- Thiết bị theo phương pháp này dùng để tách các hạt sương và mù (axit, dầu) đến các hạt vài micron với mức tách trên 90% , cả đến hơn 99%.
CHƯƠNG 7: TRUYỀN NHIỆT
Trong đó e là phần thể tích của chất lỏng trong huyền phù.
Nhưng:
1-e W
U= W+W
e = e
Còn lực nổi: ρc =ρh−{ρh(1− +e) ρ.e} =ρ ρ ρ( h− )
(5.4) Thay (5.4), (5.3) vào (5.2) được biểu thức tính vận tốc lắng:
2 2 2 2 2 h 0 d ( ) W= . ( ) W . . ( ) 18 h g e f e e f e ρ ρ µ − = (5.5)
Thực nghiệm lắng bột báng (Tapioca) trong đầu Steinour tìm được: f(e) = 10-1,82(1-e) (5.6)
Năm 1916, Coe và Clevenger nghiên cứu quá trình lắng phân ly các huyền phù trong ngành luyện kim, thấy rằng sau một thời gian (kể từ lúc đổ vào) trong thiết bị hình thành các vùng rõ rệt.
Đối với huyền phù (mịn) mà miền phân bố kích thước hạt hẹp hình thành 4 vùng (hình 5.1): nước trong (1), huyền phù với nồng độ bằng nồng độ đầu (2), huyền phù có nồng độ tăng dần theo hướng trên xuống (3), và dưới cùng là lớp bã (4). Tốc độ phân tách được đặc trưng bởi tốc độ dịch chuyển mặt phân cách 1 - 2, sẽ không đổi cho đến khi mặt này đến vị trí tương ứng đỉnh của vùng (3). Sau đó tốc độ phân tách giảm đến giá trị giới hạn khi vùng (2) và (3) biến mất.
Đối với huyền phù mà kích thước hạt phân bố trong một miền rất rộng thì trong quá trình phân tách chỉ tồn tại vùng 1, 3 và 4, tức là dưới vùng nước trong (1) là vùng có nồng độ thay đổi (tăng dần) từ trên xuống dưới (3). Do đó tốc độ phân tách, đặc trưng bởi tốc độ dịch chuyển mặt phân cách 1 – 3, sẽ giảm liên tục đến giá trị giới hạn tương ứng với thời điểm vùng 3 biến mất, cũng là lúc quá trình phân tách kết thúc.
Càng xuống phía dưới tốc độ phân tách cành nhỏ là do hai nguyên nhân: nồng độ huyền phù (và do đó …) tăng lên, đồng thời dòng chảy ngược của chất lỏng cũng tăng do tiết diện hẹp lại. Điều đó cũng đã được phản ảnh qua biểu thức (5.5).
Một đại lượng được xem là đặc trưng đầy đủ hơn cho khả năng phân tách là cường độ phân tách lắng ψ, chính là khối lượng hạt lắng qua một đơn vị tiết diện vuông góc với phương lắng trong một đơn vị thời gian (kg/ m2s). Đối với hạt cùng kích thước thì cường độ tại tiết diện có nồng độ C.
C (kg/m3)
Nhìn chung độ lớn ψ phụ thuộc không những vào tính chất, nồng độ, kích thước và phân bố kích thước hạt rắn của huyền phù, mà còn phụ thuộc cả vào cấu trúc thiết bị và phương thức làm việc của thiết bị. Trong trường hợp thiết bị làm việc liên tục ψ còn phải bao gồm cả dòng bã được hút ra ở đáy.
ψ = W.C + WbCb (5.8)
Wb, Cb: tốc độ chuyển động của lớp bã có nồng độ Cb. 5.2.2. Thiết bị lắng:
a) Loại chóp:
Thiết bị gồm thân hình trụ có đáy hình côn. Trong phần thân trụ đặt nhiều tầng chop. Góc nghiêng của chóp đủ lớn sao cho các hạt rắn lắng đến bề mặt trên của chóp thì tự trượt theo mặt chóp ra phía biên đề lắng xuống đáy. Nguyên tắc làm việc như sau: huyền phù đưa từ cửa phía trên, đi vào không gian giữa các tầng chóp từ phía biên của trụ hướng vào tâm. Quá trình lắng diễn ra ở không gian đó. Nước trong qua cửa chảy tràn ở đỉnh của mỗi tầng chóp vào ống góp ở trung tâm để ra ngoài. Bã lắng trượt theo sàn chóp biên, tiếp tục lắng xuống đáy thiết bị.
Thiết bị này làm việc theo phương thức bán liên tục. Nước trong có thể được lấy ra liên tục. Bã được hút ra định kỳ nhờ xiphông hay bơm. Nhờ các tầng chóp, bề mặt lắng tăng lên, năng suất riêng thể tích của thiết bị tăng lên nhiều.
b) Loại phễu:
Phần chính là buồng lắng mà đáy côn với góc ở đáy α =600 cao hơn nhiều so với phần hình trụ ở phía trên. Bộ phận cấp liệu được ở trục thiết bị. Huyền phù đặt ở thùng 3, trên qua miệng ống được phao 4 khử các xung động trước khi đi vào không gian lắng. Nước trong qua cửa tràn ra máng 2. Bã tụ ở đáy được khí nén đẩy qua ống 5 ra ngoài. Thiết bị làm việc liên tục. Nhờ phần côn lớn mà bã thu được khá đặc. Tuy nhiên để đạt điều đó, chiều cao thiết bị (phần côn) phải lớn.
Loại này được dùng nhiều trong công nghiệp và xử lý huyền phù nước thải vì có khả năng đạt mức độ phân riêng khá cao, nhất là có thể cô đặc bã (đến độ khô trên 50%), lại có cấu trúc tương đối đơn giản.
Thiết bị gồm phần chính hình trụ, đường kính từ vài mét đến vài trăm mét (tuỳ theo năng suất). Các thiết bị nhỏ có thể làm việc gián đoạn có đáy hình hơi côn.
Phần lớn loại này thể hiện tính ưu việt khi làm việc liên tục. Thiết bị làm việc liên tục có đáy bằng hoặc hơi côn, huyền phù được cấp vào phần trục của thiết bị ở độ sâu 0,3 – 1m so với mặt thoáng chất lỏng. Bã được cào vun dần vào tâm. Loại thiết bị nhỏ, cào quay với tốc độ 0,02 vòng/s nhờ trục ở giữa. Loại đường kính rất lớn thì bộ phận truyền động và cào được chuyển động nhờ một môtơ chạy trên đường ray tròn. Tốc độ quay rất nhỏ (cỡ 2.10-3 vòng/s).