Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







АППАРАТЫ ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ





АЛЬБОМ ОСНОВНЫХ АППАРАТОВ

ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

 

 

Часть 1: Аппараты гидромеханических процессов

 

 

Методические материалы по дисциплинам
«Процессы и аппараты химической технологии»,
«Процессы и аппараты пищевых производств»

для студентов всех форм обучения по специальностям:

 

240301 – Химическая технология неорганических веществ;

240302 – Технология электрохимических производств;

240306 – Технология монокристаллов и изделий электронной техники;

240401 – Химическая технология органических веществ;

240403 – Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов;

240801 – Машины и аппараты химических производств;

240802 – Основные процессы химических производств и химическая кибернетика;

240901 – Биотехнология;

260601 – Машины и аппараты пищевых производств

 

Екатеринбург

УГТУ–УПИ


УДК 66.02

 


Составители: Л. Ю. Лаврова, канд. техн. наук, доц.

В. А. Степанов, канд. техн. наук, доц.

 

Научный редактор проф., д-р техн. наук С. А. Ермаков

 

 

Альбом основных аппаратов химической технологии.Часть 1 : Аппараты гидромеханических процессов / сост. Л. Ю. Лаврова, В. А. Степанов. Екатеринбург : УГТУ–УПИ, 2007. 69 с.

 

 

В методических материалах представлены схемы и принцип работы основных гидромеханических аппаратов, которые рассматриваются в лекционных курсах «Процессы и аппараты химической технологии» и «Процессы и аппараты пищевых производств».

Материалы разработаны для студентов всех специальностей и форм обучения химико-технологического факультета.

 

 

Библиогр.: 6 назв. Рис. 57.

 

Подготовлено кафедрой

 

 

Ó Уральский государственный



технический университет – УПИ, 2007


ПОРШНЕВОЙ НАСОС

Принцип работы

 

Поршневой насос двойного действия (рис.1) представляет собой цилиндр, в котором возвратно-поступательно движется поршень 4, снабженный уплотнительными кольцами, пришлифованными к внутренней зеркальной поверхности цилиндра. Поршень закреплен на штоке 5. Насос имеет клапаны: нагнетательные 3 и всасывающие 6.

При ходе поршня вправо в левой части цилиндра образуется свободный объем – создается вакуум, за счет которого происходит открывание всасывающего клапана и закрывание нагнетательного клапана. Из заборного резервуара жидкость поступает в насос. При обратном ходе поршня в левой части цилиндра создается избыточное давление, под действием которого всасывающий клапан 6 закрывается и открывается нагнетательный клапан 3. Жидкость при этом выталкивается из цилиндра в нагнетательный трубопровод.

Рис. 1. Схема поршневого насоса: 1 – нагнетательный трубопровод; 2, 7 – воздушные колпаки; 3 – нагнетательные клапаны; 4 – поршень; 5 – шток; 6 – всасывающие клапаны; 8 – всасывающий трубопровод    
В отличие от насосов простого действия, где всасывание и нагнетание осуществляются последовательно, в насосе двойного действия эти процессы происходят одновременно.

Возвратно-поступательные движения поршня в насосах вызывают большие инерционные усилия массы жидкости (гидравлические удары), чтобы их уменьшить и приблизить движение жидкости к равномерному, поршневые насосы снабжают воздушными колпаками 2, 7. Воздушные колпаки представляют собой емкости, в которых верхняя часть пространства заполнена воздухом. Воздух в колпаках легко сжимается при всасывании жидкости и расширяется при ее нагнетании, что сглаживает толчки жидкости и обеспечивает движение среды в трубопроводе примерно с постоянной скоростью.

 


ПЛУНЖЕРНЫЙ НАСОС

 

 


Принцип работы

 

Плунжерный насос двойного действия (рис. 2) состоит из цилиндра 1, в котором возвратно-поступательно движется плунжер 2 – пустотелый металлический стакан. Насос имеет два всасывающих и два нагнетательных клапана.

