CC BY
115
Библиографический список
1. Синицын А.П., Гусаков А.В., Черноглазов В.М. Биоконверсия лигноцеллюлозных материалов. М.: Изд-во МГУ, 1995. 224 с.
2. Nigam J.N. Ethanol production from wheat straw hemicellu-lose hydrolysate by Pichia stipitis // Journal of Biotechnology. 2001. №87. P. 17-27.
3. Холькин Ю.И. Технология гидролизных производств. М.:Лесн. пром-сть, 1989. 496 с.
4. Голязимова О.В., Политов А.А., Ломовский О.И. Механическая активация ферментативного гидролиза лигноцеллю-лозы//Химия растительного сырья. 2009. №2.С.59-64.
5. Khan A.W. Wood residue hold promise as fuel and chemical source // Can. Res. 1984. V.17. P. 21 -28.
6. Вураско А.В., Минакова А.Р., Дрикер Б.Н. Кинетика окис-лительно-органосольвентной делигнификации недревесного
растительного сырья // Химия растительного сырья. 2010. №1. С.35-40.
7. Оболенская А.В., Ельницкая З.П., Леонович А.А. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы. М., 1991. 320 с.
8. Dubois M., Gilles K.A. Colorimetric method for determination of sugars and related substances//Analyt. Chem. 1956. V.28, P. 350-356.
9. Целлюлоза и ее производные / под ред. Н. Байклза и Л. Сегала. М., 1974. 499 с.
10. Beguin P., Aubert J.P. The biological degradation of cellulose // FEMS Microbiology Reviews. 1994. V. 13. P. 25-28.
11. Торлопов М.А., Тарабукин Д.В., Фролова С.В., Щербакова Т.П., Володин В.В. Ферментативный гидролиз порошковых целлюлоз, полученных различными методами // Химия растительного сырья 2007. №3. С. 69-76.
УДК 669.718
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРЕИМУЩЕСТВА СИНТЕТИЧЕСКИХ ТКАНЕЙ ПРИ ОБЕЗВОЖИВАНИИ ТЕХНИЧЕСКИХ СУСПЕНЗИЙ
В.И.Саламатов1, С.А.Зайдес2, Г.М.Берегова3
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Проведен технико-экономический анализ использования синтетических фильтрующих материалов при обезвоживании шламистых пульп. Рассмотрены фильтрующие свойства широкого класса синтетических тканей (лавсановых, капроновых, капроно-лавсановых, полипропиленовых, хлориновых и др). Получены значения коэффициентов производительности, замутненности и засоряемости для ряда шламистых пульп: сульфидных и несульфидных золотосодержащих пульп, пульп красных шламов Богословского алюминиевого завода. Установлена величина силы прилипания дисперсных частиц разнообразного минералогического состава к волокнам синтетических и хлопковых тканей. Даны оценки экономической эффективности замены хлопковой перегородки синтетической. Приведены результаты промышленных испытаний фильтро-тканей на барабанных вакуум-фильтрах. Рассчитан экономический эффект от замены хлопковой фильтроткани арт.2074 (фильтро-диагональ) лавсановой тканью арт. 56038. Табл. 2. Библиогр. 9 назв.
Ключевые слова: синтетические фильтрующие материалы; фильтрация шламистых пульп; фильтрующие свойства; адгезия.
TECHNICAL AND ECONOMIC BENEFITS OF SYNTHETIC FABRICS UNDER THE DEWATERING OF TECHNICAL SUSPENSIONS
V.I. Salamatov, S.A. Zaydes, G.M. Beregova
National Research Irkutsk State Technical University, 83, Lermontov St., Irkutsk, 664074.
