Друк-фильтр

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 12 бет
Таңдаулыға:

Мазмұны

Кіріспе

1. Процесстің қысқаша сипаттамасы

2. Негізгі аппараттың сипаттамасы

3. Негізгі аппаратты есептеу

4. Негізгі аппаратты таңдау

Қорытынды

Қолданылған әдебиеттер тізімі

Кіріспе

Химиялық технологияда біркелкі емес жүйелердегі сұйық пен газды бөлу процесстері кең таралған. Олардың бөліну әдістерін таңдау ең басты өлшембелі бөлшектердің пішіндеріне, дисперсті және жалпы фазаның тұтқырлығына бейімделеді. Келесідей бөліну әдістері қолданылады.

1) Тұндыру; 2) фильтрлеу; 3) центрифугалау; 4) Сулы бөліну. Бұл әдістер біркелкі емес жүйелерді бөлу гидромеханикалық прцесстер негізіне жатады.

Фильтрлеу - дегеніміз суспензиялардың айырылуы, яғни олардың ұсақ саңылаулы бөгеттері арқылы өту нәтижесінде түзілетін және тұнба қабаттарының бөгеттерінде пайда болатын сұйық және газдың өлшенген қатты бөлшектерін ұстап қалатын процесс, ал тұнбадан бөлінген сұйықтық фильтрат деп аталады.

Мұнай өңдеу және мұнай химиялық өндірісте фильтрлеуді келесі процесстерде қолданады. Майды депарафинизациялау, парафин өндірісінде, церезин, пластикалық майлағыш, мұнай өнімдерін және контактті майларды тазартуда, техникалық көміртегіні ұстап қалу үшін, химиялық реактивтерді және ерекше таза химиялық заттарды және басқа бағалы шикізатты газдан бөлу үшін пайдаланады.

Фильтрлеу гидромеханикалық процесстерге жатады, оның жылдамдығы фильтрлеуші бөгеттердің 2 жағында тудыратын қысымдар айырмасына тура пропорционал және кедергіге кері пропорционал.

Фильтрлеуші бөгеттердің екі жағындағы қысымдар айырмасы компрессорлар, вакуум-насостар және сұйықтық насостар көмегімен тудырады.

Фильтрлеу процессінің маңызы химиялық өндірістің және оған жақын өнеркәсіп тарауларының масштабының өсуімен жоғарлайды. Бұл мынаны түсіндіреді, суспензияны бөлу процесі жиі қиыншылық тудырады, оған себепші тұнбаның үлкен кедергісі және сәйкесінше фильтрлеудің аз жылдамдығы. Және де фильтрлеуші қондырғының берілген өнімділігіне жету үшін нақты конструкцияның үлкен фильтрлер саны қажет.

Процесстің қысқаша сипаттамасы

Фильтрлеу - бұл саңылаулы бөгеттер арқылы өтетін суспензияның қатты және сұйық фазаға бөліну процессі. Фильтрлеуші бөгеттер ретінде маталар, торлар, ұсақ саңылаулы керамика, резина, пластмасса қолданылады.

Фильтрлеу процессінің жіктелуі техникалық есептеулерге негізделуі мүмкін, және суспензияның бөлінуі немесе әдістердің әртүрлілігіне байланысты қойылған мақсатқа жетеді.

суспензияның бөлінуі кезінде келесі техникалық есептеулерді қолдануымызға болады:

сұйық фаза қалдық болғанда, суспензиядан бағалы қатты фазаның бөлінуі;

суспензияның құрамындағы қатты фаза қалдық болғанда, суспензиядан бағалы сұйық фазаның бөлінуі;

суспензиядан біруақытта бағалы қатты және сұйық фазаны алу;

Суспензияның бөлінуі әртүрлі әдістермен жүргізілуі мүмкін:

1. Суспензия қатты фаза болатын, фильтрлеуші бөгеттердің бетінде қалдық түзілумен фильтрлеу.

2. Суспензиядағы қатты фазаның фильтрлеуші бөгеттерінің саңылаулары бітелуімен фильтрлеу.

3. Суспензиядағы қатты фаза және қосалқы заттардан тұратын фильтрлеуші бөгеттер бетінде қалдық түзілумен фильтрлеу.

4. Бөлшектеп бөлу және суспензияны қоюландырумен фильтрлеу.

Кез-келген техникалық есептеулер фильтрлеу әдісімен суспензияны бөлу кез-келген берілген әдістерімен орындалатынын ескеру қажет.