При ходе плунжера вправо жидкость всасывается в левую часть цилиндра через всасывающий клапан. Одновременно через нагнетательный клапан среда поступает из правой части цилиндра в напорный трубопровод. Плунжер при своем движении не касается стенок цилиндра, поэтому не требуется тщательной обработки внутренней рабочей поверхности, а неплотности легко устраняются подтягиванием или заменой набивки сальника 3.

 

 

МЕМБРАННЫЙ НАСОС

 

 
 

 


Принцип работы

В мембранном насосе (рис. 3)движущийся в масле поршень 1 отделен от агрессивной перекачиваемой жидкости эластичной перегородкой – мембраной 2, которая изготовляется из различных материалов (резины, пластмассы, гофрированной стали). Мембрана повторяет ход поршня, участвуя в процессах всасывания и нагнетания.

Насос с буферной жидкостью аналогичен мембранному насосу. Основное отличие – отсутствие мембраны. Поршень отделен от агрессивной перекачиваемой жидкости лишь слоем более легкого нейтрального масла. Быстрое возвратно-поступательное движение жидкости здесь невозможно, т. к. это вызывает эмульгирование масла, что приводит в конечном итоге к поломке насоса.

 

ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС

 

 
 

 


Принцип работы

Центробежный насос состоит из рабочего колеса 1, снабженного лопатками 2. Рабочее колесо закреплено на валу 3 и помещено в спиральный кожух 5. В кожухе имеются патрубки 6 и 4 для всасывания и нагнетания жидкости.

За счет вращения рабочего колеса у его входа создается пониженное давление, и жидкость атмосферным давлением непрерывно подается в насос из всасывающего трубопровода через патрубок 6. Жидкость заполняет межлопаточные каналы и центробежными силами отбрасывается в спиральный кожух, а затем через патрубок 4 в нагнетательный трубопровод.

При перекачивании сильно загрязненных жидкостей (суспензий, шламов) рабочее колесо центробежного насоса изготовляют с меньшим числом лопаток (6 – 8). Такие аппараты называют шламовыми насосами.


БЕССАЛЬНИКОВЫЙ НАСОС

 

 
 


 

 


Принцип работы

Наиболее уязвим в центробежном насосе сальник, поэтому для перемещения сильно агрессивных жидкостей применяют бессальниковый насос (рис. 7), который имеет вертикальный подвешенный вал 3, на нижнем конце которого укреплено рабочее колесо 6. Жидкость находится в нижней части насоса, поступая через всасывающий штуцер 4, и удаляется через нагнетательный штуцер 5. На случай повышения уровня жидкости при внезапной остановке насоса предусмотрен переливной штуцер 2.

 

ОСЕВОЙ (ПРОПЕЛЛЕРНЫЙ) НАСОС

 
 


 


Принцип работы

 

Схема осевого насоса представлена на рис. 8. Рабочее колесо, закрепленное на валу 1, состоит из нескольких винтовых лопаток – крыльев 3. При его вращении создается давление лопаток на жидкость, и она перемещается в осевом направлении. Над винтовыми лопатками установлен направляющий аппарат 2 для преобразования вращательного движения жидкости в поступательное.

В крупных насосах лопатки могут поворачиваться, изменяя угол наклона в струе жидкости.

 

 

ВИХРЕВОЙ НАСОС

 

 

 
 

 

 


Принцип работы

 

Внешне вихревой насос похож на центробежный, но отличается принципом действия. Вихревой насос (рис. 9) состоит из вращающегося рабочего колеса 1, снабженного ячейками 2, и кольцевого канала 3.

За счет сил трения жидкость увлекается вращающимся рабочим колесом, ячейки которого на наружной поверхности заполнены перекачиваемой средой. Жидкость подводится и отводится по кольцевому каналу.

Создаваемый напор частично обеспечивается центробежными силами, но большая его часть определяется энергией вихрей, образующихся в жидкости при вращении рабочего колеса.

