* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

807 ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЕ 88 0 р и в а т ь к а к свободное о с а ж д е н и е ч а с т и ц т в е р д о й ф а з ы в ж и д к о с т и под действием ц е н т р о б е ж н ы х с и л , в о з н и ­ кающих п р и вращении ротора. Скорость свободного о с а ж д е н и я в п о л е ц е н т р о б е ж ­ ных сил определяется по ур-нию: d m Qf i m ~ Z ) I S Д ( т+ 1 ) / Ъ < т + 1 >/ 3 v=cb 333 ( 2 т - 1 ) / 3 и. 2 где d — диаметр частицы; Q/ И Ц.—плотность и вязкость жидкой фазы; Д — разность плотностей твердой и жидкой фаз; j — ускорение поля центробежных сил, равное е> г; е>—• угловая скорость вращения ротора; г — расстояние от оси вращения ротора до частицы; С и т — постоянные, зависящие от х а ­ рактера осаждения частиц характеризуемого значением числа Рейнольдса Be. При ламинарном режиме осаждения: С = 1 , 7 Ы 0 ; т = 2 ; В е < 1 , 6 ; при переходном: С = 2 , 4 9 - 1 0 ~ ; т = 1 , 2 ; 1 , 6 < В е < 4 2 0 ; при турбулентном: С = 5 , 3 6 ; т = 0 , 5 ; В е > 4 2 0 . Наиболее распространен случай, когда В е < 1,6, тогда п - 4 3 _d*Aj_d*&Frg 1 8 ц " 18Ц. 2 где Fr— фактор разделения, равный (a rig. Н а р и с . 1 п р и в е д е н а схема ротора о с в е т л я ю щ е й центрифуги. Суспензия вводится в центр днища вра­ щ а ю щ е г о с я р о т о р а ; осветлен­ н а я ж и д к о с т ь (фугат) отво­ дится в верхней части ротора, а твердые ч а с т и ц ы о с а ж д а ю т ­ ся на внутренних стенках ро­ тора, образуя осадок. П р о и з в о д и т е л ь н о с т ь освет­ ляющих центрифуг можно оп­ ределить по ур-нию: 4> Рис. 1. Схема ротора ос­ ветляющей центрифуги: 1 — подвод суспензии; 2 — отвод фугата; 3 — осадок. r _dQ 7 где Q — количество разделяемой суспензии за время т; 2 — индекс производительности центрифуги, равный FFr где F — рабочая поверхность осаждения ротора; а— характеристика разделяемости суспензии, зависящая от сте­ пени дисперсности дисперсной фазы, вязкости и плотности дисперсионной среды; <р— безразмерный коэфф. эффектив­ ности работы центрифуги, равный 0,2—0,7; х = 1,0; 0,75; 0,50 — соответственно при ламинарном, переходном и тур­ булентном режимах осаждения» x t Производительность центрифуги можно увеличить п у т е м у в е л и ч е н и я п о в е р х н о с т и о с а ж д е н и я , что дости­ г а е т с я у д л и н е н и е м р о т о р а , его делением на кольцевые камеры и л и введением в р о т о р п а к е т а к о н и ч . т а р е л о к ( р и с . 2). У в е ­ личение и н д е к с а про­ и з в о д и т е л ь н о с т и цен­ т р и ф у г и 2 за счет п о в ы ш е н и я ф а к т о р а р а з д е л е н и я эффективн ) л и ш ь д л я л а м и н а р н о й об­ ласти осаждения (Ц. высоко­ д и с п е р с н ы х систем). О с а д и т е л ь н о е цен­ т р и ф у г и р о в а н и е — Рис. 2. Схема ротора низкодисперсных центрифуги с пакетом р а з д е л е н и е конических тарелок: с у с п е н з и й со з н а ч и т е л ь н ы м со­ J — подвод суспензии; д е р ж а н и е м твердой ф а з ы . О н о 2— отвод фугата; 3 — с л а г а е т с я и з о с а ж д е н и я т в е р ­ конические тарелки. дой ф а з ы , у п л о т н е н и я о с а д к а и удаления жидкости, удерживаемой молекуляр­ ными с и л а м и . П р и б о л ь ш о й к о н ц е н т р а ц и и т в е р ­ дой ф а з ы и достаточной однородности суспензии.воз­ м о ж н о о с а ж д е н и е твердой ф а з ы с образованием~пЬверхности р а з д е л а . П р и н и з к и х к о н ц е н т р а ц и я х твердой ф а з ы о с а ж д е н и е п р о и с х о д и т без о б р а з о в а н и я п о в е р х ­ ности р а з д е л а . Н а р и с . 