Суспензияны бөлу әдісін таңдау процесстің әртүрлі өту жағдайларымен анықталады, әсіресе суспензия концентрациясымен. Төменде әрбір әдістер үшін жалпы 4 әдістермен берілген суспензия концентрациясын бөлу келтірілген.

1. Суспензия қатты фазадан тұратын фильтрлеуші бөгеттерде қалдық түзілумен фильтрлеу. Бұл әдіс өндірісте кең таралған және фильтрлеуші бөгеттерден қалдық қабатын периодты түрде жою қажеттілігімен ерекшеленеді. Қалдықты жою алдында фильтрат саңылауларын шығару үшін сұйықтықты (мысалға сумен) шаяды. Шайылған қалдықты сирек шайылған сұйықтық саңылудан ығыстыру үшін газбен (мысалы ауамен) үрлейді.

2. Суспензиядағы қатты фазаның фильтрлеуші бөгетерінің саңылаулары бітелуімен фильтрлеу. Бұл жағдайда фильтрлеу процессі баяу жүреді, өйткені бөгеттердің саңылауларының бітелуі процесстің бастапқы сатысында өтеді. Фильтрдің жеткілікті өнімділігін қамтамасыз ету үшін фильтрлеуші бөгеттерді жиі алмастыру немесе шаю қажет. Бөгеттерді шаю мына жағдайда сәтті орындалуы мүмкін, егер саңылауларды бітейтін қатты бөлшектер шайылатын сұйықтықта ерісе. Бұл үшін шайылатын сұйықтықты (көбінесе суды) қатты бөлшектердің қасиетіне байланысты алдын-ала қыздырады, қышқылдандырады немесе сілтілендіреді. Фильтрлеуші бөгеттерде саңылаулардың бітелуімен суспензияны бөлу процессін тағамдық өнеркәсіптерде сусындарды және сироптарды фильтрлеу, жасанды волокнада целлюлоза ерітінділерінде, және де минералды майларды тазартуда қолданылады.

3. Фильтрлеуші бөгеттерде саңылаулардың бітелуін алдын-алу үшін және қалдықтық жеткілікті сіңірілуін қамтамасыз ету үшін қосалқы затпен аралас әдісі ұсынылады. Бірінші жалпы қосалқы заттың мөлшерінің 1/5 шамасында

Фильтрлеуші бөгетке жағады, содан кейін заттың қалған бөлігін суспензияны бөлу процессі кезінде жағады.

4. Бөлшектеп бөлумен және суспензияны қоюландырумен фильтрлеу. Мұндай суспензиялар бірінші тұндырғышта немесе қысымдар айырмасы әсерінен қоюландырғышта ауырлық күші әсерінен қоюланады. Соңғы ұсынылған фильтр фильтрлеу беті тұрақты жұмыс процессінде қоюланған суспензияға батады, және олардың жұмыс циклі қалдық түзілуімен фильтрлеу сатысынан және фильтрлеуші бөгеттерден фильтраттың қайтымды ағынымен жою сатысынан тұрады.

Қайтымды фильтрат ағынын қолдану фильтрлеуші бөгеттен жұқа қалдық қабатын жоюға мүмкіндік береді және фильтрлеудің салыстырмалы жоғарғы орташа жылдамдығын ұстап тұрады, және де фильтрлеуші бөгеттердің жеткілікті жақсы шайылуын қамтамасыз етеді.

Қоюланған суспензияны, мысалы, шекер өнеркәсібінде сатурациядан кейін сусындарды өңдеуге қолданады.

Қысымдар айырмасы әдісіне байланысты фильтрлеудің әртүрлі режимдері орындалады:

тұрақты қысымдар айырмасы және процесстің жылдамдығының азаюы кезінде;

процесстің тұрақты жылдамдығы және қысымдар айырмасының жоғарлауы кезінде;

процесстің өзгермелі айырмасы және жылдамдығы кезінде;

Бірінші жағдайда тұрақты қысымдар айырмасы фильтрдің ресиверге жалғануын қамтамасыз етеді, онда тұрақты сұйылту және артық қысым ұстап тұрады; екінші жағдайда процесстің тұрақты жылдамдығы поршеньді насоспен фильтрге суспензия беруді қамтамасыз етеді; үшінші жағдайда қысымдар айырмасының өзгеруі және процесстің жылдамдығы фильтрге центробежды насоспен суспензия беру орындалады және оның өнімділігі фильтр кедергісінің жоғарлауы салдарынан қалдық қалыңдығы өсуімен өзгереді.

Химиялық өндірісте процесстің бірінші түрі кең таралған - бұл фильтрлеуші бөгеттерде қалдық қабаты түзілуімен суспензияның бөлінуі, және бұл процесс фильтр деген аппараттарда жүргізіледі.

