Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

SZŰRÉS Szuszpenziók szétválasztására szolgáló művelet, amelyben a folyadékból a szilárd részecskéket lyukacsos test (vagy porózus halmaz) a szűrőközeg.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "SZŰRÉS Szuszpenziók szétválasztására szolgáló művelet, amelyben a folyadékból a szilárd részecskéket lyukacsos test (vagy porózus halmaz) a szűrőközeg."— Előadás másolata:

1 SZŰRÉS Szuszpenziók szétválasztására szolgáló művelet, amelyben a folyadékból a szilárd részecskéket lyukacsos test (vagy porózus halmaz) a szűrőközeg segítségével választjuk el. Az átfolyó (megtisztított) folyadék a szűrlet, a szűrőn fennmaradó anyag a szüredék vagy iszaplepény. 1. Szitahatás: a szűrőközeg nyílásméreténél nagyobb méretű részecskék a szűrőközegen nem tudnak átjutni. 2. A szemcsék a szűrőközeg zeg-zugos járataiban, holt tereiben is megkötődhetnek. 3. A szűrendő szemcsék a szűrőanyaghoz tapadva kötődnek meg.

2 A szűrés megoldási lehetőségei: rácsok sziták Felületi szűrők Mélységi szűrők Prés- típusú szűrők Membránt alkalmazó szűrők – membrán eljárások

3 τ SZŰRÉS Felületi szűrők Szuszpenzió iszaplepény ΔpΔp Szűrlet(filtrát) Mélységi szűrők homokréteg Szuszpenzió Szűrlet(filtrát) τ SZŰRÉS ε ε0ε0

4 A folyadék a gravitáció, vagy centrifugális erőtér hatására áramlik ( „hajtóerő” ) Szűrőanyag (megtámasztás) iszaplepény ΔpΔp Felületi szűrők A kiszűrt iszap folyamatosan növekedő iszapréteget alkot

5 A szűrőréteg, ( szemcsés halmaz ) folyadék számára átjárható pórusaiban, „hézagterében” kiváló szüredék az eredeti porozitást ε 0 folyamatosan csökkenti ε τ. Mélységi szűrők homokréteg filtrát Szuszpenzió ε0ε0 ετετ szüredék

6 A szűrés „kéttermékes” művelet D (d SZEMCSE ) = P (d SZEMCSE >d SZŰRŐ NYÍLÁSMÉRETE ) D[%] d SZEMCSE d NYÍLÁS feladás iszap szürlet

7 Felületi szűrés Szemcsés halmazon történő fluidum átáramlás leírása – a már megismert – Carman-Kozeny összefüggéssel: v SZ : a szűrés sebessége, (szűrési sebesség) l i : az iszaplepény vastagsága Δp : szűrési nyomás ( különbség )

8 lili iszaplepény szűrőfelület A v sz szűrlet V: a „ô” szűrési idő alatt keletkező filtrát térfogat Szűrőanyag (szűrőszövet) Δp Szűrendő közeg (szuszpenzió)

9 D’Arcy-féle összefüggés (1856): K[m 2 ] : permeabilitás

10 K[m 2 ] : permeabilitás meghatározható méréssel: l i, η : állandó K => tgα nem független Δp – től, mert az iszap a növekvő szűrési nyomás hatására: -összenyomódik, tömörödik (szemcsealak!) => áteresztőképessége csökken - a szemcsék bemosódnak, átrendeződnek - a tapadó nedvesség csökken elméleti v SZ gyakorlat

11 Ha nem nőne,(állandó lenne) az iszaplepény vastagsága és a szűrési nyomás; tiszta folyadék átáramlása esetén a „szűrési” (átáramlási) sebesség is állandó lenne: A szűrési teljesítmény:is állandó.

12 Felületi szűrés => növekvő, változó iszaplelepény => csökkenő szűrési teljesítmény => a szűrés differenciálegyenlete:

13 Az összefüggés felhasználható, megoldható, ha: 1.Δp, és K állandó 2. és K állandó 3.K változó (csökken) – mélységi szűrés A szűrés során változhatnak ( η=áll.)

14 1.A szűrés során a szűrési nyomást Δp állandó értéken tartjuk, (a permeabilitást is állandónak tekinjük: K = áll, ) : ΔpΔp Δp állandó A jelenség oka:

15 A szűrés során változik! Bevezetjük a szűrési ellenállást „R”állandó

16 (1) R ISZAP = f ( l i ) ! ? ? R = R ISZAP + R SZŰRŐANYAG R I = a.l i a : egységnyi, 1m magasságú iszapréteg ellenállása l i = f (τ) ! ? Növekvő iszaplepény vastagság!

17 l i = f (τ) ! ? Anyagmérleg a kivált iszap térfogatára: l i. A = V. x 0 x 0 : 1m 3 szűrlethez tartozó kiszűrt iszaptérfogat Behelyettesítés (1) R I = a.l i összefüggésbe; az iszapellenállás:

18 Hasonló gondolatmenettel a szűrőanyagra:(2) R SZŰRŐANYAG = a.l EGYENÉRTÉKŰ A szűrőanyag ellenállása: V E : egyenértékű filtráttérfogat,melynek átszűrésekor keletkező iszapréteg ellenállása azonos a szűrőanyag ellenállásával.

