6. Общие сведения

189

перегородку вращающегося барабанного фильтра непрерывного действия (стр. 205), то внешние части слоя толщиной примерно 0,1 мм непрерывно срезают ножевым устройством, которое постепенно с очень небольшой скоростью приближается к фильтровальной перегородке. Вследствие этого суспензия все время соприкасается со свежей поверхностью слоя вспомогательного вещества.

При добавлении вспомогательного вещества к разделяемой суспензии^- концентрация твердых частиц в ней увеличивается, что благоприятствует образованию сводиков над входами в поры фильтровальной перегородки и предотвращает, таким образом, закупоривание этих пор.

Активированный уголь, кроме задерживающей способности по отноше­нию к твердым частицам, обладает и адсорбционным действием; он адсор­бирует растворенные в жидкости вещества, например вещества, окраши­вающие жидкость.

а б в 2 з

Рис. \М0. Взаимные направления действия силы тяжести и движения фильтрата в фильтрах:

а — направления совпадают: б — направления противоположны; в —направле- ния перпендикулярны; сплошные стрелки — направление действия силы тя­жести; пунктирные стрелки — направления движения фильтрата; 1 — фильт­ровальная перегородка; 2 — осадок; 3 — суспензия; 4 —- фильтрат; 5 чистая

жидкость.

Процесс фильтрования часто сопровождается стесненным или свобод­ным осаждением твердых частиц суспензии под действием силы тяжести. При этом направления действия силы тяжести и движения фильтрата могут совпадать, быть противоположными или перпендикулярными в зави­симости от горизонтального или вертикального положения фильтроваль­ной перегородки, а также нахождения суспензии над перегородкой или под ней. Взаимные направления действия силы тяжести и движения фильтрата с соответствующим распределением слоев осадка, суснензии, фильтрата и чистой жидкости схематично показаны на рис. У-10.

Осаждение твердых частиц усложняет процесс фильтрования и влияет на его закономерности, причем это влияние различно при разных направ­лениях действия силы тяжести и движения фильтрата. Так, если суспен­зия находится над фильтровальной перегородкой (рис. У-10, а), осажде­ние твердых частиц приводит к более быстрому образованию осадка с полу­чением чистой жидкости, которая может быть удалена из фильтра декан­тацией. Если суспензия находится под фильтровальной перегородкой (рис. У-Ю, б), осаждение твердых частиц будет препятствовать образова­нию осадка, что вызовет необходимость в перемешивании суспензии для- поддержания ее однородности.

Осадки, получаемые на фильтровальной перегородке при разделении* суспензий, подразделяют на несжимаемые и сжимаемые.; Под несжимаемыми понимают такие осадки, в которых пористость,' т. е. отношение объема пор к объему осадка, не уменьшается при увели-;

Гл. V. Разделение неоднородных систем

чении разности давлений. Пористость сжимаемых осадков уменьшается, а их гидравлическое сопротивление потоку жидкой фазы возрастает с уве­личением разности давлений. К числу практически несжимаемых можно отнести осадки, состоящие из частиц неорганических веществ размером более 100 мкм, например из частиц песка, кристаллов карбоната кальция и бикарбоната натрия. К сильно сжимаемым относятся осадки гидратов окисей металлов, например алюминия, железа, меди, а также осадки, состоящие из легко деформируемых агрегатов, которые образуются из первичных мелких кристаллов.

Для получения относительно трудно деформируемых агрегатов из тонкодисперсных первичных частиц суспензии к ней добавляют перед ее разделением на фильтре различные коагулянты и флокулянты. Объедине­ние тонкодисперсных частиц в более крупные агрегаты приводит к уве­личению размера пор в осадке, соответствующему уменьшению его гидрав­лического сопротивления и повышению скорости фильтрования.

В производственных условиях под фильтрованием понимают не только операцию разделения суспензии на фильтрат и осадок с помощью пористой перегородки, но и последующие операции промывки, продувки и сушки осадка на фильтре. -

Промывку осадка выполняют способами вытеснения и разбавления.

Способ вытеснения состоит в том, что промывную жидкость заливают на поверхность осадка в виде слоя или подают в диспергирован­ном состоянии из разбрызгивающих устройств, причем промывная жид­кость под действием разности давлений проходит сквозь поры осадка, вытесняет из них жидкую фазу и смешивается с ней. Этот способ приме­няют, когда осадок промывается легко и не содержит пор, недоступных для промывной жидкости.

■ Способ разбавления характеризуется тем, что осадок снимаете}; с фильтровальной перегородки и перемешивается в сосуде, снабженное мешалкой, с промывной жидкостью, после чего образовавшаяся суспен­зия разделяется на фильтре. Такой способ применяют, если осадок про­мывается трудно.

В результате промывки получают достаточно разбавленную смесь жидкой фазы суспензии и промывной жидкости. Если жидкая фаза содер­жит ценные вещества, их извлекают из полученной смеси кристаллиза­цией, выпариванием или ректификацией. Поэтому желательно, чтобы расход промывной жидкости был по возможности невелик, а концентрация растворенных в ней ценных веществ была насколько возможно высока. При однократной (одноступенчатой) промывке объем промывной жидкости в 1,5—2 раза превышает объем жидкой фазы, оставшейся в порах осадка после разделения суспензии. При многократной (многоступенчатой) про­мывке, которую можно выполнять способами вытеснения и разбавления, осадок последовательно промывают, используя промывную жидкость со все возрастающей концентрацией растворенных в ней ценных веществ. При этом свежая промывная жидкость поступает на почти промытый осадок, а наиболее концентрированная — на еще не промывавшийся. Так осуществляют многоступенчатую противоточную промывку осадка (стр. 209).

Продувку осадка производят с целью вытеснения из его пор оставшейся промывной жидкости. Для продувки обычно используют воз­дух, а также инертные газы (азот, двуокись углерода), если в осадке при­сутствует вещество, дающее с воздухом взрывчатую смесь. Продувкой можно удалить только часть жидкости из пор осадка до достижения равно­весной влажности.

Сушку осадка на фильтре нагретым или предварительно осушен­ным воздухом применяют, когда желательно получить на фильтре осадок с окончательной влажностью менее равновесной.