частиц в порах фильтровальной перегородки ее сопротивление быстро возрастает и скорость фильтрования уменьшается. Поэтому фильтрования с закупориванием?пор стремятся избежать, однако на практике фильтрование?иногда протекает с частичной закупоркой пор; возможно также?сочетание процессов фильтрования с образованием осадка и?с частичным закупориванием пор.

Ниже рассматривается только наиболее распространенный?процесс фильтрования с образованием осадка.

Сгущение применяется для частичного отделения жидкой фазы путем фильтрования, т. е. для той же цели, что и отстаивание?под действием сил тяжести. Однако сгущение путем фильтрования можно проводить в значительно более компактной аппаратуре и получить более чистый фильтрат.

Осветление жидкостей часто производится путем добавки?вспомогательных веществ в суспензию или создания намывного?слоя этих веществ на фильтре.

В качестве вспомогательных веществ применяют кизельгур и?диатомит, а также бумажную массу, уголь, асбест, отбеливающую землю и другие.

Эти вещества, накапливаясь на фильтре, задерживают?очень мелкие частицы осадка (диаметром 1 мк и менее), а некоторые из них, например отбеливающая земля и активированный?уголь, адсорбируют на поверхности мельчайшие твердые частицы.

Вспомогательные вещества добавляют в количестве 0,1-0,5%?(иногда до 2%) от веса суспензии и после промывки часто вновь?используют. Иногда вместо добавления в суспензию вспомогательные вещества намывают в виде слоя небольшой толщины на?поверхность фильтра, что значительно облегчает отделение тонкодисперсных взвешенных частиц.

Фильтрование часто сопровождается осаждением частиц под?действием сил тяжести. Осаждение способствует фильтрованию,?если движение суспензии вследствие разности давлений и движение осаждающихся частиц совпадают по направлению, т. е.?если фильтровальная перегородка горизонтальна и находится?под слоем суспензии. В противном случае осаждение частиц?препятствует фильтрованию.

Получаемые при фильтровании осадки делятся на сжимаемые частицы, которые деформируются и размер пор уменьшается с повышением давления, и несжимаемые, в которых размер и форма частиц практически не меняются с изменением?давления. Кроме того, различают кристаллические, аморфные и?коллоидные осадки, причем аморфные и коллоидные осадки?отделяются от жидкости труднее кристаллических и являются?труднофильтруемыми.

Для более полного удаления из осадка находящейся в нем?жидкости (маточного раствора) осадки промывают. Иногда для?полноты промывки фильтрование проводят в двух последовательно работающих фильтрах, осадок из первого фильтра смешивают с промывной жидкостью и вновь отфильтровывают?(двухступенчатое фильтрование) [1, с. 252 - 254].



2. Описание технологической схемы

Суспензия поступает в сборник 12, откуда подается центробежным насосом 13 в корыто вакуум-фильтра 2. Здесь суспензия разделяется на осадок, поступающий на дальнейшую переработку, и фильтрат, отводимый в сепаратор 9. Промывная вода, поступающая на промывку осадка из сборника 1, смешивается внутри барабана вакуум-фильтра с основным потоком фильтрата. Основной и промывной фильтрат из сепаратора поступает в сборник 10, откуда центробежным насосом 11 подается на переработку.

Воздух из сепаратора отсасывается вакуум-насосом 6, перед которым устанавливается ловушка 7 для отделения от воздуха мелких брызг (ловушка устанавливается перед сухими вакуум-насосами, а при агрессивном фильтрате при значительном содержании в нем абразивной твердой фазы ловушки можно устанавливать перед мокрыми вакуум-насосами). Воздух для отдувки осадка и регенерации ткани подается воздуходувкой 4, перед которой устанавливается ресивер-водоотделитель 5 для отделения воды и масла и выравнивания давления воздуха. Жидкая фаза из ловушки удаляется по барометрической трубе в сборник-гидрозатор 8 [2, с. 52 - 53].



