Обработка экспериментальных данных

В результате проведенного эксперимента нам известны: время прохождении границы раздела между осветленной водой и сгущенной суспензией нижней отметки на цилиндре τ₁₀₀; объем слива и сгущенной суспензии (соответственноV_сл и V_сг); масса твердого в сливе и в сгущенной суспензии (соответственноm_сл и m_сг).

Определяются содержание твердого в сливе и в сгущенной суспензии (соответственно m_сл и m_сг)по формулам:

(2)

(3)

З

4

начения С_сли С_сг рассчитываются для каждого из замеров, при этом для расчета берутся текущие значенияV_сл и V_сг для данного времени τ, после чего полученные расчетные значенияС_сли С_сгнаносятся на график: по оси абсцисс – время опыта, по оси ординат – содержание твердого.

Скорость осаждения частиц твердой фазы υ рассчитывается по формуле:

(4)

Допустимое значение удельной нагрузки по исходной суспензии для промышленного сгустителя q_удрассчитывается по формуле:

(4)

где: 0,1 – коэффициент перехода для промышленного сгустителя.

Типоразмер сгустителя выбирается из заданного значения объемного расхода исходной суспензии V_зтаким образом, чтобы отношение величиныV_зк поверхности осаждения сгустителяS не превышало бы величины q_уд; при этом величинаS рассчитывается по формуле:

(5)

где: D_сг– диаметр сгустителя, м; выбирается из типоразмерного ряда:

• для радиальных сгустителей – 12; 15; 18; 25 и 30 м²;

• для цилиндро-конических сгустителей – 6; 8; 10 м².

Время пребывания суспензии в сгустителе τ_пррассчитывается как отношение объема сгустителя V_сгк объемному расходу исходной суспензии Vз; величина V_сграссчитывается по формуле:

(6)

где: H_ц и H_к – высота соответственно цилиндрической и конической частей

сгустителя, м.

Уточненные значения С_сли С_сгдля промышленного сгустителя определяются графически по ранее построенным экспериментальным кривым при τ = τ_пр.

Н

5

а основании полученных результатов делают следующие выводы об эффективности работы сгустителя.

1. Величина q_уддля радиальных сгустителей при работе без флокулянтов составляет 1–1,5 м³/м²∙ ч, а с применением флокулянта – 4,5 м³/м²∙ ч. Для цилиндро-конического сгустителя при работе с флокулянтом величина q_уд может достигать 8 м³/м²∙ ч. Если расчетная величина q_удоказывается ниже указанных значений, то это свидетельствует о том, что выбран недостаточно эффективный флокулянт или слишком мала доза флокулянта.

2. Содержание твердого в сгущеннном продукте должно составлять не менее 200 кг/м³, в противном случае сгуститель работает неэффективно.

3. Содержание твердого в сливе не должно превышать 10 кг/м³.

Контрольные вопросы

1. Объясните устройство и принцип работы радиальных и цилиндро-конических сгустителей.

2. Почему для цилиндро-конических сгустителей допустима бóльшая удельная нагрузка, чем для радиальных?

3. Как рассчитыватся величина времени пребывания в сгустителе?

4. Как зависит содержание твердого в сливе и в сгущенном продукте от удельной нагрузки для данного сгустителя?

Литература

1. Благов И.С., Борц М.А., Вахрамеев Б.И. и др. Оборотное водоснабжение углеобогатительных фабрик. – М.: Недра, 1980. – 215 с.

2. Фоменко Т.Г., Бутовецкий В.С., Погарцева Е.М. Водно-шламовое хозяйство углеобогатительных фабрик. – М.: Недра, 1974. – 272 с.

3. Борц М.А., Бочков Ю.Н., Рябченко А.Н. Флокуляция угольных и минеральных суспензий. – Учебное пособие: ИПК Минуглепрома СССР. – М.: 1990. – 87 с.

Комплексный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт обогащения твёрдых горючих ископаемых (ИОТТ)

Московский Государственный Университет Инженерной Экологии

Кафедра "Техника переработки природных топлив"

К.т.н. Г.Ю. Гольберг (Институт обогащения твердых горючих ископаемых)

Исследование процесса обезвоживания суспензий

на лабораторной центрифуге

Методические указания к лабораторной работе

Люберцы-Москва – 2002

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

2

Исследование процесса обезвоживания суспензий угольных шламов и продуктов флотации углей центрифугированием и оценка режима работы осадительной центрифуги.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Опыты проводят на лабораторной центрифуге T23D (см. рис. 1).

Вид лабораторной центрифуги T23D

1 – корпус; 2 – крышка; 3 – кнопка “Работа”; 4 – кнопка “Таймер”; 5 – кнопка “Тормоз”; 6 – амперметр; 7 – индикатор частоты вращения ротора; 8 – ручка таймера; 9 – ручка регулятора частоты вращения ротора

Рис. 1.

Техническая характеристика центрифуги T23D:

- частота вращения ротора, об/мин - до 7200;

- фактор разделения - до 8700

- максимальная сила тока, А - 4;

- количество стаканов в роторе, шт. - 4;

- объем пробирки, см³- 85.

П

3

ОРЯДОК ПОДГОТОВКИ К ПРОВЕДЕНИЮ ЭКСПЕРИМЕНТА

1. Готовятся 2 или 4 пробы суспензии исследуемого продукта с заданным содержанием твердого и объемом не более 80 см³; для предотвращения возникновения дисбаланса ротора в процессе работы центрифуги масса проб должна быть одинаковой.

2. При необходимости готовятся рабочие растворы флокулянтов с концентрацией 0,05 % путем разбавления водой промежуточных растворов.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

1. Центрифуга подключается к сети.

2. Открывалется крышка центрифуги и отвинчивается крышка ротора.

3. В пробирки заливаются приготовленные пробы суспензии; при необходимости перед этим пробы перемешиваются с растворами флокулянтов (деревянной или стеклянной палочкой в течение около 5 с).

4. В стаканы ротора устанавливаются 4 или 2 пробирки; в последнем случае они должны быть установлены одна напротив другой.

5. Плотно завинчиваеатся крышка ротора и закрывется крышка центрифуги.

6. Пуск центрифуги осуществляется нажатием кнопки “Работа”, после чего ручкой регулятора частоты вращения ротора устанавливается требуемое значение частоты вращения ротора, соответствующее заданному фактору разделения. При достижении заданной частоты вращения ротора включется секундомер для отсчета времени опыта.

7. По истечении заданного времени выключается кнопка “Работа”, и включается кнопка “Тормоз”.

8. После полной остановки ротора открывается крышка центрифуги и отвинчивается крышка ротора. Из каждой пробирки декантируется фугат и выгружается обезвоженный осадок. Определяются масса влажного осадка и объем осветленной воды (фугата) в каждой пробирке.

9. Осадки высушиваются в сушильном шкафу до постоянного веса с целью определения влажности; содержание твердого в фугатах определяется путем фильтрования под вакуумом.