19 „R” értékét a differenciálegyenletbe behelyettesítve: R = R ISZAP + R SZŰRŐANYAG A szűrési ellenállás ( R ) :

20 A differenciálegyenlet: Behelyettesítve:

21 A differenciálegyenlet megoldása :

22 Az összefüggés: V = f (τ ) Felhasználható pl. Vm 3 filtrát előállításához szükséges szűrési idő kiszámításához. Szűrési állandó: C [1/m 2 ]

23 Az összefüggés csak akkor használható, ha V E,és C értékét méréssel határozzuk meg. (Lásd Praktikum –II.)

24 2. Szűrés állandó szűrési teljesítmény ( ) esetén ΔpΔp Szűrés kezdete Szűrés vége

25 A differenciálegyenlet ebben az esetben:

26 A szűrési idő: Összehasonlítva a Δp állandó esettel, a szűrési idő, ~kétszeresére növekedik.

27 Az optimális szűrési idő meghatározása Δp = állandó esetén: A szűrlet időbeli változása τ MELLÉKIDŐ : a szűrő tisztítása; szét- összeszerelés, regenerálás τMτM τ OPTIMÁLIS τ V[m 3 ] V

28 Szűrőanyagok szűrők segédanyagok -szövetek: -nemezelt anyagok -porózus merev anyagok -szemcsés halmazok -szűrőmasszák -Kovaföld (diatómaföld): Tisztaság, egyenletes szemcseeloszlás, semleges kémhatás -perlit (AL-szilikátok), bentonit (pórusos) -szűrőszén (adsz.!), celulóz, faliszt, azbeszt? -koaguláló és flokkulálószerek

29 szűrők -szövetek: a szűrési tulajdonságait meghatározzák Szálfinomság [m/g] Anyaga: pamut, gyapjú, műszál, üveg, fém, azbeszt? A szövés típusa:

30 A szövés módjának befolyása a szűrésre:

31 Előréteg Bekeverés

32 Δp állandó ΔpΔp

33 ΔpΔp Közvetlen szivattyúról üzemeltetett szűrő

34 Az iszaplepény összenyomhatósága: Iszapellenállás ( „a” ) - ? - szűrési nyomás (Δp) Ha „a” növekedik, „C” is nő, => τ SZ is nő, a szűrés esetleg – gyakorlatilag - lehetetlenné válik.<= adalékok (ráiszapolás) ΔpΔp a a0a0 Összenyomható iszaplepény Ideális, „összenyomhatatlan iszap”

35 ΔpΔp a a0a0 Összenyomható iszaplepény Közelítő függvény: Összenyomhatósági tényező n kovaföld 0,1 ferrihidroxid 0,8

36 iszap Szűrlet Vákuum Szakaszos üzemű szűrők 1. Szűrőkádak (Nuccsok)

37 Anyaguk pl: -lyukacsos kerámia -szinterfém -fémsziták -műanyagok -stb Szűrés „kívülről befelé” Tisztítás ellenáramban 2. Gyertyás szűrők szűrőgyertya

38 Gyertyás szűrő: szuszpenzió iszap szűrlet SZŰRŐGYERTYÁK Tisztítás: ellenáramú mosás

39 A ráiszapoló szűrés jellegzetes üzemi folyamatai: Ráiszapolás, szűrőanyag képzés (pl. kovaföld ) Szűrés Tisztítás

40 3. Táskás szűrők (nyomószűrők) : Kis iszaptartalmú folyadékok szűrésére Nyomásálló ház„táska szerű” szűrőelemek ( párhuzamos kapcsolás, nagy szűrőfelület kis térfogatban) A nedves iszapeltávolítás lehetséges beépített fúvókasorral is

41 iszaplepény Alátámasztó drótháló Szűrletgyűjtő csatorna szitaszövet szűrlet

42 -Vízszintes szűrőelemek -”félfolyamatos „ üzem -könnyen automatizálható

43 Kamrás ~ : Kis iszaptér Híg szuszpenziókra Keretes ~ : Nagyobb iszaptér Nagyobb szárazanyag tartalmú szuszpenzióra Az iszaptér kialakításától függően 4. Szűrőprések: (lásd praktikum) Párhuzamosan kapcsolt szűrőelemek, szakaszos üzem.

44 Kamrás szűrőprések: iszap szűrlet szűrőlapok szűrőkendő szuszpenzió

45 Szűrőlap:

46 Kertes szűrőprések: szuszpenzió szűrlet szűrőkendő iszap szűrőlap Keret

47

48

49 Keretes szűrőprés

50

51

52 Legelterjedtebbek: forgódobos cellás vákuumdobszűrők

53 Folyamatos szűrők: Dobszűrők


Letölteni ppt "SZŰRÉS Szuszpenziók szétválasztására szolgáló művelet, amelyben a folyadékból a szilárd részecskéket lyukacsos test (vagy porózus halmaz) a szűrőközeg."

Hasonló előadás


Google Hirdetések