Лабораторная работа 7

 

ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ И БЕЗОПАСНОЙ

ЭКСПЛУАТАЦИИ ОСАДИТЕЛЬНОЙ ЦЕНТРИФУГИ

 

Цель работы:

1. Изучение устройства центрифуги.

2. Определение фактора разделения.

3. Определение безопасных условий эксплуатации центрифуги.

 

Основные теоретические положения

 

Центрифугирование – это процесс разделения жидких неоднородных систем в поле центробежных сил, создаваемых во вращающемся барабане центрифуги. Разделение суспензий и эмульсий под действием центробежной силы осуществляется преимущественно во вращающихся аппаратах, называемых центрифугами.

Центрифуги делят на два основных класса: фильтрующие и осадительные (иногда осадительные центрифуги называют отстойными). Отличительная особенность осадительных центрифуг – наличие барабана со сплошной (неперфорированной) стенкой. Разделение суспензий или эмульсий в этом случае происходит за счет осаждения или всплывания дисперсной фазы.

Фильтрующие центрифуги используются только для разделения суспензий. Они имеют барабаны с перфорированной стенкой, которые изнутри покрыты фильтровальной перегородкой. По величине движущей силы фильтрующие центрифуги превосходят фильтр-прессы в 2–4 раза (разность давлений в них достигает 1...2 МПа). Основное преимущество фильтрующих центрифуг перед фильтрами – эффективная осушка осадка. Так, например, при центрифугировании кристаллов солей влажность осадка обычно не превышает 1...2 %.

Недостатки центрифуг – наличие вращающегося ротора и его опор, повышенный расход энергии на привод и ограниченная поверхность фильтрования или осаждения.

Центрифуги применяют в промышленности для проведения не только процессов осаждения, но и процессов фильтрования. Центрифуги, применяемые для осаждения, называют осадительными центрифугами, в отличие от фильтрующих центрифуг, применяемых для процессов фильтрования.

Осадительные центрифуги предназначены для глубокого обезвоживания осадков промышленных и коммунальных сточных вод до влажности выгружаемого осадка 65...75% при эффекте задержания сухого вещества 95...99%. Применяются для очистки загрязненных стоков крупных городов и животноводческих комплексов.

Фильтрующие и осадительные центрифуги предназначены для разделения суспензий в широком диапазоне размеров и концентраций твердой фазы.

Фильтрующие центрифуги (ФГН) предназначены для разделения суспензий, у которых твердая фаза имеет кристаллическую или зернистую структуру с размером зерен 30…150 мкм.

Осадительные центрифуги (ОГН) предназначены для разделения средне- и мелкозернистых (размер зерна 5...40 мкм) труднофильтрующихся суспензий, когда допустимо высокое содержание жидкой фазы в полученном осадке, и когда использование фильтрующих поверхностей невозможно.

Благодаря высокой производительности, простоте конструкции, непрерывности технологического процесса, минимальному обслуживанию эти центрифуги применяются в различных технологических процессах химической, нефтеперерабатывающей, фармацевтической, мясомолочной, рыбоперерабатывающей и других отраслях промышленности. Большегрузные центрифуги используются для обезвоживания осадков сточных вод коммунальных и промышленных стоков.

 

Описание установки

 

Центрифуга (рис. 7.1) имеет ротор 1, жестко закрепленный на валу 2. Вал с помощью муфты соединяется с электродвигателем 3.

Рис. 7.1. Схема экспериментальной установки:
1 – ротор;  2 – вал;  3 – электродвигатель; 4 – защитный стакан; 5 – пробирка; 6 – кожух-станина; 7 – крышка; 8 – реле времени; 9 – потенциометр;
10 – тахометр

На роторе с помощью шарниров закреплены кольца для установки защитных стаканов 4, в которых располагаются стеклянные пробирки 5 с исследуемой суспензией. При вращении ротора стаканы 4 с пробирками отклоняются от вертикального положения и устанавливаются горизонтально, при этом происходит осаждение твердых частиц суспензии под действием центробежной силы. Центрифуга имеет защитный кожух-станину 6 с крышкой 7. На корпусе установлены реле времени 8, потенциометр 9 и тахометр 10 для плавной регулировки и контроля числа оборотов ротора.

Характеристика центрифуги:

·       число оборотов вала п = 5000 об/мин;

·       эквивалентный диаметр цилиндра – 220 мм.

 

Порядок выполнения работы

 

1.     На мешалке тщательно готовится суспензия с заданной концентрацией твердой фазы.

2.     Хорошо приготовленная суспензия заливается в пробирки до указанной преподавателем метки.

3.     Пробирки помещаются в керамические стаканы центрифуги.

4.     Включается центрифуга, и реостатом 11, устанавливают заданное число оборотов по тахометру 10.

5.     Одновременно с помощью секундомера фиксируется начало процесса фильтрации, время окончания фильтрации. Результаты заносятся в таблицу. 

6.     После полной остановки центрифуги открывается крышка 2. Из стаканов берутся пробирки и замеряется высота слоя осадка.

7.     Определяется концентрация твердой фазы в очищенной воде.

8.     Рассчитывается степень очистки сточной воды в центрифуге.

9.     Результаты измерений занести в таблицу.

10. Затем повторяют опыты при других числах оборотов вала центрифуги.

 

 

Протокол испытаний

 

пп

Число

оборотов

вала,

об/мин

Время

фильтрации, с

Высота слоя

осадка в

пробирке, мм

Концентрация

твердой фазы

в очищенной

воде, %

Степень

очистки

1

2

3

4

5

6

 

 

Контрольные вопросы

 

1.     Сущность процесса центрифугирования.

2.     Классификация центрифуг.

3.     Область применения фильтрующих центрифуг.

4.     Область применения осадительных центрифуг.

5.     Конструктивные особенности фильтрующих и осадительных центрифуг.

6.     Назначение системы блокировки в конструкции центрифуг.

7.     Основные правила безопасной эксплуатации центрифуг.

 

 

тестирование по темеНа главную