На чем основано фильтрование

Фильтрование растворов лаборатории

Содержание

Сущность фильтрования

Сущность фильтрования состоит в том, что жидкость с находящимися в ней частицами твердого вещества пропускают через пористую перегородку. Имеющиеся в перегородке поры или отверстия настолько малы, что через них частицы твердого тела не проходят, жидкость же проходит легко. Эта перегородка, задерживающая твердые тела, называется фильтром.

Способность задерживать твердые частицы различной крупности и производительность фильтра, т. е. количество жидкости, которое может быть отделено через фильтр в единицу времени, находятся в прямой зависимости от величины пор. При фильтровании на фильтре откладывается осадок, который как бы уменьшает величину пор и вместе с тем сам играет роль фильтра, создавая плотный слой.

Одним из важнейших факторов, влияющих на фильтрование, является вязкость: чем вязкость раствора или жидкости выше, тем труднее их фильтровать.

При обычном фильтровании жидкость проходит через фильтр под давлением только небольшого столба жидкости, находящегося над фильтром.

Большое влияние на процесс фильтрования оказывает величина частиц твердого вещества, находящегося в жидкости. Если размер частиц превышает размер пор фильтра, фильтрование идет легко. Но по мере приближения размера частиц к размерам пор фильтра процесс фильтрования замедляется и может даже прекратиться совсем. Когда размер частиц твердого тела меньше размера пор, отфильтровать взвесь не удается.

Частицы коллоидных размеров (меньше 0,1 мкм, но больше 1 нм) совершенно невозможно отделить от жидкости обычным фильтрованием. В подобных случаях стремятся увеличить размер частиц, коагулировать их, что часто достигается путем кипячения. Многие коллоиды при высокой температуре образуют крупные хлопья, которые легко задерживаются фильтром.

Фильтрующие материалы

Фильтрующие материалы, применяемые в лабораторной практике, могут быть разделены на два класса:

Кроме того, фильтрующие материалы разделяются на:

К первому классу относится, например, кварцевый песок. Он может иметь различную величину зерен. От этого зависит как скорость фильтрования, так и достигаемый при этом эффект. Чем крупнее зерна песка, тем больше производительность фильтра и вместе с тем меньше его задерживающая способность; фильтр будет задерживать только более крупные частицы, мелкие же будут проходить через него, не задерживаясь.

Во многих случаях применяют пористые материалы.

Неорганические фильтрующие материалы особенно пригодны для жидких веществ и растворов, нагретых до температур, превышающих 1000 °С.

Наибольшим распространением в лаборатории пользуются фильтровальная бумага, целлюлозная масса, асбест, волокнистые материалы (ткани), смешанные фильтры, прессованное стекло, обожженная глина, фарфор и пр.

Выбор фильтрующего материала зависит как от требований к чистоте раствора, так и от его свойств.

Для фильтров нельзя применять такие материалы, на которые фильтруемая жидкость может оказать какое-либо действие. Так, щелочи, особенно концентрированные, нельзя фильтровать через фильтр из прессованного стекла и вообще материалов, содержащих двуокись кремния (кварцевый песок и др.), так как последняя будет растворяться в щелочи и загрязнять ее. Среди неорганических фильтрующих материалов имеются такие, которые пригодны для фильтрования очень агрессивных жидкостей даже при высокой температуре, например фильтры из глинозема, из окиси циркония, из окиси тория и др.

Фильтровальная бумага отличается от обычной тем, что она не проклеена, более чиста по составу и волокниста. Последнее обстоятельство и обусловливает ее филь­трующую способность.

Фильтровальную бумагу часто продают в пачках по 100 штук, уже нарезанную кругами различного диаметра (5,5; 7; 9; 11; 12,5 и 15 см), соответственно размеру воронок.

Ниже указывается, какого диаметра следует брать готовые круглые фильтры в зависимости от диаметра воронки:

Различают бумажные фильтры обычные и беззольные. На каждой пачке указывается масса золы фильтра. Если после запятой стоит четыре нуля, такая фильтровальная бумага считается беззольной. Например, если на пачке помечено, что «масса золы одного фильтра = 0,00007 г», считают, что фильтр беззольный, так как при взвешивании на аналитических весах такая масса золы не скажется на результатах взвешивания. Если же на пачке будет указано, что «масса золы одного фильтра = 0,0003 г» — это будет обычная фильтровальная бумага.