 

 

СТРУЙНЫЙ НАСОС

 

 
 
Рис. 10. Схема струйного насоса: 1 – сопло; 2 – всасывающий трубопровод;3 – камера смешения; 4 – горловина; 5 – диффузор

 


Принцип работы

 

В струйном насосе (рис. 10) перекачка жидкости осуществляется за счет кинетической энергии рабочей жидкости (или пара) при непосредственном контакте между ними. Рабочая жидкость подается под давлением через сопло 1. При выходе из сопла она приобретает большую скорость и за счет поверхностного трения увлекает перекачиваемую жидкость. В горловине 4 скорость смеси рабочей и перекачиваемой жидкостей достигает наибольшего значения. По закону Бернулли статическое давление струи (потока) становится наименьшим. Благодаря перепаду давлений в камере смешения и горловине, жидкость подсасывается через трубу 2. В расширяющейся части (диффузор 5) скорость потока уменьшается, соответственно увеличивается потенциальная энергия давления, и жидкость под напором поступает в нагнетательный трубопровод.

В качестве рабочей среды в струйных насосах может применяться пар, когда допустимо смешение перекачиваемой жидкости с водой, образующейся при конденсации пара. Насосы в этом случае называются пароструйными. Пароструйные насосы делятся на всасывающие – эжекторы и нагнетательные – инжекторы.

 

 

МОНТЕЖЮ

 

 
 

 

 


Принцип работы

 

Монтежю (рис. 11) представляет собой горизонтальный или вертикальный резервуар, в котором для перекачивания жидкости используется энергия сжатого воздуха или инертного газа. Жидкость поступает в монтежю по трубе наполнения 1 через открытый кран 2. В момент заполнения должен быть открыт кран 5 для выхода воздуха в атмосферу и закрыт кран 4. Затем при закрытых кранах 2 и 5 жидкость выдавливается по трубе 3, для чего подается сжатый воздух через открытый кран 4.

Монтежю работает периодически. Однако имеются конструкции и автоматических монтежю – пульсометров, где чередование операций производится автоматически посредством поплавкового устройства.

 

ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ВЕНТИЛЯТОР

 
 


 

 


Принцип работы

 

Центробежный вентилятор (рис. 13) по устройству и принципу работы аналогичен центробежному насосу. Он состоит из кожуха 1, в котором вращается рабочее колесо 2 с лопатками 3, перемещающими газ.

Газ через патрубок 5 поступает к центру вентилятора из всасывающего трубопровода, заполняет каналы и вместе с рабочим колесом приводится во вращательное движение. Под действием создаваемого напора газ выбрасывается из межлопаточных каналов в кожух и направляется в напорный трубопровод через патрубок 4.

 

 

ПОРШНЕВОЙ КОМПРЕССОР

 

 
 

 


 

 

 

 
 
Рис. 14. Схема поршневого компрессора двойного действия: 1 – цилиндрический корпус; 2 – поршень; 3 – уплотнительные кольца; 4 – всасывающий и нагнетательный клапаны

 


Принцип работы

Устройство и принцип работы поршневого компрессора аналогичны поршневому насосу. Основное отличие компрессора от насоса состоит в том, что прежде чем газ вытолкнется из цилиндра, он должен быть сжат до давления нагнетания.

Горизонтальный компрессор двойного действия (рис.14) имеет цилиндр 1, в котором возвратно-поступательно движется поршень 2, снабженный уплотнительными поршневыми кольцами 3. В крышке цилиндра расположены всасывающие и нагнетательные клапаны 4.

При ходе поршня слева направо в пространстве между крышкой цилиндра и поршнем создается разрежение. Под действием разности давлений во всасывающей линии и цилиндре открывается всасывающий клапан и закрывается нагнетательный. Газ поступает в цилиндр. При ходе поршня в обратном направлении всасывающий клапан закрывается, находящейся в цилиндре газ сжимается поршнем до некоторого давления, при котором открывается нагнетательный клапан и газ выталкивается в нагнетательный трубопровод.

