Основы теории процесса фильтрования

Движущей силой процесса является разность давлений по обе стороны фильтровальной перегородки либо центробежная сила. Разность давлений по обе стороны фильтровальной перегородки создают разными способами: созданием избыточного давления над фильтровальной перегородкой либо подсоединением пространства под фильтровальной перегородкой к вакуумной линии. В этих случаях фильтрование происходит при постоянном перепаде давлений, и скорость процесса, прямо пропорциональная разности давлений и обратно пропорциональная сопротивлению осадка, описывается основным уравнением фильтрования:

(1)

где V – объем фильтрата, м³;

F – площадь поверхности фильтрования, м²;

– продолжительность фильтрования, с;

– перепад давлений, Па;

– вязкость жидкой фазы, Па∙с;

R_o и R_ф.n – сопротивление осадка и фильтровальной перегородки, м^-1.

В основном уравнении фильтрования разность давлений представляет собой движущую силу, а общее сопротивление складывается из сопротивления осадка и фильтров альной перегородки. Сопротивление осадка тем больше, чем меньше пористость осадка и больше удельная поверхность составляющих его твердых частиц; на величину сопротивления осадка влияют также размер и форма частиц.

Расчет площади поверхности фильтрования:

F_ф= , (2)

где D_вн – внутренний диаметр чана, м²;

= 3,14.

Расчет количества отводных труб, шт:

Z=F_ф/1.5, (3)

где 1.5 – максимальная площадь поверхности для 1 крана;

Расчет полезной вместимости чана:

V_ч=F_ф*H_ц*ψ (4)

где: H_ц – высота цилиндрической части чана, м³

ψ – коэффициент заполнения (ψ =0,85)

Расчет объемной производительности чана м³/час:

П_v=V_ч*n/24 (5)

где: n – количество отварок в сутки

Фактическая скорость фильтрации, м/ч:

V_ф=П_v/F_ф (6)

Расчетная (теоретическая) скорость фильтрации, м/ч:

V_р=k*∆p*d²_ч/h_ф*µ, (7)

где: k – коэффициент фильтрования

∆p – перепад давления, Па

d_ч – диаметр частиц, м

h_ф – толщина фильтрационного слоя, м

µ - коэффициент динамической вязкости, Па*с

В заключение расчета сравниваем фактическую скорость фильтрации V_ф с его расчетным значением V_р ; указываем диапазон допустимых пределов измерений.

1.5< <0,8 (8)