Рассчитать площадь поверхности фильтрования, выбрать стандартизованный барабанный вакуумный фильтр и определить количество фильтров в установке. Исходные данные:
производительность установки по суспензии - Gс=600 т/сут;
содержание твёрдой фазы в суспензии - xс=17%;
перепад давления – Δр=0,67·105 Па;
сопротивление фильтровальной перегородки – rфп=27,2·109 1/м;
время сушки осадка – τс=20 с;
плотность жидкой фазы - ρж=1120 кг/м3;
плотность твёрдой фазы - ρт=2450 кг/м3;
вязкость жидкой фазы – μ=1,07·10-3 Па·с;
осадок - непрочный;
влажность осадка - W=38%;
массовое удельное сопротивление осадка - rв=27,2·109 м/кг;
удельный расход промывной жидкости – Vпр.ж=1,0·10-3 м3/кг;
вязкость промывной жидкости – μпр=0,46·10-3 Па·с.
Решение
Пренебрегая относительно малой величиной хф, найдём производительность фильтра по массе осадка из уравнения баланса:
Gос=Gс∙хс1-W=6,944∙0,171-0,38=1,904кгс,
где Gс=600/(24·3,6)=6,944 кг/с.
Производительность по массе фильтрата найдём из уравнения баланса на общую массу потоков:
Gф=Gс-Gос=6,944-1,904=5,040кгс
Объёмный расход фильтрата:
Qф=Gфρж=5,0401120=4,5∙10-3м3с
Плотность суспензии и осадка определим по правилу аддитивности:
ρс=1хсρт+1-хсρв=10,172450+1-0,171120=1233,87кгм3
ρос=1Wρж+1-Wρт=10,381120+1-0,382450=1688,20кгм3
Объемная производительность по суспензии:
Qс=Gсρс=6,9441233,87=5,63∙10-3м3с
Найдем величины хо и хв:
хо=QсQф-1=5,63∙10-34,5∙10-3-1=0,251;
хв=Gос∙1-WQф=1,904∙1-0,384,5∙10-3=262,33кгм3
Определяем константы фильтрования:
К=2∙∆рμ∙rв∙хв=2∙0,67∙1051,07∙10-3∙27,2∙109∙262,33=1,76∙10-5м2с;
С=rф.пrв∙хв=27,2∙10927,2∙109∙262,33=3,81∙10-3 м.
Для непрочного осадка, согласно рекомендациям, примем высоту слоя осадка равной hoc=1,5hoc.min=1,5·8=12 мм
.
Найдем продолжительность фильтрования:
τф=hocK∙xo2∙hoc+2∙C∙xo;
τф=12∙10-31,76∙10-5∙0,2512∙12∙10-3+2∙3,81∙10-3∙0,251=150,6 с
Параметр, характеризующий промывку:
Nпр=Vпр.ж∙ρoc∙rв∙xв∙μпр∆pпр;
Nпр=1∙10-3∙1688,20∙27,2∙109∙262,33∙0,46∙10-30,67∙105=8,27∙104см2
Продолжительность промывки:
τпр=Nпр∙hocхо∙hoc+C∙xo;
τпр=8,27∙104∙12∙10-30,251∙12∙10-3+3,81∙10-3∙0,251=51,2 с
Время промывки с учётом запаса:
τпр/=1,1∙τпр=1,1∙51,23=56,3 с
Из табл. 3.6 принимаем усреднённые значения углов технологических зон на поверхности барабана:
угол первой просушки φс1=600;
угол отдувки φо=300;
угол регенерации φр=200;
углы мертвых зон φм2=φм4=50; φм3=12,50.
Угол γ , учитывающий колебания границ зон в барабане при числе ячеек z=24, равен:
γ=3602∙z=3602∙24=7,50
Суммарный угол сектора съёма осадка и мёртвых зон равен:
Ориентировочно угловую скорость вращения барабана найдём по соотношению:
ω=360-60-75150,6+56,3+20∙3,14180=0,0173 рад/с
Требуемый угол фильтрования:
φф=ω∙τф∙180π=0,0173∙150,6∙1803,14=149,40
Время цикла:
τц=2∙πω=2∙3,140,0173=363 с
Частота вращения барабана: n=60/τц=60/363=0,165 об/мин - в пределах каталожного диапазона работы вариатора привода.
Удельный объем фильтрата:
Vф.уд=hocxo=12∙10-30,251=0,048м3м2
Скорость фильтрования за цикл:
ωц=Vф.удτц=0,048363=1,3∙10-4мс
Площадь поверхности фильтрования:
F=Qфωц∙Kп=4,5∙10-31,3∙10-4∙0,8=43,27 м2
Для обеспечения рассчитанной поверхности принимаем из данных табл
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