 

ВИНТОВОЙ КОМПРЕССОР

 

 
 

 

 


Принцип работы

 

В винтовом компрессоре (рис. 16) газ перемещается при вращении находящихся в зацеплении спиральных роторов зубчатого профиля внутри удлиненного корпуса. Один из роторов приводится во вращение двигателем. При вращении ротора 1 винтовые зубья входят в зацепление с углублениями на роторе 2. Всасывание и сжатие обеспечивается при продольном перемещении газа вначале увеличением, а затем уменьшением объема изолированных полостей – канавок между роторами и корпусом компрессора.

 

 

РОТАЦИОННАЯ ГАЗОДУВКА

 
 

 

 


Принцип работы

 

Ротационная газодувка (рис. 17) состоит из кожуха 1, в котором находятся два вращающихся в разные стороны поршня 2 зубчатого профиля, расположенные на параллельных валах. При вращении поршни плотно прилегают один к другому и к стенкам корпуса, образуя две разобщенные камеры: в одной происходит всасывание, в другой – нагнетание.

Газ, находящийся между вращающимися поршнями и кожухом, переталкивается вдоль периферии кожуха в нагнетательный трубопровод.

 

 

КОРИДОРНЫЙ ОТСТОЙНИК

 
 

 


Принцип работы

 

В отстойнике коридорного типа (рис. 19) суспензия протекает медленным потоком через горизонтально расположенные отстойные резервуары. По ходу движения, взвешенные твердые частицы осаждаются в сборниках шлама. Накапливающийся осадок периодически удаляется.

 

 

ОТСТОЙНИК – КОНУС

 
 

 

 


Принцип работы

 

Отстойник – конус (рис. 20) представляет собой конический резервуар 1 с кольцевым желобом 2, находящимся в верхней части аппарата. Резервуар заполнен жидкостью до самого верха.

Суспензия непрерывно подается в центральную трубу (стакан) 3, погруженную под слой осветленной жидкости. Осветленная жидкость поднимается снизу вверх и переливается через верхний край в желоб. Равномерность слива обеспечивается регулируемой по уровню планкой – гребенкой 4. Шлам скапливается в нижней части конуса, сползая по стенкам за счет большого угла наклона (60о). Осадок непрерывно отводится через трубу 5, называемую «гусиная шейка», за счет гидростатического давления столба суспензии в отстойнике.

 

 

ОТСТОЙНИК С ГРЕБКАМИ

 

 
 

 


Принцип работы

 

Отстойник с гребками (рис. 21) представляет собой цилиндрический резервуар 1 с плоским слабо коническим днищем. В резервуаре на валу 3 установлен гребковый механизм (мешалка).

Суспензия непрерывно подается через центральный стакан 2 под уровень осветленной жидкости. Осветленная жидкость непрерывно переливается через верхний край отстойника в окружающий желоб, откуда удаляется через патрубок 4. К вертикальному валу прикреплены радиальные рычаги 5, а к ним косые гребки 6, которые перемещают осаждающийся по всему дну шлам к центру (разгрузочному отверстию). Далее осадок откачивается шламовым насосом.

ВАКУУМ – НУТЧ – ФИЛЬТР

 

 
 

 


 

 


Принцип работы

 

Вакуум – нутч – фильтр (рис. 23) является самым простым промышленным фильтром. Это емкость 1 площадью 1–6 м2 с двойным дном. На колосниковую решетку 2 укладывается металлическая сетка 3, чтобы ткань не прилегала плотно к решетке, а на сетку помещают фильтровальную ткань 4.

Суспензия подается сверху. Под колосниковой решеткой создается вакуум, значение которого колеблется в пределах от 300 до 600 мм рт.ст. По ходу фильтрования на фильтровальной перегородке накапливается осадок. Конечная толщина накапливаемого слоя осадка выбирается в пределах от 30 до 200 мм в зависимости от величины удельного сопротивления осадка. После окончания фильтрования, при необходимости, производится промывка осадка, его осушка, а затем выгрузка. Для механизации разгрузочных работ применяют опрокидывающиеся нутчи 5.

В фильтрах данного типа максимальная разность давлений (движущая сила процесса) не превышает 1 атмосферы.