Готовые фильтры различают также по плотности фильтровальной бумаги. Это различие определяется по цвету бумажной ленты, которой оклеивают упаковку готовых фильтров. Приняты следующие условные обозначения:

Сжигать фильтры вместе с осадком возможно только в том случае, если продукты горения бумаги и уголь не будут действовать на осадок

Изготовление фильтров

Фильтры из бумаги, употребляемые в лаборатории, бывают двух родов: простые и складчатые.

Для изготовления простого фильтра квадратный кусок фильтровальной бумаги определенного размера (в зависимости от величины осадка и размера воронки) складывают в четыре раза (рис. 1), затем обрезают ножницами.

Рис. 1. Порядок складывания простого фильтра.

Складчатый, или плоеный, фильтр (рис. 2) лучше простого в том отношении, что фильтрование с ним идет быстрее, так как фильтрующая поверхность фильтра вдвое больше, чем у простого фильтра.

Рис. 2 Порядок складывания складчатого фильтра

Края фильтра должны быть не рваными, а обрезан­ными. Полезно иметь металлические шаблоны, по кото­рым вырезают фильтры.

Для того чтобы фильтр после фильтрования можно было легко раскрыть, у одного края его, у сгиба, отры­вают маленький кусочек бумаги.

Фильтрование при обычном давлении

Этот способ фильтрования является наиболее простым и применяется очень часто. Для фильтрования по этому способу не требуется сложных приспособлений.

Условием быстрого фильтрования является наличие жидкости в трубке воронки. Для этого при смачивании наливают в воронку растворитель выше края фильтра, а затем указательным пальцем захватывают фильтр, приподнимают его немного и быстро опускают, при этом в трубке почти всегда образуется столб жидкости.

Если между фильтровальной бумагой и стенкой воронки образуется прослойка воздуха (воздушный карман), фильтрование будет затруднено. Для удаления воздушного кармана внутри воронки создают небольшое давление. Воронку накрывают смоченным по краям куском фильтровальной бумаги и перевернутой воронкой такого же диаметра, как и первая, через трубку верхней воронки вдувают воздух или ртом или при помощи рези новой груши. Иногда воронку закрывают ладонью и делают прижимающее движение, чем создают небольшое давление, обычно достаточное для того, чтобы устранить воздушный карман.

При аналитических работах, когда приходится отделять какой-нибудь осадок, бумажные фильтры делают небольшими, сообразуясь с количеством осадка, но не с количеством фильтруемой жидкости.

Необходимо помнить, что основная масса осадка должна заполнять фильтр не больше чем на 1/3 его высоты; только сравнительно тонкий слой осадка может подниматься по стенкам фильтра, но во всяком случае он должен находиться от его верха не меньше чем на 5 мм. При таком заполнении в фильтре остается достаточное пространство для воды, вводимой при промывке осадка.

При фильтровании прежде всего необходимо дать отстояться осадку в том сосуде, в котором он получен. После этого осторожно, не взмучивая осадок, сливают на фильтр отстоявшуюся жидкость. Удобнее всего это проводить при помощи стеклянной палочки.

Палочку прикладывают к стакану, в котором находится жидкость с осадком, длина свободного конца палочки должна быть не больше 6—7 см. Жидкости дают стекать по палочке, направляя поток ее не в середину фильтра, а немного в сторону, на стенку его, так, чтобы она попадала на ту часть фильтра, где находится тройной слой бумаги.

Когда основная масса жидкости будет пропущена через фильтр, осадок несколько раз промывают с применением декантации и затем переносят на фильтр.

На полноту перенесения осадка на фильтр нужно обратить самое серьезное внимание, так как большинство потерь при анализе объясняется неполным перенесением.

Промывание осадков

Промывание осадков можно проводить, применяя декантацию, на фильтре.

Промывание с применением декантации. Декантация — сливание жидкости с отстоявшегося осадка. Промывание с применением декантации заключается в том, что осадок, подлежащий промыванию, заливают дистиллированной, предпочтительно горячей водой или специально приготовленной промывной жидкостью, взбалтывают при помощи стеклянной палочки, затем дают отстояться. Просветлевшую жидкость, собравшуюся над осадком, осторожно сливают при помощи стеклянной палочки на фильтр в воронке, но так, чтобы осадок оставался в колбе или стакане.

