Filtrace

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Filtrace 18.9.2008 1"

Milada Müllerová
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 Výpočtový ý seminář z Procesního inženýrství podzim 2008 Filtrace

2 Tématické okruhy principy a instrumentace bilance filtru kalolis filtrace za konstantní rychlosti filtrace za konstantního tlaku promývání filtračního koláče

3 Filtrace technické důvody filtrace získání pevných částic získání kapaliny realizace filtrace diskontinuální (periodické) filtry kontinuální (nepřetržité) filtry

4 Periodická filtrace - základní pojmy princip i činnosti

5 Periodická filtrace - základní pojmy filtrační č přepážkyř zrnité materiály (písky, štěrky) vláknité materiály (azbest, sklo, celulóza) papírové materiály (laboratorní filtrace) porézní kompaktní materiály (frity, keramika, kovy) tkaniny (textilie, uhlíková, grafitová vlákna filtr. plachetka) perforované desky nebo síta (velikost, struktura a morfologie) speciální makroporézní filtrační č membrány (polymery, specifické použití v potravinářství, farmacii, atd.)

tkaniny (textilie, uhlíková, grafitová vlákna filtr.

6 Periodická filtrace - základní pojmy technologické kroky při filtraci příprava p filtru sestavení, čištění, filtrace tvorba filtračního koláče a filtrátu promývání filtračního koláče částečné č é nebo úplné sušení koláče odstranění filtračního koláče z filtru regenerace filtrační přepážky celková doba filtrace

promývání filtračního koláče částečné č é nebo úplné sušení koláče odstranění

7 Typy filtrace koláčová filtrace hloubková filtrace filtrační koláč zachycení částic uvnitř porézní filtrační přepážky

8 Typy filtrů diskontinuální filtry tlakový filtr filtrační nuč

9 Typy filtrů diskontinuální filtry listový filtr svíčkový filtr filtrační odstředivka

10 Typy filtrů diskontinuální filtry kalolis

11 Typy filtrů kontinuální í filtry bubnový filtr pásový filtr

12 Hmotnostní bilance filtru m = m + S S S K m w m + F = w m w m K K F F pro l w F =0 pro s w F =1 aditivita objemů V + S = V F V k ρ S, ρ F, T -konstantní ϕ V = ϕ V + ϕ V S S K K F F objemové zlomky pevných částic

13 Hustota t suspenze a koláče suspenze koláč viskozita 2 η = η ( ϕ ϕ ). S F S S

14 Rovnice rychlosti filtrace tok vrstvou zrnitého materiálu Bernouliho rce (potrubí se zařazeným čerpadlem) příklad laminárního proudění

15 Rovnice rychlosti filtrace Předpoklady v k ~ v rychlost proudění uvnitř kanálků je úměrná mimovrstvové rychlosti l k ~ h délka kanálků je úměrná tloušťce vrstvy gh ~ zanedbatelný hydrostatický tlak vrstvy

mimovrstvové rychlosti l k ~ h délka kanálků je úměrná

16 Rovnice rychlosti filtrace tok vrstvou p 2 =? R odpor filtrační č přepážkyř R = αηh rovnice filtrace p p = ( αη h R ) v rychlost filtrace v = V& S F = 1 S dv& F dτ F výška filtračního koláče VK h = S

p p = ( αη h R ) v 1 3 + rychlost filtrace v = V& S F

17 Rovnice rychlosti filtrace z bl bilance

18 Rovnice rychlosti filtrace

19 Rovnice rychlosti filtrace FILTRACE za konstantního rozdílu tlaku za konstantní rychlosti rychlost filtrace klesá tlakový rozdíl roste

20 Filtrace za konstantního t rozdílu tlaků

21 Filtrace za konstantní t rychlosti

22 Promývání koláče rychlost promývání je stejná jako konečná č rychlost filtrace

23 Úloha U5-3 Zadání: V kalolisu s osmi rámy o rozměrech 700 x 700x 25 mm se filtruje suspenze obsahující 15 obj% pevné látky. Filtrace probíhá za konstantní rychlosti a v jednom cyklu trvá 3 hodiny 36 minut. Potom se koláč promývá po dobu 54 minut. Filtrát má přibližně stejnou viskozitu jako promývací voda. Na pokusném kalolisu byly ze stejných podmínek konstanty K F =3,125x10-4 m 2 /h a q M =3,125x10-5 m. Zjistěte množství filtrátu a promývací vody, množství zpracované suspenze a objemovou vlhkost koláče v jednom cyklu. Výsledek: V jednom filtračním č cyklu vznikne 0,263m 3 filtrátu, spotřeba promývací vody činí í 0,0165m0165 3, zpracuje se 0,361m 3 suspenze a koláč obsahuje 44,8 obj.% vody

24 Úloha U5-55 Zadání: Vodná suspenze pevné látky se filtruje v tlakovém nuči 1 hodinu při konstantním rozdílu tlaků a teplotě 7,5 C. Filtrační koláč se promývá při teplotě 20 C za jinak stejných podmínek jako při filtraci. Promývá se vodou v množství 20 obj% z množství filtrátu. Příprava nuče pro novou filtraci trvá 20 minut. Při pokusné filtraci bylo získáno za 8 minut 30 litrů a za 18 minut 50 litrů filtrátu (podmínky stejné jako při filtraci na nuči) Zjistěte kolik m 3 filtrátu se produkuje za den. Výsledek: Denní produkce filtrátu činí 1,5m

Podobné dokumenty

3. FILTRACE. Obecný princip filtrace. Náčrt. vstup. suspenze. filtrační koláč. výstup

3. FILTRACE. Obecný princip filtrace. Náčrt. vstup. suspenze. filtrační koláč. výstup 3. FILTRACE Filtrace je jednou ze základních technologických operací, je to jedna ze základních jednotkových operací. Touto operací se oddělují pevné částice od tekutiny ( směs tekutiny a pevných částic