Практическое занятие № 11

Тема: Отстаивание и осаждение. Фильтрование.

Цель работы: Анализ работы оборудования для разделения неоднородных систем: отстойники.

Порядок выполнения работы:

1. Записать в тетради тему практической работы.

2. Ознакомится с конструкцией и принципом действия отстойников.

3. Произвести сравнительный анализ отстойниковпериодического действия и полунепрерывного действия.

4. Решить задачи.

5. Записать вывод о проделанной практической работе.

6. Ответить на контрольные вопросы.

Содержание работы: Отстаивание — это разделения неоднородных жидких или газообразных систем в результате выделения твер­дых или жидких частиц под действием гравитационной силы. Отстаивание применяется для грубого разделения суспензий, эмульсий и пылей и характеризуется низкой скоростью процесса.

Оборудование для отстаивания и осаждения по принципу дей­ствия делится на гравитационные отстойники, отстойные центрифу­ги, гидроциклоны и сепараторы.

Отстойники бывают периодического, непрерывного и полунепрерыв-ного действия.

Отстойник периодического действия представ­ляет собой плоский бассейн без перемешивающих устройств. Бас­сейн заполняется суспензией, которая отстаивается в нем в течение необходимого для разделения времени. Затем осветленный слой жидкости сливают (декантируют) через штуцера, расположенные выше слоя осадка. Осевший осадок (шлам) выгружают вручную.

Размеры и форма отстойников зависят от концентрации дисперс­ной фазы и размеров частиц. С увеличением плотности и размеров частиц размеры отстойника уменьшаются. Продолжительность отстаивания зависит от вязкости дисперсионной фазы, которая сни­жается с повышением температуры. Поэтому для ускорения про­цесса отстаивания суспензию подогревают (если это не противоре­чит технологии).

В отстойник полунепрерывного действия с наклонными перегородками (рис. 1) суспензия подается через штуцер и направляется с помощью наклонных пере­городок попеременно сверху вниз и снизу вверх. Устройство перего­родок увеличивает продолжительность пребывания суспензии и площадь поверхности отстаивания. Шлам собирается в конических бункерах и по мере накопления удаляется из них через краны.

Осветленная жидкость отводится из отстойника через верхний штуцер.

Наибольшее распространение в промышленности получили отстойники непрерывного действия.

Непрерывнодействующий отстойник с гребковой мешалкой (рис. 2.) представляет собой цилиндрический резервуар с коническим днищем и внутренним кольцевым желобом вдоль верхнего края отстойника. Мешалка с наклонными лопастями, на которых расположены гребки для пере­мещения осадка к разгрузочному люку, вращается с переменной частотой от 0,02 до 0,5 мин^-1.

Рис. 1. Отстойник полунепрерывного действия с наклонными пере­городками: 1 — корпус; 2 — наклонные перегородки; 3 — бункера

Суспензия

Рис. 2. Отстойник непрерывного действия с гребковой мешалкой:

1 — кольцевой желоб; 2 — мешалка; 3 — гребок; 4 — люк; 5 — коническое днище; 6 -цилиндрический резервуар

Суспензия непрерывно подается по трубе в середину резервуара. Осветленная жидкость переливается в кольцевой желоб и отводится из отстойника. Шлам удаляется при помощи диафрагменного насо­са. Извлечение жидкости из шлама, если она является ценной для производства или ее извлечение необходимо по технологическим условиям, производится в установке для противоточной промывки. В таких отстойниках достигаются равномерная плотность осадка, эффективное его обезвоживание. Недостатком гребковых отстой­ников является их громоздкость.

В многоярусных отстойниках, которые представ­ляют собой несколько отстойников, поставленных один на другой, или цилиндрический резервуар с коническим днищем, внутри кото­рого имеются конические перегородки, разделяющие отстойники на ярусы (рис.3.). В результате этого значительно снизилась гро­моздкость и увеличилась площадь поверхности отстаивания. Такие отстойники используют на сахарных заводах для сгущения сатурационных соков.

Отстойник имеет общий вал, на котором расположены гребковые мешалки. Суспензия через распределительное устройство подается по трубам в стаканы каждого яруса отстойника. Осветлен­ная жидкость собирается через кольцевые желоба в коллектор. Ярусы соединены стаканами для удаления шлама. Стакан каждого вышерасположенного яруса опущен нижним концом в слой шлама нижерасположенного яруса. Таким образом, ярусы отстойника

Рис.3. Многоярусный отстойник:

1 — распределительное устройство; 2 — трубы; 3 — стакан; 4 —

гребковая мешалка; 5 — разгрузочный конус; 6 — скребок; 7—

коллектор; 8 — рама

последовательно соединены по шламу. Шлам удаляется только из нижнего яруса через разгрузочный конус, в котором установлен скребок.

Отстойник для непрерывного разделения эмульсий (рис.4) состоит из нескольких частей. Эмульсия подается в левую часть отстойника, откуда поступает в среднюю сепарационную камеру. Перегородки 2 позволяют регулировать высоту уровня смеси. В сепарационной части исходная смесь разде­ляется на составляющие под действием сил тяжести. Легкая жид­кость поднимается и вытекает из отстойника через верхний штуцер. Тяжелая жидкость опускается, проходит под правой перегородкой 3 и вытекает через нижний штуцер. Каналы для выхода жидкости образуют сообщающиеся между собой сосуды.

Рис. 4. Отстойник для непрерывного разделения эмульсий:

1— корпус; 2 — левая перегородка; 3 — правая перегородка