Рис. 3. Сливание жидкости промывания осадков с применением декантации: а – колба и стакан для промывания осадков с применением декантации; б – сливание жидкости с осадка на фильтр.

К оставшемуся в сосуде осадку снова приливают промывную воду и проделывают все, как в первый раз. После третьего или четвертого промывания проверяют полноту от­мывки. Для этого с кончика воронки из последней порции промывной воды берут несколько капель на часовое стекло или в пробирку и-проверяют, содержатся ли во взятой пробе отмываемые ионы. Если они присутствуют, повторяют промывку еще один-два раза. Когда отмываемые ионы не будут обнаруживаться, к осадку добавляют еще некоторое количество воды, взбалтывают его и, не давая отстояться, по палочке переводят на фильтр, через который сливали промывную жидкость. Эту операцию повторяют до тех пор, пока на фильтр не будет переведен весь осадок. В стакане или колбе не должны оставаться частицы осадка. Для полного перенесения осадка на фильтр внутреннюю поверхность сосуда, в котором промывали осадок с применением декантации, обтирают небольшим кусочком фильтровальной бумаги. Фильтровальную бумагу придерживают стеклянной палочкой, на один конец которой надет кусочек резиновой трубки. Прижимая бумагу этим концом, обтирают всю внутреннюю поверхность сосуда возможно тщательнее. Фильтровальную бумагу полезно смочить несколькими каплями дистиллированной воды. Затем палочку также тщательно обтирают этим же кусочком фильтровальной бумаги и промывают над воронкой из промывалки дистиллированной водой. Кусочек фильтра, использованный для обтирания сосуда и палочки, присоединяют к осадку. Такая операция бывает нужна только при аналитических работах, когда осадок нужен для количественного определения какого-либо вещества или элемента.

Путем декантации удается более полно отмыть осадок от маточного раствора, на фильтре же сделать это удается не всегда, так как осадок на нем легко слеживается, и промывная вода проходит не через всю массу осадка, а только, но промытым ею путям.

Несмотря на значительную затрату времени при отстаивании, скорость фильтрования промывной воды без осадка значительно большая, поэтому промывание осадка с применением декантации сокращает потребное для этой операции время.

Промывание на фильтре. Отфильтрованный осадок окончательно промывают на фильтре. Промывание продолжают до тех пор, пока в фильтрате не будет обнару­живаться то вещество, которое отмывают. Промывание нужно стремиться провести возможно малым количеством жидкости. Это необходимо потому, что абсолютно нерастворимых веществ нет и каждый раз при промывании свежей порцией жидкости часть осадка— правда, очень незначительная—переходит в раствор; разумеется, чем больше будет взято жидкости для промывания, тем больше будут потери и тем больше ошибка при анализе. Для промывания осадков горячей дистиллированной водой последнюю следует нагревать в колбе-промывалке. Прежде чем начать промывание, промывалку с горячей водой следует обязательно встряхнуть. Это необходимо сделать потому, что вода в промывалке может оказаться перегретой и при вдувании воздуха воз­можно внезапное вскипание и выброс кипятка через трубку.

При промывании осадка на фильтре придерживаются следующих правил:

1. Воду наливают на фильтр в таком количестве, чтобы она полностью покрывала осадок и не доходила до краев фильтра на 8—5 мм. Ни в коем случае не допускается наливать воду выше фильтра. Работа при этом может быть испорчена.

2. Каждую новую порцию воды выливают на фильтр не раньше, чем будет полностью профильтрована предыдущая. В противном случае промывание осадка сильно затягивается и для промывания требуется большое количество жидкости.

3. Во избежание разбрызгивания наливать воду на фильтр рекомендуется по палочке, так же как при перенесении осадка.

Источник

С пособы разделения смесей (и гетерогенных, и гомогенных) основаны на том факте, что вещества, входящие в состав смеси, сохраняют свои индивидуальные свойства. Гетерогенные смеси могут различаться по составу и фазовому состоянию, например: газ+жидкость; твердое вещество+жидкость; две несмешивающиеся жидкости и др. Основные способы разделения смесей представлены на схеме ниже. Рассмотрим каждый способ отдельно.

Разделение гетерогенных смесей

ФИЛЬТРОВАНИЕ

метод основанный на различной растворимости веществ и разных размерах частиц компонентов смеси. Фильтрование позволяет отделить твердое вещество от жидкости или газа.

Размер пор в фильтровальной бумаге таков, что позволяет молекулам воды и молекулам растворенного вещества беспрепятственно просачиваться. Частицы размером больше 0,01мм задерживаются на фильтре и не проходят сквозь него, таким образом формируется слой осадка.

Запомни! С помощью фильтрования нельзя разделить истинные растворы веществ, то есть растворы, в которых растворение произошло на уровне молекул или ионов.

Кроме фильтровальной бумаги в химических лабораториях используют специальные фильтры с

разным размером пор.

Фильтрование газовых смесей принципиально не отличается от фильтрования жидкостей. Разница заключается только в том, что при фильтровании газов от твердых взвешенных частиц (ТВЧ) используются фильтры специальных конструкций (бумажный, угольный) и насосы для принудительного прокачивания газовой смеси через фильтр, например фильтрация воздуха в салоне автомобиля или вытяжка над плитой.

Фильтрованием можно разделить:

ОТСТАИВАНИЕ

Данным методом можно разделять и несмешивающиеся жидкости. Для этого используют делительную воронку.

Отстаиванием можно разделить смеси:

МАГНИТНАЯ СЕПАРАЦИЯ

Метод основан на разных магнитных свойствах твердых компонентов смеси. Данный метод используют при наличии в смеси веществ-ферромагнетиков, то есть веществ, обладающих магнитными свойствами, например железа.

Все вещества, по отношению к магнитному полю, условно можно разделить на три большие группы:

Магнитной сепарацией можно разделить:

Разделение гомогенных смесей

Для разделения жидких гомогенных смесей (истинных растворов) используют следующие методы:

ВЫПАРИВАНИЕ. КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ.

Метод основан на различных температурах кипения растворителя и растворенного вещества. Используется для выделения растворимых твердых веществ из растворов. Выпаривание обычно проводят следующим образом: раствор наливают в фарфоровую чашку и нагревают ее, постоянно перемешивая раствор. Вода постепенно испаряется и на дне чашки остается твердое вещество.

При этом испаренное вещество (воду или растворитель) можно собрать методом конденсирования на более холодной поверхности. Например, если поместить холодное предметное стекло над выпаривательной чашкой, то на его поверхности образуются капли воды. На этом же принципе основан метод дистилляции.

ДИСТИЛЛЯЦИЯ. ПЕРЕГОНКА.

В природе вода в чистом виде (без солей) не встречается. Океаническая, морская, речная, колодезная и родниковая вода – это разновидности растворов солей в воде. Однако часто людям необходима чистая вода, не содержащая солей (используется в двигателях автомобилей; в химическом производстве для получения различных растворов и веществ; при изготовлении фотографий). Такую воду называют дистиллированной, именно ее применяют в лаборатории для проведения химических опытов.

Перегонкой можно разделить:

ХРОМАТОГРАФИЯ

Можно самостоятельно получить хроматограмму и увидеть сущность метода на практике. Нужно смешать несколько чернил и каплю полученной смеси нанести на фильтровальную бумагу. Затем точно в середину цветного пятнышка начнем по каплям приливать чистую воду. Каждую каплю нужно вносить только после того, как впитается предыдущая. Вода играет роль элюэнта, переносящего исследуемое вещество по сорбенту — пористой бумаге. Вещества, входящие в состав смеси, задерживаются бумагой по-разному: одни хорошо удерживаются ею, а другие впитываются медленнее и продолжают некоторое время растекаться вместе с водой. Вскоре по листу бумаги начнет расползаться настоящая красочная хроматограмма: пятно одного цвета в центре, окруженное разноцветными концентрическими кольцами.

Особенно большое распространение получила тонкослойная хроматография, в органическом анализе. Достоинства тонкослойной хроматографии в том, что можно использовать простейший и очень чувствительный метод детектирования – визуальный контроль. Проявлять невидимые глазу пятна можно различными реактивами, а также используя ультрафиолетовый свет или авторадиографию.

