phương pháp phân riêng hệ dị thể lọc chất lỏng

Việc tách chất rắn ra khỏi huyền phù bằng vật liệu xốp hoặc màng chắn có lỗ để giữ chất rắn và cho phép lỏng chảy qua gọi là Lọc. Trong phòng Thí nghiệm, quá trình lọc được thực hiện bằng phương pháp phễu Buchner: chất lỏng được hút qua lớp hạt mỏng sử dụng nguồn hút chân không. Đơn giản hơn, chỉ cần đổ huyền phù vào giấy lọc đặt trên một phễu nón. Trong công nghiệp, khó khăn gặp phải là cơ khí hóa để xử lý lượng rất lớn huyền phù và bã rắn. Một lớp bã rắn dày hình thành nên để đạt được hiệu suất lỏng qua bã rắn cao cần áp suất lọc cao hơn và diên tích lọc lớn. Cơ chế của quá trình lọc điển hình được mình hoạ trong hình 7.1, bao gồm : vách ngăn (ở đây là một miếng vải), giá đỡ, lớp chất rắn – bã lọc đã hình thành. Thể tích huyền phù cần xử lý có thể từ lượng cực lớn để xử lý quặng và lọc nước trong ngông nghiệp khai thác mỏ đến lượng khá nhỏ trong công nghiệp tính chế hóa chất. Các yếu tố chính được cân nhắc khi lựa chọn thiết bị và điều kiện hoạt động là : Các tính chất của chất lỏng, đặc biệt là độ nhớt, khối lượng riêng và tính ăn mòn. Bản chất của hạt rắn: kích thước và hình dạng hạt, phân bố kích thước. Nồng độ chất rắn lơ lửng. Số lượng huyền phù cần xử lý. Sản phẩm có giá trị là chất rắn, lỏng hay cả hai. Khi nào cần rửa bã lọc. Khi nào cần gia nhiệt. Khi nào các hình thức tiền xử lý là hữu ích. Về cơ bản lọc là một phương pháp cơ học và ít đòi hỏi năng lượng. Năng suất lọc phụ thuộc các yếu tố quan trọng sau: Độ giảm áp lực Diện tích bề mặt lọc Độ nhớ huyền phù Trở lực lớp bã Trở lực môi trường lọc. Có 2 phương thức lọc cơ bản : Lọc bề mặt : các hạt rắn lắng trên bề mặt của vách ngăn xốp Lọc sâu: hạt rắn chui vào sâu trong lỗ mao quản. Phổ biến khi loại bỏ hạt mịn trong huyền phù loãng mà không yêu cầu thu hồi bã.

C CH T L NG

THU T PHÂN RIÊNG

I DUNG

Gi i thi u

Lý thuy t l c

Quá trình l c th c t

Thi t b c

3

2

4

1

1 GI I THI U

• L c là quá trình tách h t r n ra kh i huy n phù b i vách ng n x p.

• 2 ph ng th c l c c b n:

+ L c b m t + L c sâu

• L c là ph ng pháp c h c và ít t n n ng l ng

ng su t l c ph thu c :

+ chênh l ch áp su t + Di n tích b m t l c + nh t huy n phù + Tr l c vã và vách ng n

Hình 1: Quá trình l c ch t l ng

2 LÝ THUY T L C

• Trong quá trình l c, mao qu n h p d n N u áp su t l c là h ng s ,

u l ng dòng ch t l ng gi m d n và c tính theo ph ng trình:

i bã không ch u nén ép, x p e c a bã không i

ph ng trình l c c b n :

Trong ó r – tr l c riêng ph n; r ph thu c S, e.

3 QUÁ TRÌNH L C TH C T

3.1 Vách ng n

• L p vách l c chung là t p c a vách ng n x p và l p bã

• Yêu c u khi l a ch n vách ng n :

- Ch ng n mòn

- Tr c nh

i l c

i kim lo i

ng s

3 QUÁ TRÌNH L C TH C T

3.2 S bít kín vách l c

Huy n phù có n ng cao t o bã có x p l n h n và khó gây ra s b t kín mao qu n

n so v i huy n phù loãng

3.3 nh h ng c a s l ng n quá trình l c

Quá trình l ng di n ra nhanh các h t r n b trí l n x n

hình thành l p bã có p cao và tr c th p

Quá trình l ng ch m, các h t r n s p x p tr t t , mao qu n

t kín

3.4 C n tr quá trình t o bã

• L p bã dày gây tr l c l n làm gi m t c l c

=> S d ng l i dao c o h n ch chi u dày l p bã

• T c dao :

- T c th p : bã c c o s ch và l i hình thành cho t i

t c o ti p theo

- T c cao : bã có dày không i Hình 3: Th tích n c trong thu c trên m t

n v m t c t ngang c a thi t b l c theo th i gian nhi u t c khu y

3 QUÁ TRÌNH L C TH C T

3.5 L c chéo dòng

• Huy n phù c tu n hoàn và duy trì dòng ch y v i t c cao song song v i b m t vách l c => h t r n b kéo theo dòng l ng và quá trình t o bã b c n tr