 

ДРУК – НУТЧ – ФИЛЬТР

 

 

 
 

 

 


Принцип работы

 

Получить движущую силу фильтрования больше 1 атмосферы можно созданием повышенного давления над фильтровальной перегородкой 2, пространство над которой закрывается крышкой 1.

В простейшем случае цикл работы на друк – нутч – фильтре состоит из следующих операций: наполнение аппарата суспензией, разделение суспензии под давлением сжатого газа, удаление осадка с фильтровальной перегородки, регенерация последней.

 

БАРАБАННЫЙ ВАКУУМ – ФИЛЬТР

Принцип работы

 

Рис. 26. Схема барабанного фильтра: 1 – барабан; 2 – трубка; 3 – устройство распределения; 4 – резервуар; 5 – мешалка; 6, 8, 11, 13 – полости распределительного устройства; 7 – разбрызгивающее устройство; 9 – лента; 10 – направляющий ролик
Вакуум – фильтр состоит из цилиндрического перфорированного барабана 1, боковая поверхность которого снаружи покрыта фильтровальной тканью. Барабан частично погружен в резервуар 4 с суспензией, которую взмучивает качающаяся мешалка 5. Поверхность фильтрования барабана разделена по его образующим на ряд ячеек, изолированных друг от друга. При своем движении по окружности ячейки присоединяются к источникам вакуума или сжатого воздуха. Каждая ячейка соединяется трубкой 2 с различными полостями неподвижной части распределительного устройства 3. Ячейка проходит последовательно зоны фильтрования, первого обезвоживания, промывки, второго обезвоживания, удаления осадка, регенерации ткани.

В зоне фильтрования к ячейке через полость 6 подается вакуум. При этом фильтрат уходит в сборник фильтрата, а на поверхности фильтровальной ткани образуется осадок.

В зоне первого обезвоживания под действием вакуума атмосферный воздух вытесняет из пор осадка жидкую фазу суспензии.

В зоне промывки на частично обезвоженный осадок из разбрызгивающего устройства 7 подается промывная жидкость. Вода подается струей такой мощности, чтобы не сбивать осадок с фильтровальной ткани. Для предотвращения образования трещин в осадке во время промывки на него накладывается бесконечная лента 9, перемещаемая направляющим роликом 10. В этой зоне ячейка соединена трубкой 2 с полостью 8, которая сообщается с источником вакуума. Промывная жидкость уходит в специальный сборник.

В зоне второго обезвоживания под действием вакуума атмосферный воздух вытесняет из пор осадка промывную жидкость.

В зоне удаления осадка в ячейку подается сжатый воздух через полость 11. Осадок отдувается от фильтровальной ткани, разрыхляется и отделяется с помощью ножа 12.

В зоне регенерации фильтровальная ткань продувается сжатым воздухом. В случае сильно забивки полотна мелкими частицами суспензии его продувку производят паровоздушной смесью.

Цикл фильтрования вновь повторяется.

ДИСКОВЫЙ ВАКУУМ – ФИЛЬТР

 

 
 

 

 


Принцип работы

 

По принципу работы дисковый вакуум – фильтр (рис. 27) аналогичен барабанному, но имеет большую фильтрующую поверхность при тех же габаритах аппарата. Каждый диск состоит из отдельных секторов 1, соответствующих по назначению зонам барабанного вакуум – фильтра. На каждый сектор, заканчивающийся патрубком, надевается мешок из фильтровальной ткани. Сектор устанавливается патрубком в отверстие полого вала 2, имеющего распределительное устройство.

Диски почти до половины погружены в резервуар 4 с суспензией. При вращении дисков фильтрат под действием вакуума проходит через ткань и по желобкам поступает в полость вала, откуда попадает в соответствующий сборник. Осадок, образовавшийся на поверхности ткани, удаляется при помощи ножей 3, расположенных на стороне разгрузки. Здесь же осуществляется регенерация ткани.