Өндірістік фильтрлер жұмыс жасау режимі бойынша периодты және үздіксіз қозғалыстағы болып бөлінеді, ал жұмысшы қысымның мөлшері бойынша вакуум-фильтрлер және қысым қатысында жұмыс жасайтын фильтрлер.

Ал конструкциясы және жұмыс жасау принципіне байланысты барлық фильтрлер келесідей болып жіктеледі: Периодты қозғалыстағы фильтрлер - нутч- фильтр, фильтр-пресс, патронды фильтр және қапшықты фильтрлер; үздіксіз қозғалыстағы фильтрлер - барабанды, дискті, карусельді және лентілі.

Қосалқы аппарат насостарға тоқтала кетсек, насостар - двигательдің механикалық энергиясын қозғалатын сұйық энергиясына айналдыратын гидравликалық машиналар.

Жұмыс жасау принципіне байланысты насостар динамикалық және көлемдік болып бөлінеді. Көлемдік насостарда сұйық қайтымды - ілгермелі немесе айналмалы қозғалыс жасайтын механизмнің көмегімен ығыстырылып шығарылады. Көлемдік насостарға поршеньді, мембраналық және роторлық насостар жатады. Жұмысшы винттерінің жалпы санына қарай бір, екі, үш және көп винтті насос қолданылады.

Негізгі аппараттың сипаттамасы

Друк-фильтр 3 атм. қысымда жұмыс жасай алады.

Друк-фильтр 140 С температуралы бумен қыздырылады. Друк-фильтр сузпензияларды фильтірлеу үшін арналған сфералы түбі және перфорирлі түбі астынғы жағына фильтірлі мата тіркелген аппарат.

Друк-фильтр агрессивті орта қысымда фильтірлеуге арналған

Друк-фильтр жеделі бумен болуы да болмауы да мүмкін

Друк-фильтр, тот баспаитын цилиндрлі корпустан, фильтр қысымын білдіретін қақпақтан, фильтартты шығаратын түбінен, жалған түбтен. Қыздыру процесстерді жүргізу үшін цидиндрлі корпусқа тежеу затын кигізеді немесе латунды трубкалы змеевик содан бу паровикке барады. Паровик қызметін су қайнатып түрған колба атқара алады. Змеевик пен Колба шлангамен жалғанған

Жай Друк фильтр тік цилиндрлі болып келеды. Ол фильтрлеуші матадан және тордан түрады. Торға сузпензия беріледі Аппараттағы артық қысым 0 2 МН / м2, тең бұл қысым қысылған ауаның әсерінен туындайды. Матадагы тұнба алмалы жоғарғы қақпақпен шығарылады.

Бұлғаушы бар Друк фильтрдің кемшілігі фильтрлеуші бетінің кішкентай болуы, матаны жалғау қиындығы

Друк-фильтр жұмыс істеу циклінің сатылары:фильтрді сузпензиямен толтыру, ауа қысымда фильтрлеу, тұнбаны кептіру, фильтрді жуғыш сүйықпен толтыру, тұнбаны шаю мен кептіру.

Друк фильтрду фильтрация кезінде тұнбаның ақырғы ылғалдылығы 15-25% тең.

Апараттың үлкен артықшылығы жылжу күшінің жоғары болуы және улы буларды бөлетің сузпензияларды айыра алатын артықшылығы

Кемшіліктеріне тұнбаны қолдан шығаруы мен қатар аппараттың рабайсыздығы. Тұнбаны қолмен шығаруы өнімнің біраз бөлігін жоғалтуына әкеледі.

Негізгі аппараттың сипаттамасы

Есептеу жолдары, параметрлері.

Берілгені: - Фильтрат бойынша фильтр өнімділігі V _ф =5 м ³ /сағ/

Қатты фазаның концентрациясы q _қ = 5%

Тұнба ылғалдылығы U= 45%

Фильтрдегі қысым төмендеуі Р=500мм. сын. бағ.

Тұнбаның меншікті кедергісі r _o =9*10 ¹¹ м ^-1

Фильтрлеуші қабырғаның кедергісі R _o =2*10 ⁹ м ^-1

Қатты фаза тығыздығы ρ ₁ =2000 кг/м ³

Сұйық фаза тығыздығы 1000 кг/м ³

Қатты фазадан тұратын сулы суспензияны фильтрлеу үшін нутч-фильтрді есептеу үшін:

1. Материалдық баланс құру және тұнбаның көлемі, тұнба қабатының қалыңдығын және берілген тұнба қабатының фильтрлеу уақыты анықталады. Содан операцияға жұмсалған фильтрлеу уақытын және жалпы уақытын есептейді, осыдан кейін фильтрлеу беті және қажетті фильтлеу саны есептелінеді.

