các quá trình thiết bị cơ học, lọc

ĐỊNH NGHĨA - Lọc trình phân riêng hỗn hợp không đồng cách cho hỗn hợp qua lớp vách ngăn: pha phân tán bị giữ lại pha liên tục qua vách ngăn pha phân tán pha liên tục vách ngăn PHÂN LOẠI • Lọc thông dụng • Vi lọc • Lọc phân tử: siêu lọc thẩm thấu ngược ƯU ĐIỂM CỦA LỌC SO VỚI LẮNG • Phân riêng phương pháp lọc nhanh triệt để so với phương pháp lắng • Phân riêng đượcnhững hệ mà lắng không thực được: huyền phù loãng có nồng độ pha rắn 5%, hạt rắn có kích thước nhỏ khả lắng… • Thời gian phân riêng nhanh, độ ẩm bã sau lọc nhỏ • Thiết bị lọc chiếm diện tích so với lắng suất • Làm việc áp suất thường, áp suất dư, áp suất chân không ĐỘNG LỰC CỦA QUÁ TRÌNH LỌC - Động lực trình lọc (ΔP) chênh lệch áp suất vách ngăn Lọc thủy Lọc áp Lọc chân tĩnh lực không P  P1  P2 ( N / m ) VÁCH NGĂN LỌC  Vách ngăn dạng hạt : (cát, sỏi, đá, than…)  Vách ngăn dạng sợi: (sợi bông, sợi đay, sợi tơ nhân tạo…)  Vách ngăn dạng tấm/lưới kim loại Vách ngăn dạng xốp: (sứ xốp, cao su xốp…) VÁCH NGĂN LỌC (tt) Yêu cầu chung: - Giữ pha rắn nhiều tốt, đồng thời trở lực với pha liên tục nhỏ tốt - Phân bố đồng lỗ mao dẫn bề mặt vách ngăn - Khó bị làm bẩn, dễ tái sinh - Bền nhiệt, bền hóa học bền học - khó cháy nổ VÁCH NGĂN LỌC (tt) Khả giữ pha rắn vách ngăn lọc: Cm  Cn  100% Cm Cm – nồng độ pha rắn hỗn hợp ban đầu Cn – nồng độ pha rắn nước lọc PHÂN LOẠI • Vật ngăn lọc bề mặt: giấy •Vật ngăn lọc sâu: lọc, vải lọc, nỉ, len, lưới kim lớp than, sỏi, đá, cát… loại… PHÂN LOẠI(tt) *Lọc bề mặt: - Khó giữ hạt mịn - Pha phân tán bị giữ lại bề mặt vật ngăn *Lọc sâu: - Pha phân tán bị giữ lại bề mặt vật ngăn vật ngăn - Giữ hạt có kích thước nhỏ PHƯƠNG TRÌNH LỌC (tt)  Hằng số lọc C(m3/m2): Rv Rv C   const r0 X rm X m Hay: Rv  m.Cm C  rm  o Cm Rv  m.Cm C ro  C (  m  1) o m r o PHƯƠNG TRÌNH LỌC (tt)  Trở lực vách ngăn: C.rm  o Cm Rv   m.Cm C.r0  Cm m  Rv  (  ) (1  m.Cm )  r 0 PHƯƠNG TRÌNH LỌC (tt) RỬA BÃ LỌC - Là trình trích ly chất hòa tan nằm pha rắn chuyển vào nước rửa  Phương pháp rửa bã chủ yếu: - Hòa bã lọc vào nước rửa, tạo dịch huyền phù đem lọc lại - Tiến hành cho dòng nước rửa qua máy lọc sau lọc  Quá trình rửa bã chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố: -Kích thước, hình dạng hạt rắn -Tốc độ dòng nước rửa - Độ xốp lớp bã, chiều dày lớp bã -Tính chất nước rửa RỬA BÃ LỌC (tt) - Nồng độ nước rửa thời điểm bất kỳ: C  K r Wr  r ln   C  C0 e C0 h0 - Lượng nước rửa cần thiết: Vr  Wr S  r ( m ) - Kr : số rữa bã -Wr: tốc độ dòng nước rửa -S: diện tích bề mặt lớp bã lọc -tr : thời gian rữa bã  K r Wr  r h0 THIẾT BỊ LỌC  Thiết bị lọc bụi khô: THIẾT