Phân riêng bằng vật ngăn

LOGO Phân riêng hệ không đồng nhất bằng vật ngăn KỸ THUẬT PHÂN RIÊNG 1 LOGO NỘI DUNG Các khái niệm cơ bản 1 Động lực quá trình lọc 2 Vận tốc lọc và phương trình lọc 3 Ưu nhược điểm và ứng dụng 4 Các máy và thiết bị lọc 5 Tính toán thiết bị lọc 6 2 LOGO 3.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN Hệ khí không đồng nhất: Lọc là quá trình cho hỗn hợp khí – bụi đi qua vách ngăn xốp, các hạt bụi được giữ lại trên bề mặt vách ngăn, còn khí sạch đi qua. Quá trình Lọc Hệ lỏng không đồng nhất: Quá trình lọc chỉ áp dụng cho hệ huyền phù, không áp dụng cho hệ nhũ tương. Hạt rắn được giữ lại, nước lọc đi qua vách ngăn. Phân riêng hệ không đồng nhất nhờ vật ngăn còn được gọi là quá trình lọc; dùng đối với cả hệ khí và hệ lỏng không đồng nhất. 3 LOGO 3.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN (TIẾP) 4 Sơ đồ nguyên lý quá trình lọc LOGO 3.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN (TIẾP) Bộ phận quan trọng của quá trình lọc là vật ngăn. Vật ngăn bao gồm: Vách ngăn và bã. Trong quá trình lọc, trở lực của vật ngăn tăng dần lên do lượng bã càng ngày càng nhiều, còn chiều dày vách ngăn không thay đổi. 5 LOGO 3.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN (TIẾP) Để tiến hành lọc một hệ khí hay lỏng không đồng nhất bất kì có thể dùng rất nhiều loại vách ngăn khác nhau. Vách ngăn - Dạng hạt: cát, đá, sỏi, than. - Dạng bông, sợi đay, sợi tơ nhân tạo - Dạng tấm lưới như lưới kim loại - Dạng vật xốp như: sứ xốp, thủy tinh xốp, cao su xốp 6 LOGO 3.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN (TIẾP)  Khi lựa chọn vách ngăn phải dựa vào các đặc tính hóa lý của các pha trong hệ không đồng nhất cần phân riêng để đảm bảo được các yếu tố sau: Lựa chọn vách ngăn - Chỉ cho một lượng rất nhỏ các hạt rắn có đường kính nhỏ lọt qua vách ngăn - Khó bị làm bẩn, làm tắc các lỗ mao quản, dễ tái sinh - Đảm bảo độ bền nhiệt độ, độ bền hóa học và độ bền cơ học - Khó cháy nổ 7 LOGO 3.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN (TIẾP) Đối với hệ lỏng không đồng nhất: Phân loại vách ngăn - Phân loại theo nguyên tắc tác dụng: - Phân loại theo cấu trúc: + Vách ngăn lọc bề mặt + Vách ngăn lọc bề sâu + Vách ngăn lọc uốn được + Vách ngăn lọc không uốn được 8 LOGO 3.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN (TIẾP) Đối với hệ khí không đồng nhất: Phân loại vách ngăn Cũng sử dụng các loại vách ngăn tương tự như trong hệ lỏng không đồng nhất. Vách ngăn thường được làm từ các sợi tự nhiên hay sợi tổng hợp tạo thành các túi hình trụ, hình nón, hay hình hộp. Thường dùng nhất là loại D= 150 ÷ 400 mm, L = 2400 ÷ 3000mm. Phổ biến nhất là loại có tỷ số L/D=16/1 Phụ thuộc vào loại sợi, kích thước sợi, vật liệu làm sợi và cách dệt mà có rất nhiều loại vải lọc khác nhau. 9 LOGO 3.