3. Устройство фильтров

Промышленные фильтры разделяются по режиму работы на?фильтры периодического и непрерывного действия, а по величине?рабочего давления -- на вакуум-фильтры и фильтры, работающие под давлением. Классификация фильтров по этим признакам и по конструктивным особенностям приведена ниже:



3.1 Нутч-фильтр

Различают два вида нутч-фильтров:

1) открытые, работающие при разрежении;

2) закрытые, работающие под избыточным давлением.

Открытый нутч-фильтр представляет собой прямоугольный или цилиндрический аппарат с фильтровальной перегородкой, расположенной несколько выше его днища.

Рисунок 1 - Открытый нутч-фильтр

1 - корпус,

2 - фильтровальная перегородка.

Перегородка состоит из пористых керамических плиток или ткани, уложенной на решетке. После заполнения фильтра суспензией и включения вакуума фильтрат проходит сквозь перегородку, а осадок задерживается на ней. После фильтрования осадок промывают и удаляют из фильтра сверху вручную.

Достоинства открытых нутч-фильтров:

1) возможность тщательной промывки осадков;

2) легкость защиты от коррозии;

3) простота и надежность конструкции.

Недостатки:

1) малая скорость фильтрования, так как разность давлений практически не превышает 0,75 ат.;

2) громоздкость установки;

3) ручная выгрузка осадка.

Выгрузка осадка значительно облегчается и ускоряется в открытых нутч-фильтрах с откидными днищами и в опрокидывающихся нутч-фильтрах. Откидное днище крепится к корпусу фильтра на болтах и откидывается на шарнире. В опрокидывающихся нутч-фильтрах весь корпус фильтра опрокидывается вручную либо посредством гидравлического механизма.

В закрытом нутч-фильтре, приведенном на фильтрование производится под давлением сжатого воздуха или инертного газа. Осадок выгружают через откидное днище или через боковой люк 3.

Рисунок 2 - Закрытый нутч-фильтр

1- корпус,

2 - фильтровальная перегородка,

3 - люк.

Достоинства закрытых нутч-фильтров:

1) значительная скорость фильтрования;

2) возможность отделения трудно фильтруемых осадков;

3) пригодность для разделения суспензий, выделяющих огнеопасные или токсичные пары.

Недостатком таких фильтров является ограниченная производительность, обусловленная тем, что изготовление их с большой фильтрующей поверхностью затруднительно, поскольку аппараты работают под избыточным давлением.

3.2 Патронный фильтр

Фильтры этого типа состоят из фильтровальных элементов в виде узких, закрытых снизу вертикальных цилиндров (патронов, или свечей), изготовленных из специальных материалов - пористой керамики, угольной массы, прессованного кизельгура и др.

Эти фильтры работают по тому, же принципу, что и нутч-фильтры под давлением: фильтрат продавливается снаружи через фильтровальную перегородку внутрь каждого элемента, осадок остается на его наружной поверхности. Осадок сбрасывается толчком жидкости или воздуха, которые подводятся изнутри патрона.

Патронные фильтры применяются главным образом в качестве сгустителей.

По окончании фильтрования подача суспензии автоматически прекращается и осадок сбрасывается при резком увеличении давления фильтрата внутри патрона. Затем давление снижают и патрон промывают водой, движущейся изнутри патрона наружу, осадок в виде сгущенной суспензии удаляют при помощи мешалки через патрубок.

Обычно патронные фильтры состоят из нескольких десятков фильтровальных элементов, заключенных в общем корпусе. Эти фильтры часто снабжаются автоматическим управлением и могут работать без постоянного наблюдения.



Рисунок 3 - Патронный фильтр

1 - корпус, 2 - патрон, 3 - патрубок для входа суспензии, 4 - патрубок?для выхода фильтрата, 5 - мешалка, 6 - патрубок для удаления осадка, 7 - отверстия для отвода фильтрата, 8 - ребристая металлическая труба?(сердечник), 9 - гильза цилиндр

3.3 Карусельный вакуум-фильтр

Карусельный фильтр представляет собой горизонтальный вращающийся вакуум-фильтр непрерывного действия с вращающейся кольцевой рамой, на которой шарнирно укреплены ячейки-противни. Каждый противень соединен гибким шлангом с центральной распределительной головкой.

