Лекция 9. Фильтры, применяемые в перерабатывающей промышленности.

План лекции.

1) Основы фильтрации.

2) Фильтр-прессы.

3) Фильтрующая центрифуга.

1) Процесс фильтрации применяется для разделения суспензий на твердую (осадок) и жидкую (фильтрат) фазы.

Для движения жидкости в порах осадка и фильтрующей перегородки необходимо создать перепад давления по обе сто­роны фильтрующей перегородки. Этот перепад, может быть создан за счет разрежения (вакуум-фильтры) или за счет дав­ления (фильтры под давлением) с одной стороны фильтрующей перегородки.

Производительность фильтра зависит от режима фильтрации (давление, температура), характера фильтрующей перегородки и физико-химических свойств осадка.

Поток жидкости в порах осадка и фильтрующей перегородке характеризуется весьма малыми значениями чисел Рейнольдса, что соответствует ламинарному режиму движения жидкости в капиллярах.

Поэтому вывод уравнения фильтрации базируется на известном законе ламинарного течения, выражаемом уравнением Пуазейля:

где: Δ р — перепад давления па фильтре в н/м²; μ — вязкость жидкости фильтрата в н• сек/м²; l— длина пор (капилляров) в м; d— диаметр пор, м; u— скорость жидкости в капилляре в м/сек.

Зная скорость движения фильтрата, можно определить расход фильтрата:

V_c = uּ F

F — поверхность фильтрации.

В промышленной практике наиболее распространена нестационарная фильтрация, скорость котоpoй выражается в диффе­ренциальной форме.

Уравнение фильтрации обычно пишется для 1 м² поверхности фильтрации.

т. е. скорость u прямо пропорциональна перепаду давления dp и обратно пропорциональна сопротивлению фильтрации R.

2) Фильтр-прессы используются для очистки продуктов как в производственных, так и в лабораторных условиях. Они позволяют измерять количество фильтрата, прошедшего за определенное время Давление на фильтре в процессе фильтрации должно поддерживаться постоянным.

Рамный фильтрпресс работает следующим образом. В него подается суспензия из 3) Более эффективными по сравнению фильтрационными аппаратами линейного действия являются фильтрующие центрифуги, которые разделяют на две группы: периодического действия и непрерывного действия.

Вопросы для самопроверки: Для чего применяется процесс фильтрации? От чего зависит производительность фильтра? Как выражается уравнением Пуазейля? Как определяется расход фильтрата? Запишите уравнение фильтрации? Для чего используются фильтр-прессы? Каким образом работает рамный фильтрпресс?