The technical and economic analysis of the use of synthetic filtering materials under the dehydration of slimy pulp is carried out. The filtering properties of a broad class of synthetic fabrics (lavsan, kapron, lavsan-kapron, polypropylene, chlorine, etc) are considered. The values of the coefficients of performance, turbidity and blocking for a series of slimy pulps (sulfide and non-sulfide gold-bearing pulps, red mud pulps of Bogoslovsky aluminum plant) are obtained. The magnitude of the adhesion force of dispersed particles of various mineralogical compositions to the fibers of synthetic and cotton fabrics is determined. The authors assess the economic efficiency of replacing cotton barrier for synthetic one. They provide the results of industrial tests of filtering fabrics on drum vacuum filters. The economic effect from the replacing of
1Саламатов Виктор Иванович, кандидат технических наук, доцент кафедры машиностроительных технологий и материалов, тел.: (3952) 405672, e-mail: [email protected]
Salamatov Victor, Candidate of technical sciences, Associate professor of the chair of Engineering Technologies and Materials, tel.: (3952) 405672, e-mail: [email protected]
Зайдес Семен Азикович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой машиностроительных технологий и материалов, тел.: (3952) 405147, e-mail: [email protected]
Zaydes Semen, Doctor of technical sciences, Professor, Head of the chair of Engineering Technologies and Materials, tel.: (3952) 405l47, e-mail: [email protected]
3Берегова Галина Михайловна, кандидат экономических наук, профессор, заведующая кафедрой экономики и менеджмента, тел.: (3952) 405672, e-mail: [email protected]
Beregova Galina, Candidate of Economics, Professor, Head of the chair of Economics and Management, tel.: (3952) 405672, e-mail: [email protected]
cotton filtering fabric of art.2074 (filter-diagonal) for lavsan fabric of art. 56038 is calculated. 2 tables. 9 sources.
Key words: synthetic filtering materials; filtering of slimy pulps; filtering properties; adhesion.
Обезвоживание технических суспензий на фильтрах - процесс, широко распространенный в различных отраслях экономики. Разделение неоднородных систем осуществляется через пористую перегородку, выбор которой производится в зависимости от физико-химических свойств суспензии, характера технологического процесса и требований, предъявляемых к конечным продуктам [1,2]. При обезвоживании суспензий на фильтрах в качестве перегородки используются фильтровальные ткани из натуральных и синтетических волокон [3,4,5]. В большинстве случаев экипировка фильтров синтетическими тканями ведет к улучшению технико-экономических показателей процесса обезвоживания, однако в некоторых случаях (фильтрация нейтральных, слабощелочных, слабокислых суспензий) выгоднее использовать хлопчатобумажные ткани. Значительные возможности открывает применение синтетических тканей при фильтрации шлами-стых суспензий, где ткани из природных волокон быстро засоряются, а также при фильтрации агрессивных сред, где хлопчатобумажные ткани быстро утрачивают свои первоначальные фильтрующие свойства и прочность. В то же время, если для производства хлопчатобумажных тканей расходуется растительное сырье, то для производства синтетических используются продукты переработки нефти, природного газа и целлюлозы.
Синтетические ткани характеризуются высокими физико-механическими свойствами. Ткани из синтетических волокон (лавсан, капрон, полипропилен, нейлон и др.) обладают достаточно высокой разрывной прочностью в сравнении с хлопковыми (35-45 кгс/мм2). Так, для лавсана данный показатель составляет 74-87 кгс/мм2 , для полипропилена - 45-52 кгс/мм2 и для капрона - 57-60 кгс/мм2. В то же время склонность к истиранию синтетических тканей значительно различается. Если для лавсановых и капроновых волокон она оценивается 1360 и 2172 циклами, то для нитрона и полипропилена устойчивость к истиранию снижается после 200 и 360 циклов.
Термическая стойкость тканей можно оценить как величиной температуры размягчения, так и величиной максимальной температуры работы ткани. Только у хлорина термическая стойкость ниже, чем у хлопка (90 и 1600С соответственно). Синтетические ткани из капрона и лавсана, свойства которых позволяют наиболее часто использовать их при обезвоживании технических суспензий, характеризуются температурой размягчения от 196 до 2350С соответственно.