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN (TIẾP) Bã là thành phần thứ hai tạo nên vật ngăn, và quan trọng không kém vách ngăn. Bã lọc Dựa vào cấu đặc tính của pha rắn, bã lọc được chia làm hai loại: Bã lọc không bị nén ép và bã lọc bị nén ép (1)Bã lọc không bị nén ép (bã lọc chịu nén ép) bao gồm các hạt không bị biến dạng (chủ yếu là các hạt ở dạng tinh thể) phân bố tạo thành các lỗ có kích thước không đổi thi thay đổi độ lớn của động lực lọc (áp suất lọc) (2)Bã lọc bị nén ép (bã lọc không chịu nén ép) bao gồm các hạt bị biến dạng (chủ yếu là các hạt vô định hình). Khi tăng động lực lọc (áp suất lọc) thì thể tích bã giảm xuống (do các ống mao quản bị thu hẹp lại), do đó trở lực riêng của bã tăng lên và vận tốc lọc sẽ giảm dần. 10 [...]... ƯU NHƯỢC ĐIỂM VÀ ỨNG DỤNG (TIẾP)  Ứng dụng: Phân riêng hệ không đồng nhất theo phương pháp lọc được ứng dụng rất rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau: hóa chất, thực phẩm, luyện kim, dược phẩm, vật liệu xây dựng… và nhiều ngành công nghiệp tương tự 21 LOGO 3.5 CÁC MÁY VÀ THIẾT BỊ LỌC  Tháp đệm: - Cấu tạo: Thiết bị dạng trụ, bên trong có chứa lớp vật liệu rỗng - Để tăng hiệu suất  phun nước... chiều tăng của thời gian lọc - Trở lực vách ngăn cũng ảnh hưởng đến vận tốc lọc 15 LOGO 3.3 VẬN TỐC LỌC VÀ PHƯƠNG TRÌNH LỌC (TIẾP) LOGO Phương trình lọc Thiết lập phương trình lọc tức là thiết lập phương trình để tính thời gian lọc hay tính lượng nước lọc sau 1 khoảng thời gian 𝛥𝛥 𝐹 𝑑𝑑 3 = [m /s] µ𝜌2 ℎ2 + ℎ 𝑡𝑡 𝑑𝑑 Tính năng suất lọc và thời gian lọc bằng cách tích phân phương trình trên với: h2 = Ta được:... suất giữa hai phía của vật ngăn Độ chênh lệch áp suất đó gọi là động lực của quá trình lọc Động lực này được tạo ra bởi: Áp suất thủy tĩnh Động lực quá trình lọc Bơm chất lỏng hoặc nén khí Hút chân không 11 3.3 VẬN TỐC LỌC VÀ PHƯƠNG TRÌNH LỌC (TIẾP) LOGO Vận tốc lọc Vận tốc lọc là lượng nước lọc đi qua một đơn vị diện tích bề mặt lọc trong một đơn vị thời gian và được biểu diễn bằng công thức: 𝑑𝑑 3 2... (TIẾP) LOGO Vận tốc lọc Vận tốc lọc là lượng nước lọc đi qua một đơn vị diện tích bề mặt lọc trong một đơn vị thời gian và được biểu diễn bằng công thức: 𝑑𝑑 3 2 𝑊= [𝑚 /𝑚 𝑠] 𝐹𝐹 Lượng nước lọc đi qua vật ngăn được biểu diễn theo phương trình sau: 𝜋 𝑟 4 𝑛 𝐹 𝜏 𝛥𝛥 2 𝑉= [m ] 8 𝜇 𝑙 Như vậy ta có vận tốc lọc: 𝑑𝑑 𝜋 𝑟4 𝛥𝛥 3 2 𝑊= = [ m /m s] 𝐹 𝑑𝑑 8 𝜇 𝑙 12 3.3 VẬN TỐC LỌC VÀ PHƯƠNG TRÌNH LỌC (TIẾP) Vận tốc lọc... Thời gian, t 18 LOGO 3.4 ƯU NHƯỢC ĐIỂM VÀ ỨNG DỤNG  Ưu điểm - Khả năng làm sạch nhanh và cao so với một số phương pháp làm sạch khác -Thiết bị lọc chiếm ít diện tích - Hàm lượng ẩm trong bã khô khi phân riêng huyền phù rất nhỏ (nhỏ hơn 5%) - Làm việc ở áp suất thường, áp suất chân không hoặc áp suất dư - Làm sạch được các hệ không đồng nhất có nhiệt độ cao và có tính ăn mòn hóa học - Có khả năng tự... /𝑚2 𝑠] 𝜇 𝜌1 ℎ1 + 𝜌2 ℎ2 Sau khi biến đổi ta được: 13 LOGO 3.3 VẬN TỐC LỌC VÀ PHƯƠNG TRÌNH LỌC (TIẾP) LOGO Vận tốc lọc Ta đặt: ρ1.h1 = ρ1.htđ Htđ- chiều dày tương đương của lớp bã có trở lực bằng trở lực của vách ngăn Cuối cùng ta có: 𝛥𝛥 𝐹 3 2 𝑊= [m /m ] µ𝜌 ℎ2 + ℎ 𝑡𝑡 𝛥𝛥 𝐹 𝑑𝑑 3 = [m /s] µ𝜌2 ℎ2 + ℎ 𝑡đ 𝑑𝑑 Lưu lượng tức thời của nước lọc có thể xác định theo công thức: 14 3.3 VẬN TỐC LỌC VÀ PHƯƠNG TRÌNH... Phần lọc (các túi lọc), phần rũ bụi - Ưu điểm: hiệu suất làm sạch rất cao cả với khí có nồng độ bụi nhỏ - Nhược điểm: Tuổi thọ vải lọc thấp 23 LOGO 3.5 CÁC MÁY VÀ THIẾT BỊ LỌC (TIẾP)  Thiết bị lọc bằng vách ngăn xốp - Cấu tạo: gồm nhiều ống xốp bắt chặt trên hai vỉ ở hai đầu ống - Ưu điểm: Làm việc được ở nhiệt độ cao, không bị ăn mòn - Nhược điểm: Chỉ thích hợp với khí có nồng độ bụi cao 24 LOGO 3.5... MÁY VÀ THIẾT BỊ LỌC  Tháp đệm: - Cấu tạo: Thiết bị dạng trụ, bên trong có chứa lớp vật liệu rỗng - Để tăng hiệu suất  phun nước từ phía trên - Vì vậy, có thể xếp tháp đệm vào loại thiết bị làm sạch bằng phương pháp ướt - Nguyên lý làm việc: tương tự tháp hấp thụ 22 LOGO 3.5 CÁC MÁY VÀ THIẾT BỊ LỌC (TIẾP)  Lọc túi (lọc bụi tay áo): - Là loại thiết bị được dùng phổ biến trong công nghiệp - Cấu tạo:... dụng: Lọc huyền phù mịn, keo với hàm lượng pha rắn vào loại trung bình và nhỏ - Ưu điểm: Động lọc quá trình lớn, bề mặt lọc trên một đơn vị diện tích máy lớn - Nhược điểm: Làm việc gián đoạn, thao tác bằng tay, thời gian phụ lớn, vải lọc chóng hỏng 25 LOGO 3.5 CÁC MÁY VÀ THIẾT BỊ LỌC (TIẾP)  Máy lọc ép khung bản 1-Khung; 2-Bản; 3-Vải lọc; 4-Chân đỡ; 5-Bản cố định; 6-Bản di động; 7-Dầm đỡ khung bản;... loại thiết bị làm việc gián đoạn, dùng để lọc huyền phù có nồng độ pha rắn bé - Cấu tạo: Bộ phận cơ bản của thiết bị là những bản tiết diện lòng máng, có lồng các tấm tạo gân Các bộ phận này được bọc bằng vải lọc và đặt trong vỏ thiết bị - Ưu điểm: Năng suất cao, vải lọc lâu hỏng, tốn ít nước rửa - Nhược điểm: Giá thành thiết bị cao, khó thay vải lọc khó kiểm tra chiều dày bã 27 LOGO 3.5 CÁC MÁY VÀ . quá trình lọc là vật ngăn. Vật ngăn bao gồm: Vách ngăn và bã. Trong quá trình lọc, trở lực của vật ngăn tăng dần lên do lượng bã càng ngày càng nhiều, còn chiều dày vách ngăn không thay đổi đồng nhất: Phân loại vách ngăn - Phân loại theo nguyên tắc tác dụng: - Phân loại theo cấu trúc: + Vách ngăn lọc bề mặt + Vách ngăn lọc bề sâu + Vách ngăn lọc uốn được + Vách ngăn lọc không. LOGO Phân riêng hệ không đồng nhất bằng vật ngăn KỸ THUẬT PHÂN RIÊNG 1 LOGO NỘI DUNG Các khái niệm cơ bản 1 Động lực quá trình