BỊ LỌC  Thiết bị lọc bụi ướt THIẾT BỊ LỌC  Bể lọc hở: Bài 1: Trong thời gian lọc thí nghiệm huyền phù điều kiện áp suất không đổi, sử dụng thiết bị lọc ép có diện tích bề mặt 0,1 (m2) thu bảng số liệu sau: Nước lọc thu Thời gian từ bắt đầu (lít) thí nghiệm (s) 2,4 50 9,8 600 Xác định số lọc: K (m2/s) C (m3/m2) Bài 2: Dung dịch huyền phù nhôm hydroxit đem lọc điều kiện áp suất không đổi ∆P = 4.104 (Pa), với thiết bị lọc gián đoạn có diện tích bề mặt 1m2 Cho biết lượng huyền phù đem lọc 0,6 (m3), tỉ số thể tích bã lọc nước lọc 0,01 trở lực riêng theo thể tích bã 1,2.1014 (1/m2), độ nhớt tuyệt đối µ = 10-3(Pa.s) Bỏ qua trở lực vách ngăn, xác định thời gian lọc Bài 3: Lọc huyền phù điều kiện áp suất không đổi Cho biết: • Nồng độ pha phân tán huyền phù 9,6% • Bã lọc có độ ẩm 71,2%, khối lượng riêng bã 1225 (kg/m3), • Khối lượng riêng nước lọc 1000 (kg/m3) Xác định: • Tỉ số khối lượng bã khô thể tích nước lọc? • Tỉ số thể tích bã ẩm thể tích nước lọc? Bài 4: Lọc huyền phù với thiết bị lọc khung có diện tích bề mặt (m2) với áp suất không đổi ∆P = 3.105 (Pa) Cho biết: • Trở lực vách ngăn 109(1/m) • Trở lực riêng bã theo thể tích 1012 (1/m2) • Tỉ số thể tích bã ẩm thể tích nước lọc 0,02 (m3/m3) • Độ nhớt tuyệt đối nước µ = 10-3(Pa.s) • Xác định chiều dày lớp bã lọc sau 10 (s) Bài 5: Tiến hành lọc huyền phù có nồng độ 10,6% với áp suất không đổi thu 117 (kg) bã khô Nước lọc có khối lượng riêng 1000 (kg/m3), độ ẩm bã lọc 75% Xác định khối lượng bã ẩm, khối lượng hỗn hợp huyền phù ban đầu thể tích nước lọc thu Bài 6: Lọc huyền phù chứa 14% pha rắn theo khối lượng Cho biết: độ ẩm bã 40%, thể tích bã ẩm thu 0,5 (m3), khối lượng riêng hạt rắn 3000 (kg/m3), khối lượng riêng nước lọc 1000 (kg/m3) Xác định khối lượng huyền phù ban đầu? Bài 7: Lọc 10 (m3) huyền phù chứa 2% pha rắn tính theo khối lượng Cho biết: • Khối lượng riêng huyền phù 1120 (kg/m3) • Khối lượng riêng nước lọc 1000 (kg/m3) • Độ ẩm bã lọc 25% Xác định:  Khối lượng bã ẩm thu được?  Giá trị Xm thể tích nước lọc ? ... nhanh, độ ẩm bã sau lọc nhỏ • Thiết bị lọc chiếm diện tích so với lắng suất • Làm việc áp suất thường, áp suất dư, áp suất chân không ĐỘNG LỰC CỦA QUÁ TRÌNH LỌC - Động lực trình lọc (ΔP) chênh lệch... không thu dịch lọc • Bã không bị nén ép: gồm hạt không bị biến dạng, phân bố tạo thành lỗ có kích thước không đổi ta thay đổi áp suất lọc VẬN TỐC LỌC * Vận tốc lọc: lượng nước lọc thu đơn vị... nhỏ BÃ LỌC • Bã bị nén ép: gồm hạt bị biến dạng Khi tăng áp suất lọc lên từ từ thể tích bã giảm xuống (do ống mao quản bị thu hẹp lại) Do đó, trở lực riêng bã tăng lên, làm cho vận tốc lọc giảm