Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 [ 125 ] 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225

Поскольку в режиме Лр = const скорость фильтрования с течением времени уменьшается, представляется необходимым оценить, как изменяется средняя скорость фильтрования с течением времени т и при какой продолжительности фильтрования будет наибольшей средняя скорость за единицу общего времени, включающего как цикл фильтрования, так и продолжительность вспомогательных операций.

Для решения этого вопроса используем уравнение (XIII.8), которое при постоянном перепаде давления, т.е. когда изменяется только т, можно записать в виде

У = Ал/т.

Обозначив через Tq продолжительность вспомогательных операций (промывка осадка, раскрытие фильтра, выгрузка осадка, сборка фильтра) и принимая, что Tq не зависит от количества разгружаемого осадка, получаем среднюю производительность фильтра

V - V -

Т + То Т + То

Дифференцируя функцию по переменной т и приравнивая к нулю, получим

Т = То,

т.е. продолжительность фильтрования должна равняться продолжительности вспомогательных операций.

В уравнениях (XIII.3) - (XIII.8) было принято, что удельное сопротивление осадка т - величина постоянная, что справедливо для несжимаемых осадков.

Для сжимаемых осадков значение т принимают по уравнению (XIII. 1) и подставляют его в соответствующие расчетные уравнения. Так, например, для уравнения (XIII.8) получим

V = F

2Дрт

Учитывая, что То и Я1 определяются из опыта, значение т для сжимаемых осадков целесообразно определять при тех же экспериментальных условиях, при которых будет работать проектируемый фильтр, а также пользоваться более простыми уравнениями (XIII.3) -(XIII.8).

ФИЛЬТРОВАНИЕ ПРИ ПОСТОЯННОЙ СКОРОСТИ

Этот режим фильтрования получается, когда суспензия подается на фильтр под давлением при помощи поршневого или плунжерного насоса. При постоянном числе ходов насоса через фильтр проходит постоянный объем фильтрата; при этом в связи с образованием осадка растет сопротивление и повышается перепад давления.

Так как скорость фильтрования постоянна, то основное дифференциальное уравнение (XIII.3)

dV V Fdx Ft

принимает вид

V Ар

откуда получаем основное уравнение фильтрования при С = const

таУ + ЛфРУ = ApFt. (XIII.9)

Из сопоставления уравнений (XIII.9) и (XIII.4) при режиме с Лр = = const следует, что они тождественны и отличаются тем, что первое слагаемое в уравнении (XIII.9) в два раза больше соответствующей величины в уравнении (XIII.4).

Так же как и для режима при Лр = const, уравнение (XIII.9) может быть решено относительно объема фильтрата V

ИЛИ относительно необходимой площади поверхности F F=

В частности, для случая, когда сопротивлением фильтрующей перегородки можно пренебречь, т.е. при = О, получаем

V = F

(XIII. 10)

где Лр - перепад давления в конце фильтрования при конечной толщине осадка.

Сравнение уравнений (XIII. 10) и (XIII.8) показывает, что при одинаковых условиях и конечном давлении производительность фильтра при Ар = const в 1,42 раза больше его производительности при С - const.

Расчет продолжительности фильтрования при режиме С = const проводится, исходя из предельно допустимого перепада давления для фильтра

Рис. ХШ-2. Зависимость перепада давления от времени при фильтровании в режиме с постоянной скоростью

данной конструкции. Деля уравнение (XIII.9) на F и умножая и деля первый член левой части уравнения на т, получаем:

Ft x ft

Так как V/Ft = С, окончательно имеем

Лр = ЛфС + гхСх. (XIII. 11)

т.е. для случая несжимаемого осадка перепад давления растет по прямой линии, начиная от первоначального перепада давления Apg = RC. Для сжимаемого осадка г = JAp", перепад давления будет большим- и его изменение будет происходить по кривой (см. пунктирную линию на рис. XIII-2).

ПРОМЫВКА ОСАДКА НА ФИЛЬТРЕ

Промывка осадка проводится с целью удаления содержащегося в нем фильтрата путем вытеснения его промывной жидкостью. Она удлиняет полный цикл работы фильтра, поэтому необходимо рассчитать продолжительность промывки данного осадка. При расчете принимается, что высота слоя осадка не меняется, сопротивление его остается постоянным, равным сопротивлению в конце фильтрования, и процесс протекает с постоянной скоростью.

Если промывку проводят после фильтрования при Лр = const, то конечная скорость процесса определяется уравнением

С,Ф=-(XIII. 12)

Режим движения жидкостей в осадках при фильтровании является ламинарным, и перепад давления, затрачиваемый на трение в капиллярах осадка, пропорционален вязкости жидкости. Поэтому скорость промывки осадка промывной жидкостью будет пропорциональна отношению вяз-костей фильтрата щ, и промывной жидкости ц, т.е.

С = С,фЦф/м„р. (XIII. 13)

Расход жидкости Уцр зависит от полноты промывки и устанавливается из опыта. Продолжительность промывки составит

х = . (ХП1.14)

Если промывку проводят после фильтрования при режиме С = = const, то обычно и скорость дромывки Сцр постоянна, так как промывная жидкость подается тем же насосом. В этом случае продолжительность промывки определяется по уравнению (XIII. 14), а перепад давления Лр, зависящий от вязкостей фильтрата и промывной жидкости, определяется из выражения

ДРпр = ДР,.фДср/Дф-380