Все операции на каждом противне совершаются последовательно. При вращении рамы с помощью зубчатой рейки каждый противень заполняется суспензией, затем соединяется с линией вакуума. После удаления маточного раствора осадок можно многократно промывать (до пяти раз). После промывки и осушки осадка противень переворачивается и осадок сбрасывается в сборник. Далее ткань промывается и осушается, после чего начинается новый цикл фильтрования. Достоинства карусельных фильтров:

1) высокая производительность при разделении грубодисперсных суспензий;

2) весьма тщательная промывка осадка;

3) длительный срок службы фильтровальной ткани (благодаря отсутствию съема осадка ножом) и легкость ее замены;

4) низкие эксплуатационные расходы.

Рисунок 4 - Схема карусельного фильтра

1 - горизонтальные нутчи,

2 - гибкие шланги,

3 - распределительное устройство

3.4 Ленточный вакуум-фильтр

Ленточный фильтр непрерывного действия состоит из горизонтального гладкого стола 2, по которому скользит бесконечная резиновая лента 4, натянутая между барабанами 1 и 5. Барабан 5 соединен с приводом, задний барабан 1 может перемещаться в направлении, и служит для натяжения ленты. Резиновая лента 4 имеет специальный профиль, рифленую рабочую поверхность. Лента снабжена боковыми бортами, вдоль ее оси расположены отверстия, которые при движении ленты сообщаются с тремя вакуум-камерами 3, расположенными под поверхностью стола 2. Вакуум - камеры служат для отсоса фильтрата.

На резиновую ленту 4 надето бесконечное полотно 6 из фильтровальной ткани, кромки которой уплотнены круглым резиновым шнуром, вшитым в ткань и вдавленным в желобки резиновой ленты. Суспензия поступает на ткань по лотку 7.

При движении ленты 4 и полотна 6 фильтрат отсасывается, а осадок отлагается на ткани. Осадок промывается водой, поступающей через трубки 8, просушивается в вакууме и сбрасывается при перегибе полотна через барабан 5.

Для снятия липких осадков применяют пустотелый перфорированный валик, в отверстия которого продувается сжатый воздух, что облегчает отделение осадка от ткани. Иногда осадок смывается с ткани струей воды. При обратном движении ткани под столом она очищается (регенерируется) с помощью механических щеток или паровых форсунок.

Рисунок 5 - Ленточный фильтр непрерывного действия



1 - натяжной барабан, 2 - стол, 3 - вакуум-камеры, 4 - бесконечная резиновая?лента, 5 - приводной барабан, 6 - бесконечное полотно (фильтровальная ткань), 7 - лоток для подачи суспензии, 8 - оросительные трубки.

3.5 Фильтр-пресс

Применяют в основном для разделения тонкодисперсных суспензий. К ним относятся рамные, камерные фильтр-прессы и камерный автоматический фильтр-пресс (ФПАКМ).

Фильтр-пресс состоит из ряда чередующихся друг с другом плит 1 и рам 2. Плиты и рамы опираются боковыми ручками на параллельные брусья станины 5 пресса. На станине имеются концевая неподвижная плита 3 и перемещающаяся на роликах подвижная плита 4. Между плитами 3 и 4 при помощи специального устройства плотно зажимается комплект плит и рам; между плитами и рамами помещаются перегородки из фильтровальной ткани. Салфетки обычно навешиваются на плиты и покрывают их боковые поверхности.

Боковые поверхности плиты фильтр-пресса по краям плоские и гладкие и во внутренней части рифленые. Желобки плиты сообщаются с каналом в нижней ее части, который заканчивается краником (или пробкой) для отвода фильтрата. У верхней кромки плиты расположены три отверстия: центральное - для прохода суспензии, два крайних - для промывной жидкости. Плита покрыта салфеткой из ткани, в салфетке прорезаны отверстия, совпадающие с отверстиями плиты.

Суспензия под давлением подается в фильтр-пресс при помощи насоса, поступает под гидравлическим давлением из напористо бака. Фильтрат продавливается через ткань, стекает по желобкам плит и через отводные каналы и краники сливается в корыто, установленное на полу вдоль фильтра. Из корыта фильтрат стекает в сборник или, если фильтрат не представляет ценности, то выводится из процесса. Твердые частицы осаждаются на ткани, причем наиболее часто фильтрование ведется до заполнения рам осадком. Осадок промывают (если это необходимо) или только продувают паром либо воздухом для удаления жидкости. После этого плиты и рамы раздвигаются и осадок частично падает под действием силы тяжести в сборник, установленный под фильтром. Остальную часть осадка выгружают вручную лопаткой.