 

ЛЕНТОЧНЫЙ ВАКУУМ – ФИЛЬТР

 
 

 


Принцип работы

 

Ленточный фильтр (рис. 28) имеет горизонтально расположенную фильтрующую поверхность, что является предпочтительнее по сравнению с засосом суспензии снизу вверх. Данный фильтр состоит из вакуум – камер 1, соединенных со сборниками фильтрата и промывной воды. По верхним кромкам вакуум-камер скользит натянутая на двух барабанах (приводной 7 и натяжной 3) перфорированная бесконечная резиновая лента 9 с высокими бортами по краям. Фильтровальная ткань 8 надета на перфорированную резиновую ленту. Суспензия подается по приемному лотку 2 на фильтровальную ткань.

По ходу движения ленты последовательно осуществляются процессы фильтрования, промывки осадка и его просушивание. Полотно вместе с осадком сходит с резиновой ленты и огибает ролик 6. При этом происходит разгрузка осадка и далее (между роликами 5 и 4) осуществляется регенерация ткани.

 

ТРЕХКОЛОННАЯ ЦЕНТРИФУГА

 
 

 

 


Принцип работы

 

Аппараты этого типа относятся к нормальным отстойным (барабан без отверстий) или фильтрующим (перфорированный барабан с фильтровальной тканью) центрифугам периодического действия с ручной выгрузкой осадка.

В трехколонной центрифуге (рис. 29) станина 1, перфорированный барабан 2, кожух 6 вместе с приводом укреплены при помощи тяг 4 на трех колоннах 3, которые расположены по окружности под углом 120о друг к другу для смягчения вибраций барабана и вала.

Разделяемая суспензия загружается в перфорированный барабан, на внутренней поверхности которого натянута фильтровальная ткань. При вращении барабана за счет центробежной силы суспензия разделяется на осадок и фильтрат. Жидкая фаза проходит сквозь фильтровальную ткань и отверстия в стенке барабана и удаляется через штуцер, расположенный в стыке станины и неподвижного кожуха. Неподвижный кожух центрифуги служит не только сборником осветленной жидкости, но и защитным ограждением в случае разрыва барабана. Осадок, образовавшийся на внутренней стенке барабана, извлекается вручную, после окончания цикла центрифугирования. В данном аппарате осуществляется наименее удобная верхняя выгрузка осадка.

ПОДВЕСНАЯ ЦЕНТРИФУГА

 
 

 

 


Принцип работы

 

Подвесные центрифуги относится к числу нормальных отстойных или фильтрующих центрифуг периодического действия.

У центрифуги (рис. 30) электродвигатель 1 и привод монтируются сверху барабана 4, который висит на валу 3. Высокое расположение опоры придает барабану устойчивость и самоцентрируемость. Втулка 6 для крепления барабана на валу соединена с ним спицами 5. Разгрузка осадка производится через отверстия, образованные этими спицами. Во время загрузки и работы центрифуги эти отверстия закрыты конусным клапаном 2, который свободно скользит по валу и поднимается перед разгрузкой.

Загрузка центрифуги производится «на ходу» при среднем числе оборотов, что предотвращает местное сопротивление крупных частиц, а следовательно, неравномерность распределения осадка на поверхности барабана центрифуги. После наполнения барабана число оборотов центрифуги доводят до нормального. Подача суспензии в барабан производится до тех пор, пока на стенках барабана не накопится заданная толщина осадка. После центрифугу останавливают для выгрузки. В аппарате осуществляется более удобная нижняя выгрузка осадка.

Подвесные центрифуги могут быть и саморазгружающимися. Барабан такой центрифуги имеет коническую форму. При остановке центрифуги и подъеме конусного клапана осадок сам сползает по стенке под действием силы тяжести в сборник осадка.

АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЦЕНТРИФУГА

 
 

 


Принцип работы

 

Аппараты такой конструкции являются нормальными отстойными или фильтрующими центрифугами периодического действия с автоматизированным управлением.

В автоматической центрифуге (рис. 31) все операции производятся «на ходу» и переключаются автоматически.