1. Материалдық баланс құру. Алдымен суспензия тығыздығы анықталады.

; (1. 1)

Мұндағы: ρ _сус - суспензияның тығыздығы ;

ρ ₂ - қатты фазаның тығыздығы;

ρ ₁ - сұйық фазаның тығыздығы;

q _қ - қатты фазаның концентрациясы;

Ρ _сус =1020 кг/м

Тұнба тығыздығы

(1. 2)

Мұндағы: u - тұнба ылғалдылығы;

ρ _тұн = 1380 кг/м.

Осыдан суспензияның және тұнбаның мөлшері анықталады. М _сусп , М _ф және М _тұнба арқылы суспензия массасын, фильтрат және тұнбаны белгілеп, қатынасы былайша жазылады.

М _ф = М _сусп - М _тұнба

бірақ

М _тұн = (1. 3)

демек

М _ф = М _сусп - (1. 4)

5000 =

М _сусп = 5500 кг/сағ.

Осылайша, алынатын тұнбаның мөлшері

М _тұн = М _сусп -М _ф

М _тұн = 5500-5000=500 кг/сағ

2. Тұнба көлемін және χ қатынасын анықтау.

V _тұн = (1. 5)

V _тұн = =0. 36м ³ /сағ

= (1. 6)

= =0. 072 м ³ /м ²

3. Тұнба қабатының қалыңдығы. Тұнба қабатының қалыңдығын L=200 мм қабылданады. (III, 4. 2 кесте) . 1м ² фильтрлеу бетіндегі тұнба мөлшері

V _тұн = S · L (1. 7)

V _тұн = 1 · 0. 2=0. 2 м ³ /м ²

немесе

М _тұн = V _тұн · ρ _тұн (1. 8)

М _тұн = 0. 2 · 1380=276 кг/м ²

Фильтраттың меншікті мөлшері

V _ф = (1. 9)

V _ф =0. 2/0. 072=2, 8 м ³ /м ²

4. 1 м ² фильтрлеу бетіне келетін фильтрат көлемінің фильтрлеу уақыты. Алдымен фильтрлеу тұрақтысын (1, 4. 10) және (4. 11) теңдеулері арқылы табылады. 20˚С судың тұтқырлығы =1 спз; фильтрдің қысым төмендеуі

р = 500 · 133, 32 = 6, 66 · 10 ⁴ Н/м ² (1. 10)

(I, 4. 10) және (4. 11) теңдеулеріне сандық мәндерін қойсақ, мынаны аламыз.

a = ;

a= 9 · 10 ¹¹ · 7. 2 · 10 ^-2 · 10 ^-3 /2 · 6. 66 · 10 ⁴ = 4, 85 · 10 ² сек/м ²

b= 10 ^-3 · 2 · 10 ⁹ /6. 66 · 10 ⁴ =30 сек/м

Фильтрлеу уақыты мына (4. 9) теңдеу арқылы табылады.

τ= aV ² + bV

τ= 4. 85 · 10 ² · 2. 8 ² +30 · 2. 8=3886. 4 сек = 1. 08 сағ

5. Шаю уақыты. Мына (4. 12) теңдеу арқылы шаю жылдамдығы анықталады.

w _ш = w _ф =

w _ш =3. 65·10 ^-4 м ³ /(м ² ·сек) = 1, 32 м ³ /(м ² ·сағ) .

Шаятын судың мөлшері

V _ш = = 0. 276 м ³ /м ²

(4. 14) теңдеуі арқылы шаю уақыты анықталады.

τ _ш =

τ _ш = =0. 209 сағ

6. Жалпы фильтрлеу циклінің ұзақтығы. Фильтрді түсіру ұзақтығы τ _р = 15мин= 0. 25 сағ және фильтрлеуші бетін дайындауға қажетті уақыты, τ _дайын = 10 мин=0, 166 сағ қабылданады. (I, 108бет) . Осылайша, фильтрлеу циклінің жалпы өту ұзақтығы

τ _ж = τ _ф +τ _ш +τ _р +τ _дайын

τ _ж = 1. 08+0. 209+0. 25+0. 166=1. 7 сағ

7. Қажетті фильтрлеу беті. Фильтрдің фильтрат бойынша өнімділігі және фильтрлеу циклінің ұзақтығы бойынша қажетті фильтрлеу бетінің өлшемі анықталады.

S = (1. 11)