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: 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
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.
|
||||||||||||