3 п о к а з а н а с х е м а о с а д и т е л ь н о й Ц . с одновременным подводом с у с п е н з и и , у п л о т ­ нением и в ы г р у з к о й о с а д к а с п о м о щ ь ю ш н е к а . Ц е н т р о б е ж н а я ф и л ь т р а ц и я состоит из собственно ф и л ь т р а ц и и в п о л е центробежных сип , с о б р а з о в а н и е м о с а д к а , о т ж и м а и з него жидкости и : ее у д а л е н и я . Ц е н т р о б е ж н а я ф и л ь т р а ц и я особенно i в ы г о д н а , когда хотят & п о л у ч и т ь осадок с Г ".&. && jPli. / j . u I I 2 м а л ы м содержанием tl Г ~"Т щ I & • &fey^l^ в л а г и п р и любом соЛг^——1гк1 J Z J L < отношении плотноУ > А У У^Г&Т^ твердой и жидI / / 1 / .Л/•&•&! к о й ф а з . П р и центро­ б е ж н о й фильтрации влажность осадка бывает н а 40—60% Рис. 3. Схема непрерывно дейст­ м е н ь ш е , ч е м при вующей осадительной центрифуги: обычной фильтрации, 1—ротор; 2—выгружающий шнек; 3 — подвод суспензии; 4 — отвод и н а 30—40% мень­ фугата; 5 — выгрузка осадка. ш е , чем после осадительного Ц. П р и ц е н т р о б е ж н о й ф и л ь т р а ц и и р а з б . суспензий в е с ь п о л е з н ы й объем р о т о р а п е р в о н а ч а л ь н о заполняет­ с я с у с п е н з и е й , а з а т е м п о мере о т д е л е н и я фугата в р о т о р н е п р е р ы в н о п о д а ю т новые п о р ц и и . После за­ п о л н е н и я о с а д к о м з н а ч и т е л ь н о й ч а с т и рабочего про­ с т р а н с т в а ротора п о д а ч у с у с п е н з и и п р е к р а щ а ю т , от­ ж и м а ю т ж и д к у ю ф а з у и в ы г р у ж а ю т осадок. В п р о м ы ш л е н н о й п р а к т и к е р а с п р о с т р а н е н о Ц. к о н ц . с у с п е н з и й ( с а х а р н ы й у т ф е л ь , с у л ь ф а т аммония), к о г д а о п е р а ц и я о б р а з о в а н и я о с а д к а кратковременна по с р а в н е н и ю с д р у г и м и ф а з а м и . Этот с л у ч а й носит н а з в а н и е ц е н т р о б е ж н о г о о т ж и м а ; осадок уплотняется, а ф у г а т п р о х о д и т через ф и л ь т р у ю щ у ю с т е н к у ротора и з а т е м о т в о д и т с я и з ц е н т р и ф у г и . Центробежную ф и л ь т р а ц и ю м о ж н о п р о в о д и т ь и к а к непрерывную о п е р а ц и ю с подводом& к одному к р а ю фильтрующего р о т о р а с у с п е н з и и , к - р а я д в и ж е т с я в д о л ь его образую­ щ е й : о с в о б о ж д а я с ь от ж и д к о й ф а з ы , т в е р д ы й осадок выгружается с другого к р а я ротора. Скорость отделения ф у г а т а от осадка п р и Ц . убывает с течением в р е м е н и . Своеобразным процес­ сом Ц . я в л я е т с я с е п а р а ­ ц и я эмульсий— разделе­ ние ж и д к о с т е й , о б л а д а ­ ющих различной плотно­ стью. Н а рис. 4 показана схема б а р а б а н а т а р е л ь ­ ч а т о г о с е п а р а т о р а ; более т я ж е л а я жидкость от­ брасывается к перифе­ рии, оттуда о т в о д и т с я , а л е г к а я ж и д к о с т ь име­ ет в ы х о д б л и ж е к цент­ ру. Ц . , предназначаемые для разделения суспен­ з и й , более б ы с т р о х о д н ы , Рис. 4. Схема барабана тарель­ чем Ц . , испо л ьз уемые чатого сепаратора: J — под­ д л я о с в е т л е н и я и л и оса­ вод эмульсии; 2—тарелки; В— отвод тяжелой жидкости; 4— ждения. О н и создают отвод легкой жидкости. очень высокое центри­ ф у г а л ь н о е п о л е . Н а р и с . 5 п р и в е д е н а схема трубчатой с в е р х ц е н т р и ф у г и , п р е д н а з н а ч а е м о й д л я разделения э м у л ь с и й . Т а к о г о типа с у п е р ц е н т р и ф у г и могут раз­ в и в а т ь от 10 000 д о 50 000 об/мин и с о з д а в а т ь поле ц е н т р о б е ж н ы х с и л д о 65 000 g. Т и п ы п р и м е н я е м ы х ц е н т р и ф у г многочисленны; их п о д р а з д е л я ю т п р е ж д е всего п о в е л и ч и н е фактора р а з д е л е н и я н а обычные ( / V < 3 5 0 0 ) и с в е р х ц е н т ­ р и ф у г и ( / > > 3 5 0 0 ) . П е р в ы е и с п о л ь з у ю т преим. д л я р а з д е л е н и я н и з к о д и с п е р с н ы х ( к р у п н о с т ь более 10—50 мк) с у с п е н з и й р а з л и ч н о й к о н ц е н т р а ц и и , а так; 3 с т е и