Рисунок 6 - Фильтр-пресс

1 - плиты, 2 - рамы, 3 - неподвижная концевая плита, 4 - подвижная концевая плита, 5 - станина, 6 - гидравлический зажим, 7 - штуцер для ввода суспензии, промывной воды и сжатого воздуха, 8 - кран для вывода фильтрата и промывной воды.

3.6 Принцип работы барабанного вакуум-фильтра

барабанный фильтр фильтрование

Рассмотрим подробнее устройство барабанного вакуум-фильтра. Барабанный ячейковый вакуум-фильтр с наружной фильтрующей поверхностью является наиболее?распространенным фильтром данного типа. Полый барабан 1 с отверстиями на боковой поверхности, покрытый металлической сеткой и фильтровальной тканью, вращается в корыте 2 с небольшой скоростью (0,1-2,6 об/мин).?Корыто заполнено суспензией, в которую погружено 0,3-0,4 поверхности барабана. Барабан разделен радиальными перегородками на ячейки, каждая из которых через каналы в полой цапфе?вала 3 сообщается с распределительной головкой 4, прижатой к торцовой поверхности цапфы. Распределительная головка служит для последовательного соединения ячеек барабана с линиями вакуума и сжатого воздуха.

Рисунок 7 - Барабанный вакуум-фильтр непрерывного действия с наружной фильтрующей поверхностью

1 -- барабан, 2 -- корыто, 3 -- главный вал, 4 -- распределительная головка, 5 -- трубки, 6 -- лента для заглаживания трещин в осадке, 7 -- нож, 8 -- качающаяся мешалка.

Погруженные в суспензию ячейки барабана сообщаются с вакуумной линией. Под действием разности давлений снаружи и внутри барабана осадок?откладывается на его поверхности, а фильтрат отсасывается?внутрь барабана и удаляется через распределительную головку.

Поверхность ячеек барабана, на которой откладывается осадок, называется зоной фильтрования (зона фильтрования I).?Когда соответствующие ячейки барабана выходят из суспензии,?осадок подсушивается при разрежении (зона просушки II). Затем осадок промывается водой, подаваемой через трубки 5, причем промывные воды отсасываются, как и фильтрат, через распределительную головку. Вслед за промывкой в?этой же зоне (зона промывки и просушки III) осадок сушится?воздухом, который просасывается через слой осадка. После этого ячейки соединяются через распределительную головку с линией сжатого воздуха (зона отдувки IV). Воздух не только сушит, но и разрыхляет осадок, благодаря чему облегчается его?последующее удаление.

При подходе ячеек с просушенным осадком к ножу 7 прекращается подача сжатого воздуха и осадок падает с поверхности?ткани под действием силы тяжести. Нож служит в основном направляющей плоскостью для слоя осадка, отделяющегося от ткани.?При дальнейшем вращении барабана ткань, освобожденная от?осадка, очищается путем продувки воздухом (зона регенерации?ткани V). Вслед за этим весь цикл операций, соответствующий?одному обороту барабана, повторяется снова. Между рабочими?зонами II, III, IV, V и I находятся небольшие мертвые зоны. Это препятствует сообщению между собой рабочих зон при переходе ячеек из одной зоны в другую.

Таким образом, на каждом участке поверхности фильтра все?операции -- фильтрование, промывка, просушка, съём осадка и?очистка ткани -- производятся последовательно одна за другой,?но участки работают независимо друг от друга и поэтому все?операции на фильтре проводятся одновременно, т. е. процесс?протекает непрерывно. По такому же принципу работают все непрерывно действующие фильтры.