По химической стойкости фильтроткани из синтетических волокон значительно превосходят хлопчатобумажные. Высокая устойчивость в водных растворах кислот (Н2Б04, HCL, HNO3, H3PO4) и щелочей (NaOH, KOH, NH40H) наблюдается для фторлона, тефлона, полипропилена, полиэтилена, хлорина, в щелочных -для капрона и нейлона. Для хлопковых волокон высокая устойчивость отмечается только в растворах
№2С03, относительная устойчивость - в Н3Р04, 1ЧН4ОН.
Анализ физико-механических и физико-химических свойств фильтротканей не дает достаточных оснований для выбора определенных типов синтетических тканей для замены хлопковых перегородок. Важной стороной этого выбора является оценка фильтрующих свойств тканевых перегородок [6,7]. Исследование фильтрующих свойств тканей производится на основе анализа их задерживающей способности и проницаемости. В табл. 1 приведены фильтрующие свойства синтетических тканей в сравнении с хлопковой тканью арт.2074 при фильтрации несульфидной пульпы I.
Исследование фильтрующих свойств синтетических и хлопковых тканей проводилось на фильтрационной установке. В процессе опытов фильтрацию пульп осуществляли по методу нижнего подсоса при горизонтальном расположении фильтрующей поверхности. В качестве фильтрующего элемента служила рамка, на перфорированную основу которой укладывали дренирующую подложку - металлическую сетку, а поверх нее - фильтроткань.
Эксперимент осуществляли при следующих постоянных условиях: толщина осадка 10 мм, температура 20-220С, отношение Ж:Т=1:1, величина вакуума 665 ГПа. В процессе опытов определяли скорость фильтрации данного типа пульпы через испытуемые образцы тканей, отбирали пробы фильтрата для определения содержания твердой взвеси. После набора осадка фильтровальную рамку вынимали из бачка с пульпой и подсушивали в течение 1-2 мин, затем измеряли силу прилипания осадка к волокнам ткани с помощью адгезиометра.
Испытание различных образцов синтетических тканей при фильтрации пульпы I показало, что большинство из них обеспечивают рост производительности фильтра. Максимальный ее рост (до 22%) по сравнению с хлопковой тканью обеспечивают синтетические фильтроткани арт. 86030, 56271, 86003. Для других тканей отмечена меньшая величина проницаемости. Фильтроткани арт. 56035, 23254, 56026, 56020 и другие обеспечивают равную с фильтродиагональю производительность фильтра. Наибольшее снижение проницаемости получено для полипропиленовых тканей арт. 56306, 56282.
Задерживающая способность фильтротканей оценивалась по содержанию твердой взвеси в фильтрате. Для некоторых тканей получены фильтраты с достаточно высоким содержанием дисперсных частиц, например, лавсановая арт. 86036 (2,26 г/л), хлориновая арт. 86006 (1,205 г/л). Однако большее количество синтетических тканей обеспечивает достаточную тонкость фильтрации. Так, ткань арт. 56020 выдает фильтраты с содержанием твердой взвеси 0,5 г/л, ткань арт. 56027 - 0,426 г/л, а ткань арт. 56050 - 0,460 г/л. Одной из важных характеристик при сравнении синтетических и хлопковых фильтротканей является
Таблица 1
Сравнительная оценка фильтрующих свойств синтетических тканей с хлопчатобумажной тка-_ней при фильтрации несульфидной пульпы I_
Ткани, арт. Коэффициент произво- Коэффициент замут- Коэффициент засоряе-
дительности /K/w ненности /K/g мости /K/p
Лавсановые
56278 1,19 1,09 0,343
86030 1,22 2,66 0,611
56271 1,22 0,968 0,449
56208 1,039 141,245 0,104
56050 1,13 0,465 0,870
Капроновые
56227 1,014 1,11 0,325
56020 1,04 0,830 0,150
56007 0,927 0,681 0,526
56026 1,01 0,710 0,179
56027 0,927 0,953 0,241
23254 1,014 1,02 0,228
56035 1,04 0,990 0,530
Капроно-лавсановые
86036 1,12 1,29 0,420
86035 1,13 0,968 0,289
86017 1,04 0,957 0,471
Полипропиленовые
56282 0,955 0,872 0,267
56306 0,894 1,03 0,321
Об. 5016 1,04 1,31 0,542
931509 1,13 1,62 0,427
Об.598 1,014 1,57 0,278
Хлориновая 86006 1,22 2,07 0,579
Ф-2 0,925 1,16 0,346
Фильтродиагональ 2074 1,0 1,0 1,0
степень устойчивости относительно засорения их дисперсными частицами и цементирующими отложениями, определяющая срок эксплуатации перегородки. Устойчивость волокон против засорения можно оценить величиной взаимодействия твердой фазы пульпы с поверхностью фильтроткани (величина адгезии осадка, образующегося в процессе обезвоживания пульп, к волокнам ткани).