• T c tu n hoàn = 10-20 l n t c l c

ng d ng: l c huy n phù loãng b ng màng l c

3.6 X lý s b huy n phù tr c khi l c

• Huy n phù loãng có h t r n d l ng => l ng s b

• Huy n phù loãng có h t r n nh = > keo t

• S n ph m là n c trong và th i b bã => s d ng ch t tr l ng

• Pha loãng ho c t ng nhi t gi m nh t

3 QUÁ TRÌNH L C TH C T

3.7 R a bã l c

• M c ích : Lo i b n c trong và ch t tan còn l i trong bã l c

• Hai giai n c a quá trình r a bã:

- Giai n 1: n c trong c thay th t bã l c b i dung d ch r a (lo i 90% n c trong bã)

- Giai n 2: r a khu ch tán, dung môi khu ch tán vào ch t l ng r a t các kho ng tr ng ít t i c

• S hình thành kênh trên bã d n n ph n l n bã không c r a s ch

4 THI T B L C

LIÊN C

GIÁN

N

c chân không thùng quay

c

Thi t b

c t m

a quay

c b ng t i

Máy l a

Thùng l c

Phân lo i thi t b c

Máy l c ép khung b n

4 THI T B L C

• Quá trình l c trong b c di n ra theo nguyên lý l c sâu

• Ngày nay các b c b ng h t r n kích th c l c thay th cho

• T c xác nh theo ph ng trình :

• Ch còn áp d ng trong 1 s ít l nh v c nh công nghhi p s n xu t

ng (Túi l c Taylor)

4.2 B c

4.3 L c túi

4 THI T B L C

• Máy l c ép khung b n

4.4 Thi t b c áp l c

Nh m: Thao tác b ng tay nhi u,

i l c chóng b mài mòn, r a bã không tri

m: t l c trên m n v di n tích l c l n chênh áp su t l n, ki m soát c quá trình làm vi c

Hình 6: C u t o khung và b n

4 THI T B L C

• Máy l c ép ki u bu ng

4.4 Thi t b c áp l c

Nh m: Thao tác b ng tay nhi u, v n hành v t v

i l c chóng b mài mòn, r a bã không tri

m: u t n gi n, chi phí b o trì th p

Di n tích b t l c l n, áp l c làm vi c cao

Không b c rãnh c p huy n phù khi h t r n l n

Hình 6: T m lõm trong máy l c ép ki u bu ng

4 THI T B L C

4.5 Thi t b c t m

m l c d ng tròn g n trên m t tr c ngang gom n c l c,

trong quá trình l c các t m quay t th p nên bã hình thành ng u Các t m có th quay trên l i dao c lo i b bã tr ng thái khô

Th ng dùng trong công nghi p th c ph m, khoáng s n …

m các t m l c hình ch nh t d c trong thùng l c,

áy thùng d ng côn, có c u rung tháo bã t ng

qua 1 c a m nhanh áy thùng

4 THI T B L C

4.6 Thi t b c chân không

• Phân lo i và l a ch n Thi t b c chân không

ng 1: Các lo i thi t b c chân không

4 THI T B L C

• Lo i n m ngang

4.6 Thi t b c chân không

Hình 12: Máy l c Prayon

u m:

- Di n tích l c l n, h n 85%

- Chi phí v n hành b o d ng th p, d

thay v i l c

- X s ch bã

- S d ng v t li u ch ng n mòn

- T n d ng n c b ng r a ng c

- Hi u qu áp su t th p n 15kN/m2

ng d ng:

- L c ch t l ng n mòn cao trong s n

xu t axit photphoric

4 THI T B L C

• Lo i b ng t i

4.6 Thi t b c chân không

u m:

phân ph i

- Không yêu c chân không l n

ng l ng c a h t r n trùng nhau nên

thúc y quá trình l c t t

- Các h t l n có xu h ng l ng tr c

trên b t v i l c t o l p bã ch ng s

bít kín

- R a bã hi u qu n

4 THI T B L C

• Lo i thùng quay

4.6 Thi t b c chân không

m 2 lo i:

- Chân không t o ra trong khoang t o các vùng

làm vi c;

- Chân không trong toàn b không gian bên

trong thùng.

Chu k c g m :

R a bã S y bã Làm s ch v i l c

Hình 14: S c chân không thùng quay

u m:

- Bã l c m ng, làm s ch bã hi u qu

- V i l c không b n mòn c h c

- V i l c c g n vào thùng l c n gi n và d thay th

- N u c n thi t, v i l c c h ng t i 1 con l n khác a bã l c sang thi t b

y liên t c ho c sang các thi t b khác.

4 THI T B L C

• Lo a quay

4.6 Thi t b c chân không

m:

- Chi phí cho 1 n v di n tích l c th p

thi t b nh n

- Có th lý 2 lo i huy n phù khác

nhau trong 1 máy

- Khó kh n trong quá trình r a bã

- V i l c ph i b n

- Bã l c không ng u

Hình 15: Thi t b l c chân không ki u a

4 THI T B L C

m:

- Thi t b nh n, làm vi c ch n ch n

- R a và s y bã n gi n

- Không quan sát c quá trình l c

Trân tr ng c n !