Неоднородные системы (процессы и аппараты химической технологии, 8 лекция) презентация

Процессы и аппараты химической технологии 8 лекция

Неоднородные системы Неоднородные (гетерогенные) системы – системы, состоящие из двух или нескольких фаз. Бинарная гетерогенная система состоит из: дисперсной фазы – внутренняя фаза, распределенная в дисперсионной фазе; дисперсионной фазы – внешняя фаза, в которой распределены частицы дисперсной фазы. Фазы гетерогенной системы могут быть, в принципе, отделены одна от другой! Виды неоднородных систем?

Неоднородные системы Неоднородные системы Суспензии – системы из жидкости и взвешенных в ней твердых частиц грубые суспензии – >100 мкм; тонкие суспензии – 0,5 – 100 мкм; мути – 0,1 – 0,5 мкм. Коллоидные растворы? Эмульсии – системы из жидкости и распределенных в ней капель другой жидкости (несмешивающиеся). Инверсия фаз? Пены – системы из жидкости и распределённых в ней пузырьков газа. Аэрозоли – системы из газа и распределенных в ней частиц твердого(жидкого) вещества пыли – твердые частицы размером 3 – 70 мкм; дымы – жидкие или твердые частицы размером 0,3 – 5 мкм; туманы – жидкие частицы размером 0,3 – 5 мкм.

Методы разделения гетерогенных систем Осаждение – процесс разделения, при котором взвешенные в жидкости или газе твердые или жидкие частицы отделяются от сплошной фазы под действием силы тяжести, сил инерции (в том числе центробежных) или электростатических сил. Фильтрование – процесс разделения с помощью пористой перегородки, способной пропускать жидкость или газ, но задерживать взвешенные в среде твердые частицы. Центрифугирование – процесс разделения суспензий и эмульсий в поле центробежных сил. Мокрое разделение – процесс улавливания взвешенных в газе частиц какой-либо жидкостью.

Разделение жидких систем Материальный баланс По общему количеству веществ: По дисперсной фазе: Выразим массы осветленной фазы и осадка: Содержание второго вещества в осветленной фазе обычно ограничивается условиями разделения!

Отстаивание +: дешево; простые конструкции. -: длительность процесса; сильная зависимость от температуры; сравнительно низкое содержание дисперсной фазы в остатке. Отстаивание – обычно первичный процесс перед фильтрованием или центрифугированием. Имеет смысл при значительных концентрациях дисперсной фазы. Производительность отстойников не зависит от их высоты в явном виде, а зависит только от скорости и поверхности осаждения: Поверхность осаждения находится по формуле:

Отстаивание Скорость отстаивания Осадок Зона стесненного осаждения Зона свободного осаждения Зависимость скорости отстаивания Осветленная жидкость от времени Коагуляция?

Отстаивание Отстойники Периодического действия Полунепрерывного действия Непрерывного действия

Отстаивание Отстойники

Отстаивание Отстойники

Отстаивание Отстойники

Фильтрование Фильтрование с образованием осадка; Фильтрование с закупориванием пор; Промежуточный вид фильтрования. В зависимости от способа создания разности давления: Фильтрование при постоянной разности давлений ( ()); Фильтрование при постоянной скорости (разность давлений увеличивается) ( и более); Фильтрование при переменных разностях давлений и скорости ( и более). Фильтрование включает в себя также процессы: Промывки осадка Продувки осадка Сушки осадка

Фильтрование Скорость фильтрования Вывод: для наибольшей производительности необходим минимальный слой осадка на фильтровальной перегородке! д/з: вывести уравнения фильтрования для постоянной разности давлений для постоянной скорости процесса для постоянной разности давлений и скорости процесса

Фильтрование Фильтровальные перегородки По принципу действия: Поверхностные; Глубинные По материалам: Хлопчатобумажные; Шерстяные; Синтетические; Стеклянные; Керамические; Металлические. По структуре: Гибкие; Негибкие (жесткие и нежесткие). Преимущества и недостатки?

Фильтрование Устройство фильтров

Фильтрование Устройство фильтров

Фильтрование Устройство фильтров

Фильтрование Устройство фильтров

Фильтрование Устройство фильтров

Фильтрование Устройство фильтров

Фильтрование Устройство фильтров

Разделение жидких систем Центрифугирование – процесс разделения эмульсий и суспензий под действием центробежных сил в центрифуге на фугат и осадок. Отстойные центрифуги – со сплошными стенками (сепараторы); Фильтрующие центрифуги – с проницаемыми стенками. Центробежная сила: Фактор разделения (во сколько раз ускорение в поле центробежных сил больше ускорения свободного падения): Значения ?

Разделение жидких систем Отстойные центрифуги Индекс производительности:

Устройство центрифуг Трехколонные центрифуги

Разделение жидких систем Подвесные центрифуги

Разделение жидких систем Центрифуги с пульсирующим устройством удаления остатка

Разделение жидких систем Центрифуги со шнековым устройством удаления остатка

Разделение жидких систем Центрифуги с инерционной выгрузкой осадка

Разделение жидких систем Жидкостные сепараторы тарельчатого типа

Разделение жидких систем Трубчатые сверхцентрифуги

Разделение жидких систем Гидроциклоны