В табл. 2 дана характеристика величины силы прилипания (адгезии) осадка к волокнам ткани, полученной при фильтрации пульпы 1,111 (сульфидные продукты), пульпы II (несульфидный продукт) и пульпы IV (красные шламы).
У всех испытанных образцов синтетических тканей устойчивость к засорению выше, чем у хлопковой ткани арт. 2074. Наибольшей устойчивостью обладают: лавсановая ткань арт.56208, капроновые ткани арт. 56026, 23254. С другой стороны, значительная адгезия дисперсных частиц к волокнам ткани наблюдается при обезвоживании пульпы через лавсановую ткань арт. 56050 и капроно-лавсановую арт. 86017 (от 3,20 до 6,70 кг/см2).
При окончательной оценке синтетических материалов необходимо учитывать условия их эксплуата-
ции. Так, если капроновая ткань арт. 56007 удовлетворяет процессу обезвоживания шламистых пульп по целому ряду перечисленных свойств, то ее толщина (h=0,35 мм) делает ее непригодной к эксплуатации на фильтрах, где перегородка подвержена значительному механическому воздействию, например, на барабанных вакуум-фильтрах. В этом случае более приемлемым вариантом замены является капроновая ткань арт. 56027 (1л=0,47мм). Аналогичные замечания можно сделать и относительно фильтротканей арт. 56020, 56159. Такие тонкие ткани находят применение в менее жестких условиях: нутч-фильтр, фильтр-сгуститель. Для рамных вакуум-фильтров направление силы тяжести осадка и движущей силы процесса взаимно перпендикулярны. В этих условиях применяются ткани, волокна которых обладают достаточной силой сцепления с дисперсными частицами осадка. Такому требованию удовлетворяет лавсановая ткань арт. 56050.
В процессе обезвоживания технических суспензий фильтроткани постоянно утрачивают свои первоначальные свойства, засоряются и требуют замены. Срок службы перегородки определяет необходимое число переэкипировок, т.е. остановок фильтра для
Таблица 2
Сила прилипания осадка к волокнам синтетических и хлопковых тканей_
Ткани, арт. Адгезия, кг/см2
Пульпа 1 Пульпа 2 Пульпа 3 Пульпа 4
Лавсановые
56278 1,38 2,33 2,08 0,925
86030 2,63 4,09 4,05 3,57
56271 1,83 3,05 0,585 1,06
56208 - 0,71 1,52 0,91
56050 4,32 5,90 5,38 5,57
Капроновые
56227 1,58 2,21 3,42 4,37
56020 1,37 1,02 3,94 2,02
56007 3,93 3,57 1,609 2,66
56026 1,22 1,22 0,68 1,14
56027 1,45 1,64 3,46 2,74
56253 - - 3,99 1,44
23254 1,47 1,546 1,067 1,11
56035 2,11 3,605 3,88 1,91
Капроно- лавсановые
86036 3,77 2,35 2,94 2,18
86035 2,87 1,96 2,45 1,51
86017 6,70 3,20 3,94 4,36
Полипропиленовые
56282 2,55 1,79 2,39 0,527
56306 3,54 2,18 6,0 1,48
Об.5016 5,09 3,68 3,32 2,75
931509 3,79 2,90 3,48 1,18
Об.621 - - 1,716 2,59
Об.598 - 1,98 3,08 2,21
Хлориновая 86006 2,92 3,93 3,11 1,91
Ф-2 2,29 2,35 2,35 2,14
ТЛФ-4 - - 6,51 5,87
Фильтродиагональ
2074 10,82 6,78 7,50 6,43
замены засоренной ткани новой или проведения ее регенерации. Срок эксплуатации синтетических тканей выше, чем хлопковых.