Чередование отдельных операций в ячейковом фильтре достигается при помощи распределительной головки.?Неподвижный корпус 1 головки прижимается к ячейковой шайбе 3. Шайба вращается вместе с барабаном и имеет отверстия?по числу ячеек барабана. К корпусу головки крепится сменная?распределительная шайба 2, которая в случае износа может быть?заменена новой. В корпусе головки находятся четыре неодинаковые по величине камеры. Через наибольшую камеру I отсасывается фильтрат, через камеру II -- промывные воды, а через?камеры III и IV подается сжатый воздух. Неподвижный корпус?головки прижимается к вращающейся шайбе 3 пружиной 4. Суспензия подается в корыто со скоростью, равной скорости фильтрования или несколько большей, постоянный уровень суспензии?в корыте поддерживается при помощи переливной трубы.

Рисунок 8 - Распределительная головка

1 -- неподвижный корпус, 2 --распределительная шайба, 3 -- ячейковая шайба, 4 -- пружина.

В процессе фильтрования стремятся свести к минимуму осаждение твердых частиц, которое происходит в направлении, противоположном движению фильтрата. Для предотвращения возможности осаждения суспензия перемешивается в корыте качающейся мешалкой 8. Чтобы не происходило?снижения вакуума из-за просасывания воздуха через трещины в?осадке, последний иногда заглаживают покровной лентой 6, движущейся благодаря трению о поверхность осадка; одновременно осадок смачивают через ленту водой. Для отжима влаги из осадка на некоторых барабанных фильтрах установлены вибраторы в?виде свободно висящих на крестовинах отрезков труб, которые?при вращении отбрасываются центробежной силой и ударяют?по резиновому листу, покрывающему слой осадка.

Осадки снимают с фильтрующей поверхности различными?способами. При помощи ножа снимают осадки?толщиной не менее 8-10 мм. Для снятия более тонких слоев (2-4 мм) применяют бесконечные шнуры, огибающие барабан, с которых осадок сбрасывается при перегибе через валик. Тонкие и мажущиеся осадки снимают прижатым к?барабану вращающимся резиновым валиком, на?который переходит осадок и затем снимается валиком меньшего?диаметра. Снятие очень тонких слоев осадка (<2 мм) производится бесконечным сходящим полотном. Полотно?проходит через систему роликов на первый ролик осадок налипает и снимается с него ножом, после чего полотно промывается?и возвращается к барабану. Движение полотна осуществляется?вследствие его трения о поверхность барабана.

К числу достоинств барабанного ячейкового вакуум-фильтра относятся:

1) универсальность, т. е. пригодность?для обработки разнообразных суспензий;

2) возможность изготовления из материалов, стойких в химически активных средах;

3) легкость обслуживания.

В то же время фильтр обладает следующими недостатками:

1) небольшая фильтрующая поверхность и сравнительно высокая стоимость;

2) затруднительность тщательной промывки?и осушки осадка;

3) отдаленность распределительной головки от фильтрующей поверхности, что приводит к задержке фильтрата и промывных вод внутри барабана и усложняет их раздельный отвод, т. е. получение неразбавленного фильтрата [1, с. 256 - 281].



4. Технологический расчет

Необходимо рассчитать и подобрать по каталогу барабанный вакуум-фильтр с наружной фильтрующей поверхностью для фильтрования суспензии асбестового шлама при следующих условиях.

1) Производительность фильтра по суспензии: ;

2) Влажность осадка: W = 39% (по массе);

3) Содержание твердой фазы в суспензии: ;

4) Перепад давления при фильтровании и промывке: ;

5) Удельное сопротивление осадка: ;

6) Сопротивление фильтрующей перегородки: ;

7) Динамический коэффициент вязкости ф - та: ;

8) Плотность т.ф.: ;

9) Плотность ж.ф.: ;

10) Динамический коэффициент вязкости промывной жидкости: ;

11) Удельный расход промывной жидкости: ;

12) Угол зоны фильтрования:

13) Частота вращения барабана: .

