Кинетика фильтрования .

Цель кинетики- найти скорость и поверхность фильтрования.

Некоторые понятия и факты, влияющие на скорость фильтрования.

При расчете фильтров используют понятие скорости ф. уд. производительности фильтра и отношение объема осадка к объему фильтра

U=Vос/V м³ осадка/м³ фильтрата

1) Диаметр частицМелкие частицы из полидисперсных суспензий забивают поры фильтрующей перегородки, замедляя скорость фильтрования. Поэтому всегда стремятся перед фильтрованием получить не только крупные по размеру ть родктр частицние объема уюют яия ти фильтрования лечения ечением егородки в еденицу времени,, но и одинаковые по форме частицы (напр. путем коагуляции).

2) Степень порозности осадка (или пористости). Она зависит от фракционного состава осадка и формы частиц, влияет не только на скорость фильтрования, но и на влажность осадка.

3) Вязкость фильтрата- обычно скорость фильтрования обратно пропорциональна h oc , поэтому процесс фильтрования обычно сопровождается уменьшением скорости процесса

Расчет фильтров.

Таким образом , жидкая фаза при фильтровании должна преодолеть сопротивление перегородки и слоя осадка.

На основании опытных данных установлено, что скорость фильтрования прямо пропорциональна перепаду давления и обратно пропорциональна вязкости жидкой фазы и общему гидравлическому сопротивлению слоя осадка и фильтровальной перегородки.

Скорость фильтрования через перегородку.

(1)

Скорость фильтрования через слой осадка.

(2)

где DР₁и DР₂ соответствено перепад давления в слое осадка и на фильтрованной перегородке , Па ;

μ_t-вязкость фильтрата, Па*с

hoc - высота осадка , м ;

rос - удельное сопротивление осадка

Rф.п. – сопротивление фильтрующей перегородки, =const, м²

Это уравнение скорости фильтрования при постоянной движущей силе процесса и несжимаемом осадке.

Rф.п - сопротивление фильтрующей перегородки- это падение давления по всей толщине фильтровальной перегородки при прохождении через нее фильтрата вязкости 1Па*с со скоростью 1 м/с.

Rос - удельное сопротивление осадка- это падение давления в слое осадка высотой 1 м при прохождении через осадок фильтрата вязкостью 1 Па с со скоростью 1м/с

Удельное сопротивление осадка зависит:

1) от физико-химического фактора.

2) От свойств твердых частиц и структуры осадка:

-порозность.

-уд. поверхность

-размер частиц

-сжимаемость осадка

Осадки бывают сжимаемые и несжимаемые.

Сжимаемыеназываются осадки удельное сопротивление которых меняется в процессе фильтрования. Пористость их уменьшается, с увеличением разности давлений, и гидравлическое сопротивление растет.

Несжимаемые- hос.=const-кристаллические осадки- пример (песок).

2)от физико-химических факторов

Для обычного процесса фильтрования hoc. const (переменная величина), она пропорциональна количеству фильтрата прошедшему через фильтрат к конкретному моменту времени.

(5)

Уравнение для определения времени фильтрования при DР=const и hoc const

Второй режим фильтрования-при постоянной скорости, при этом разность давлений меняется.

при w=const

Обычно Rф.п. <<<<(много меньше) roc , поэтому и при DР=const τ фильтр. В 2раза меньше, чем при w=const. Поэтому чаще всего проводят фильтрование при DР=const