В сравнении с этим производительность фильтра с применением синтетических фильтрующих перегородок меняется в широких пределах. Для практического применения интерес представляют фильтроткани, обеспечивающие производительность фильтра не меньшую, чем в случае использования хлопковой ткани. С учетом роста срока службы фильтрующей перегородки экономическую эффективность только от замены хлопковой ткани синтетической можно определить следующим образом [8,9]:
а) Экономическая эффективность при равной производительности фильтров, но разном сроке службы ткани:
ЛЭ = Ng (n1r1 - щ г2 ),
где N - количество фильтров; g - количество ткани, необходимой для экипировки одного фильтра, м; n2 - число переэкипировок хлопковой и синтетической
тканей в год; г1, г2 - цена 1м хлопковой и синтетической ткани, руб.
б) Экономическая эффективность при равной производительности фильтров, разном сроке службы тканей и использовании подкладочного основания для синтетической ткани:
ЛЭ = Ng \_nr - (n2r2 + пъгъ )]
где п3 - число переэкипировок в год подкладочного основания; г3 - цена 1м подкладочного основания, руб.
в) Экономическая эффективность при разной производительности фильтров и разном сроке службы ткани:
ЛЭ = Ng < nr -
1 -
в 100
где ß- средний рост производительности фильтра с применением синтетической фильтроткани по сравнению с хлопковой, %.
г) Экономическая эффективность при разной производительности фильтров, разном сроке службы ткани и использовании подкладочного основания:
ЛЭ = ^пг - ^
1-
в 100
Несомненно, испытания фильтрующих свойств тканевых перегородок в лабораторных условиях недостаточно и требуется оценка их в промышленных условиях. С этой целью ряд фильтротканей из синтетических волокон прошли испытания на разных типах вакуум-фильтров на действующих обогатительных фабриках. В статье приведены результаты испытаний фильтротканей на барабанных вакуум-фильтрах.
На фабрике фильтрация пульп и флотоконцентра-та осуществляется на барабанных вакуум-фильтрах БОУ-40. Всего на фабрике используется шесть фильтров, из них четыре - на переделе обезвоживания. В качестве фильтрующей перегородки на фильтрах БОУ-40 применяется хлопковая ткань арт. 2074 (фильтродиагональ). Общий срок службы этой ткани составляет в среднем 25 дней. За это время производительность хлопковой ткани падает до 20-30% от первоначальной.
На фильтрах БОУ-40 при обезвоживании флото-концентрата перед его сушкой в барабанных печах была испытана лавсановая фильтроткань арт. 56038. В ходе испытаний оценивали удельную производительность фильтра по сухому осадку, период времени (индукционный), в течение которого наблюдается максимальная производительность фильтра, общий срок службы ткани, возможность ее регенерации, продолжительность работы регенерированной ткани и другие факторы, влияющие на технико-экономические показатели фабрики.
Промышленные испытания показали, что применение лавсановой фильтроткани позволяет увеличить производительность фильтра в среднем на 10% по сравнению с фильтродиагональю. Индукционный период фильтра при использовании ткани арт. 56038 увеличивается в среднем на 30%, а общий срок службы этой ткани на 10-12 дней больше, чем хлопковой.