Производительность фильтра по суспензии находим по следующей формуле (1)

; ; (1 - 0,39);

Содержание твердого вещества в суспензии определяем по формуле (2)

(2)

Содержание жидкой фазы в суспензии определяем по формуле (3)

(3)

Производительность фильтра по фильтрату вычисляем по формуле (4)

(4)

Содержание жидкой фазы в осадке вычисляем по формуле (5)

(5)

Таблица 1 - Материальный баланс

Приход	т/сут	Расход	т/сут
1. Суспензия		1. Осадок
1.1. Твердая фаза	640	1.2. Твердая фаза	640
1.2. Жидкая фаза	3360	1.3. Жидкая фаза	409
		2. С фильтром	2951
Итого	4000		4000



Плотность влажного воздуха вычисляем по формуле (6)

(6)

Плотность суспензии вычисляем по формуле (7)

(7)

Объем осадка вычисляем по формуле (8)

(8)

Объем фильтра вычисляем по формуле (9)

(9)

Рассчитываем соотношение объемов осадка и фильтра по формуле (10)

(10)



Находим время фильтрования, необходимое для получения слоя осадка высотой предварительно рассчитав комплексы по формулам (11) и (12)

где тв. фазы, отлагающаяся при прохождении 1фильтрата.

(11)

(12)

Длительность периода фильтрования вычисляется по формуле (13)

(13)

Находим значение комплекса по формуле (14)



(14)

Время, требуемое на промывку осадка находим по формуле (15)

(15)

Окончательно принимаем время промывки осадка по формуле (16)

(16)

где k - коэффициент запаса, учитывает необходимость увеличения поверхности промывки по сравнению с теоретической; k = 1,05 ч 1, 2.

Для расчета угловой скорости вращения барабана, согласно данным принимаем для фильтров общего назначения, выполненных из углеродистой стали, след. значения углов распределения технических зон на поверхности барабана: .

При числе ячеек барабана

Тогда суммарный угол сектора съема осадка и мертвой зоны вычисляем по формуле (17)



(17)

Угловую скорость вращения барабана рассчитываем по формуле (18)

(18)

Требуемый угол зоны фильтрования рассчитываем по формуле (19)

(19)

Время цикла (полного оборота барабана) определяем по формуле (20)

(20)

Частоту вращения барабана рассчитываем по формуле (21)

(21)

Удельный объем фильтрата находим по формуле (22)



(22)

Общую поверхность фильтрования рассчитываем по формуле (23)

(23)

Для обеспечения этой поверхности принимаем два фильтра БОУ20 - 2,6 с площадью фильтрования .

Толщину слоя осадка рассчитываем по формуле (24)

где 2 - число ориентиров.

(24)

Скорость фильтрования в конце процесса определяем по формуле (25)

(26)



Рассчитываем скорость промывки осадка по формуле (27)

(27)

Расход промывной воды высчитываем по формуле (28)

(28)

= 3,5 кг/кг - удельный расход промывной жидкости осадка (произвольно).



Заключение

В данном курсовом проекте была рассмотрена достаточно актуальная тема в наше время, поскольку процессы фильтрования очень широко используются в химической промышленности и смежных с ней отраслях. Значение процессов фильтрования возрастает с увеличением масштабов производства. Знания физических основ процесса, факторов, задающих режимы работы и качества производимого продукта позволяет учёным наиболее полно использовать рациональные типы современного оборудования фильтрации.

Проектирование и разработка фильтра в значительной мере зависят от того, какие его характеристики нужно нам получить, то есть от формулировки критерия.

Одной из типичных постановок задач является обеспечение выделения полезного сигнала на фоне помех, отличающихся от полезного расположения спектральных составляющих.

Специалисты, работающие в области фильтрования должны глубоко изучить характерные черты этого сложного и многогранного процесса и существующие способы его изучения, чтобы с учётов известных фактов самостоятельно и обоснованно решать вопрос об окончательном выборе фильтра для той или иной цели.

Был произведен расчет барабанного вакуум-фильтра. Мы рассчитали требуемую поверхность фильтра, подобрали стандартный фильтр и определили необходимое их число. По расчетам нашли тип барабанного вакуум-фильтра: БОУ20-2,6.



Список использованной литературы

1. Плановский А.Н. Процессы и аппараты химической технологии / А.Н. Плановский, С.З. Каган. - Ленинград: Химия, 1988. - 848 с.

2. Иоффе И.Л. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии / И.Л. Иоффе. - Ленинград: Химия, 1991. - 347 с.

Размещено на Allbest.ru