Суспензия подается в барабан 1 по трубопроводу 6 при полном числе оборотов. После определенного периода времени, опытно установленного для наращивания заданной толщины осадка, вентиль подачи суспензии автоматически закрывается. В период фильтрования фильтрат проходит в кожух, окружающий барабан центрифуги, и отводится через штуцер из аппарата. Начинается отжим, образовавшегося на стенке барабана, осадка. Через заданное время, после отжима, автоматически открывается вентиль промывной жидкости и подается заданное количество воды. Вентиль автоматически закрывается. Осуществляется стадия промывки осадка, а затем его отжима. После чего, через заданное время, автоматически начинает работать нож 3, соскребающий осадок в желоб 2, по которому он отводится из центрифуги. Во время разгрузки автоматически включаются пневматические молотки 5, облегчающие выгрузку осадка. После завершения работы нож отключается. Подъем и опускания ножа осуществляется в точно назначенные периоды времени исполнительным механизмом 4. Цикл работы центрифуги повторяется.

ТАРЕЛЬЧАТЫЙ СЕПАРАТОР

 

 
 

 

 


Принцип работы

 

Аппарат является отстойной сверхцентрифугой непрерывного действия.

Принцип работы жидкостного сепаратора тарельчатого типа (рис. 35) основан на различие плотностей жидкостей. Под действием центробежной силы более тяжелая жидкость собирается у стенок барабана и, поднимаясь тонким слоем, отводится из аппарата. Более легкая жидкость оттесняется архимедовой силой к центру и выбрасывается через специальное отверстие из рабочей зоны.

Эмульсия подается по центральной трубе 1 в нижнюю часть ротора (барабана), откуда через отверстия в тарелках 2 распределяется тонкими слоями между ними. Более тяжелая фаза, перемещаясь вдоль поверхности тарелок, отбрасывается к периферии вращающегося барабана и отводится через отверстие 3. Более легкая жидкость перемещается к центру барабана и удаляется через кольцевой канал 4. Для того, чтобы жидкость не отставала от вращающегося ротора, он снабжен ребрами 5.

Сепараторы для эмульсий относят к сверхцентрифугам, работающим при числе оборотов от 5000 до 10000 об/мин.

ТРУБЧАТАЯ СВЕРХЦЕНТРИФУГА

 

 
 

 

 


Принцип работы

Аппарат является отстойной сверхцентрифугой периодического действия.

Трубчатая сверхцентрифуга (рис. 36) имеет диаметр ротора, не превышающий 200 мм. Она состоит из кожуха 1, расположенного в нем ротора (барабана) 2 с глухими стенками, внутри которого имеются радиальные лопасти 3, предназначенные для быстрейшего вовлечения жидкости во вращение и препятствующие отставанию жидкости от стенок при вращении.

Разделяемая система подводится в нижнюю часть барабана по трубе 8. При вращении барабана (число оборотов может достигать 45000 об/мин) суспензия всползает вверх по внутренней стенке ротора. Верхняя часть ротора жестко соединена со шпинделем 4 и приводится во вращение при помощи шкива 6. В нижней части расположен направляющий подпятник 7. Осветленная жидкость отводится через отверстие 10. Накапливаемый в сверхцентрифуге твердый осадок выгружается при периодической остановке аппарата.

 

 


4. АППАРАТЫ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ
ГАЗОВЫХ НЕОДНОРОДНЫХ СИСТЕМ

 

Промышленная очистка газов производится для уменьшения загрязненности воздуха, улавливания из газа ценных продуктов или удаления из него вредных примесей.

Различают следующие способы очистки газа:

· осаждение под действием сил тяжести (гравитационная очистка);

· осаждение под действием инерционных и центробежных сил;

· осаждение под действием электростатических сил (электрическая очистка);

· мокрая очистка;

· фильтрование.

На практике требуемая степень очистки не всегда может быть достигнута в одном аппарате, поэтому в ряде случаев применяют установки, включающие их комбинации. Как правило, гравитационные пылеуловители (полочные пылеосадительные камеры) используют для предварительной, грубой очистки газа, степень очистки в них не превышает 40%. Они громоздки, однако отличаются простотой конструкции и имеют малое гидравлическое сопротивление проходу газа.