Оценка экономического эффекта от замены хлопковой ткани лавсановой проводилось по выражению
Э = (( - Я2У2) + Ен (( - К2) +
+ (Уэ1 - Уэ 2 )сА +( - Ур 2 )Л +( - Ф2),
где И1,И2 - цена 1м фильтроткани; У1,У2 - удельный расход фильтроткани на 1т флотоконцентрата; К1,К2 -
удельные капиталовложения потребителя материалов на 1т флотокнцентрата; А1,А2 - объем производства флотоконцентрата, т; УЭ1,УЭ2 - удельные затраты энергии на 1т флотоконцентрата; УР1,УР2 - удельный расход солярки на 1т флотоконцентрата; Ф1,Ф2 - фонд заработной платы; Ен - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений; С1 - стоимость 1кВт; С2 - стоимость 1т солярки.
Одним из несомненных преимуществ фильтротканей из синтетических волокон является способность восстанавливать свои первоначальные фильтрующие свойства при обработке их, например, соляной кислотой. В этом отношении наиболее разработана технология регенерации капроновых и лавсановых тканей. В результате такой обработки фильтровальные ткани приобретают одинаковую с новой тканью проницаемость.
Однако, несмотря на то что в результате обработки тканей из синтетических волокон раствором кислоты удается обеспечить технологические показатели фильтрации на прежнем уровне, достигнуть полного удаления твердых продуктов из волокон ткани не удается. В конечном итоге все это приводит к тому, что для регенерированной фильтроткани сокращается индукционный период в результате более быстрого зарастания пор дисперсными частицами и цементирующими отложениями. Тем не менее регенерация синтетических фильтротканей позволяет восстанавливать ее первоначальные фильтрующие свойства, увеличивает общий срок службы перегородок в 2-2,5 раза.
Таким образом, к основным преимуществам синтетических фильтротканей можно отнести следующие:
1. Высокую устойчивость синтетических тканей относительно дисперсных и цементирующих отложений, что обеспечивает рост срока их службы, снижает затраты на обслуживание фильтров в связи с уменьшением числа переэкипировок и расхода ткани.
2. При одинаковых фильтрующих свойствах хлопковой и синтетической фильтротканей, но разной адгезии осадка к волокнам ткани, синтетические перегородки обеспечивают рост средней производительности фильтров за счет увеличения продолжительности индукционного периода, для которого наблюдается максимальная производительность фильтра.
3. Синтетические ткани подлежат регенерации с сохранением фильтрующих свойств, поэтому могут использоваться неоднократно.
Библиографический список
1. Бейлин М.Н. Теоретические основы процессов обезвоживания углей. М.: Недра, 1969. 237 с.
2. Жужиков В.А. Фильтрование, теория и практика разделения суспензий. М.: Госхимиздат, 1971. 438 с.
3. Малиновская Т.А. Разделение суспензий в промышленности органического синтеза. М.: Химия, 1971. 316 с.
4. Рафиенко А.Н. Фильтрация рудных пульп на синтетических фильтротканях. М.: Недра. 1967. 183 с.
5. Лабораторные и промышленные испытания синтетических фильтротканей на предприятиях ВПО Союззолото / И.К.Скобеев, В.И.Саламатов [и др.] // Основные направле-
ния развития золотой и алмазной промышленности на период до 2000 года: тезисы Всесоюзной конференции (14-18 сентября 1985 г., Иркутск). Иркутск, 1985. С.112-115. 6. Саламатов В.И., Байбородин Б.А., Саламатов О.В. Основные закономерности процесса обезвоживания шлами-стых суспензий через фильтрующие перегородки // Прогрессивные методы обогащения и технологии глубокой переработки руд цветных, редких и платиновых металлов: материалы Международного совещания «Плаксинские чтения» (02-08 октября 2006 г., Красноярск). Красноярск, 2006. С. 276-278.
7. Саламатов В.И. Исследование процесса фильтрации красных шламов через синтетические фильтроткани // Вестник ИрГТУ. 2006. № 1. С. 145-146.
8. Саламатов В.И., Саламатов О.В., Сененко М.В. Социально-экономические аспекты применения синтетических
фильтротканей в цветной металлургии // Вестник ИЭ ИрГТУ. 2002. № 4. С. 154-157.
9. Саламатов В.И., Сененко М.В., Саламатов О.В. К расчету экономической эффективности от замены хлопковых фильтротканей синтетическими // Вестник ИЭ ИрГТУ. 2003. № 5. С. 76-78.
УДК 66.074
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ВИДА ФИЛЬТРОВАНИЯ В ЗЕРНИСТЫХ ФИЛЬТРАХ Н.М.Самохвалов1
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Предложен способ прогнозирования вида фильтрования по механизму формирования осадка при очистке запыленных газов в насыпных зернистых фильтрах. Способ основан на использовании показателя вида фильтрования, который учитывает соотношение скоростного напора пылегазового потока и гидравлического сопротивления зернистого слоя, сил вязкости и инерции, диаметра каналов зернистого слоя и размера пылевых частиц, плотности пыли и запыленности газового потока. Выявленные закономерности позволяют более точно рассчитывать гидравлическое сопротивление зернистых фильтров при улавливании пыли. Ил. 2. Библиогр. 4 назв.
Ключевые слова: прогнозирование; вид фильтрования; запыленный газ; гидравлическое сопротивление; осадок; зернистый фильтр.
FORECASTING OF FILTRATION TYPE IN GRANULAR FILTERS N.M. Samokhvalov
National Research Irkutsk State Technical University, 83, Lermontov St., Irkutsk, 664074.
The author proposes a forecasting method of the filtration type on the mechanism to form sludge when cleaning dusty gases in bulk granular filters. The method is based on the use of the indicator of the filtration type, which takes into account the ratio of the kinetic head of the powder-gas flow and the hydraulic resistance of the granular layer, the forces of viscosity and inertia, the diameter of granular layer channels and the size of dust particles, dust density and the dustiness of the gas flow. The identified regularities provide a more accurate calculation of the hydraulic resistance of granular filters under the dust suppression. 2 figures. 4 sources.
Key words: forecasting; type of filtration; dusty gas; hydraulic resistance; sludge; granular filter.
Расчет зернистых фильтров связан с определением гидравлического сопротивления, величина которого зависит от вида процесса фильтрования. Известно [1], что фильтрование может протекать с образованием осадка, когда он формируется на фильтрующей поверхности, или с закупориванием пор, когда частицы проникают в каналы пористой среды. В том случае, если это происходит одновременно, процесс называют промежуточным видом фильтрования.
Вид фильтрования при постоянном перепаде давлений можно определить [1] на основе закономерности изменения гидравлического сопротивления Я по
мере изменения количества фильтрата У, прошедшего через фильтрующую перегородку, по зависимости
йЯ/йц = кЯЬ, (1)
где к - константа; Ь - показатель степени, который может изменяться от 0 до 2. При Ь = 0 происходит фильтрование с образованием осадка. Если Ь = 1, то уравнение (1) соответствует промежуточному виду
фильтрования. При Ь = 1,5 происходит фильтрование с постепенным закупориванием пор, а при Ь = 2 - фильтрование с полным закупориванием пор.
Такой способ определения вида фильтрования можно использовать для анализа процесса на основе экспериментальных данных, но он не может быть использован для прогнозирования вида фильтрования по исходным параметрам процесса.
На основе фильтрования суспензий при постоянной разности давлений [2] было получено, что решающее значение при определении вида фильтрования имеет отношение скорости фильтрования к скорости осаждения твердых частиц под действием силы тяжести, которое определяется показателем
П = Жо /Жос. Установлено, что при П > 1000
происходит фильтрование с постепенным закупориванием пор. Для фильтрования промежуточного вида 100 < П < 1000, а для П < 100 наблюдается фильтрование с образованием осадка. Установлено также,
1Самохвалов Николай Митрофанович, кандидат технических наук, профессор кафедры химической технологии неорганических веществ и материалов, тел.: (3952) 405497, e-mail: [email protected]
Samokhvalov Nikolay, Candidate of technical sciences, Professor of the chair of Chemical Technology of Inorganic Substances and Materials, tel.: (3952) 405497, e-mail: [email protected]