Инерционные пылеуловители (отстойный газоход, жалюзийный пылеуловитель) и циклоны пригодны для отделения сравнительно крупных частиц и могут использоваться для очистки нелипкой и неволокнистой пыли. Вместе с тем эти аппараты не требуют высоких капитальных и эксплуатационных затрат. Инерционные уловители и циклоны часто устанавливают перед более эффективными газоочистительными аппаратами. Батарейные циклоны целесообразно применять при больших расходах очищаемого газа с относительно высоким содержанием пыли.

Электрофильтры и электроосадители способны улавливать мелкодисперсную пыль с размером частиц 0,005–0,01 мкм. При невысокой запыленности газа получают весьма высокую степень улавливания взвешенных частиц (до 99 %). Расход энергии в данных аппаратах невелик вследствие малого потребления тока и низкого гидравлического сопротивления. Для очистки сухих газов используют преимущественно пластинчатые электроосадители, а для осаждения трудноудаляемой пыли и туманов – трубчатые. Однако подобные аппараты мало пригодны для очистки газов от твердых частиц, имеющих малое удельное электрическое сопротивление.

Для более полной очистки газов от мелкодисперсной пыли используют мокрые пылеуловители (насадочный скруббер, пенный газопромыватель). Степень очистки газа в них составляет 95 – 98 %. Их применяют в случаях, когда желательно или допустимо охлаждение и увлажнение очищаемого газа или уловленной пыли. Эти аппараты достаточно просты в изготовлении, однако некоторые конструкции характеризуются повышенным гидравлическим сопротивлением.

Очистка газа фильтрованием в рукавных фильтрах дает наибольшую степень очистки (99 %). Их применяют для тонкой очистки газов от сухой или трудноувлажняемой пыли с размером частиц от 1 мкм. Они эффективно работают при очистке газов от волокнистой пыли, но непригодны для улавливания липкой и влажной. Рукавные фильтры обладают значительным гидравлическим сопротивлением и сравнительно непродолжительным сроком службы материала рукавов.

ОТСТОЙНЫЙ ГАЗОХОД

 

 
 

 

 


Принцип работы

 

Действие пылеуловителя данного типа (рис. 38) основано на использовании инерционных сил, возникающих при резком изменении направления газового потока, которое сопровождается значительным уменьшением его скорости. Установленные на пути движения запыленного газа специальные внутрикамерные перегородки 2 изменяют направление его движения, при этом частицы пыли, стремясь сохранить свой первоначальный путь, выпадают из газового потока. Выгрузка пыли из аппарата производится через разгрузочное устройство 3.

 

ЖАЛЮЗИЙНЫЙ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЬ

 

 
 

 


Принцип работы

 

Жалюзийный пылеуловитель (рис. 39) состоит из вмонтированной в газоход наклонной решетки 2. При поступлении запыленного газа в пылеуловитель частицы пыли ударяются о пластины решетки. При ударе частицы пыли теряют скорость, отскакивают по направлению к выходному отверстию, подхватываются верхними слоями газа и уносятся в циклон. Очищенный газ проходит через зазоры в решетке и удаляется из аппарата. Жалюзийный пылеуловитель является концентратором пыли и применяется при грубой очистке газа.

 

ЦИКЛОН

 
 

Принцип работы

 

Цилиндрическая часть корпуса циклона 1 сверху покрыта крышкой 2. Снизу к цилиндрической части примыкает конус 5. Запыленный газ поступает в циклон по патрубку 3, расположенному тангенциально к корпусу аппарата. Через отверстие в крышке с определенной глубины цилиндрической части выводится центральная труба 4 для выхода очищенного газа.

Рис. 40. Схема циклона: 1 – корпус; 2 – крышка; 3 – входной патрубок; 4 –центральная труба; 5 – конус; 6 – разгрузочное устройство
Запыленный газ со значительной скоростью, попадая тангенциально в циклон, приобретает вращательное движение, проходя между наружной стеной и центральной трубой. Газ движется вниз, а развивающаяс









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2019 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.