В анализе органических и неорганических веществ применяют хроматографию на бумаге. Разработаны многочисленные методы разделения сложных смесей ионов, например смесей редкоземельных элементов, продуктов деления урана, элементов группы платины

СПОСОБЫ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСЕЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ.

Способы разделения смесей, используемые в промышленности немногим отличаются от лабораторных способов, описанных выше.

Для разделения нефти чаще всего используют ректификацию (перегонку). Более подробно этот процесс описан в теме «Переработка нефти».

Самыми распространенными методами очистки и разделения веществ в промышленности являются отстаивание, фильтрация, сорбция и экстракция. Методы фильтрации и отстаивания проводятся аналогично лабораторным метода, с той разницей, что используются отстойники и фильтры больших объемов. Чаще всего, эти методы используются для очистки сточных вод. Поэтому рассмотрим подробнее методы экстракции и сорбции.

Термин «экстракция» приложим к различным фазовым равновесиям (жидкость – жидкость, газ – жидкость, жидкость – твердое тело и т.д.), но чаще его применяют к системам жидкость – жидкость, поэтому чаще всего можно встретить такое определение:

Одним из несмешивающихся растворителей обычно является вода, вторым – органический растворитель, однако это не обязательно. Экстракционный метод отличается универсальностью, он пригоден для выделения почти всех элементов в различных концентрациях. Экстракция позволяет разделять сложные многокомпонентные смеси зачастую эффективнее и быстрее, чем другие методы. Выполнение экстракционного отделения или разделения не требует сложного и дорогостоящего оборудования. Процесс может быть автоматизирован, при необходимости им можно управлять на расстоянии.

Чаще всего в промышленности методы абсорбции используют для очистки газовоздушных выбросов от частиц пыли или дыма, а также токсичных газообразных веществ. В случае поглощения газообразных веществ, между сорбентом и растворенным веществом может протекать химическая реакция. Например, при поглощении газообразного аммиака NH₃ раствором азотной кислоты HNO₃ образуется нитрат аммония NH₄NO₃ (аммиачная селитра), который можно использовать в качестве высокоэффективного азотного удобрения.

Процесс, при котором происходит абсорбция растворенного вещества за счет протекания химической реакции называется хемосорбцией.

Адсорбцию также используют для очистки воды от химических растворимых примесей. Например, фильтры для питьевой воды работают на принципе адсорбции слоем активированного угля с ионами серебра. Помимо поглощения всем объемом жидкого сорбента (абсорбции), и поверхностным слоем сорбента (адсорбции), выделяют также сорбцию твердого тела или расплава (окклюзию). При сорбции паров твердыми веществами часто происходит капиллярная конденсация.

Источник

фильтрование

ФИЛЬТРОВАНИЕ (от лат. filtrum — войлок, англ., франц. filtration)

разделение неоднородных систем жидкость — твердые частицы (суспензии) и газ — твердые частицы в спец. аппаратах — фильтрах, снабженных пористыми фильтровальными перегородками (ФП), которые пропускают жидкость или газ, но задерживают твердую фазу. Движущая сила процесса — разность давлений по обе стороны ФП. Данная статья посвящена разделению суспензий. О закономерностях Ф. под действием центробежных сил см. центрифугирование, о разделении систем газ — твердые частицы см. газов очистка, пылеулавливание.

Различают: а) собственно разделение суспензий — отделение содержащихся в них твердых частиц, отлагаемых на ФП (осадок), через которую проходит подавляющее количество жидкости (фильтрат); б) сгущение суспензий — повышение в них концентрации твердой фазы путем удаления через ФП некоторой части жидкой фазы; в) осветление жидкостей (осветительное Ф.) — очистка от содержащегося в них небольшого количества тонких взвесей ( см. также осаждение). Суспензии могут фильтроваться «хорошо», «средне» и «трудно», что определяют обычно по толщине слоя (мм) осадка, образующегося на ФП за 1 мин: соотв. 1–15, 0,1–3,0 и 0,005–0,2.

Некоторые основные понятия. Четкость разделения суспензии определяется качествами фильтрата и осадка. Качество фильтрата оценивают коэф. очистки с₁/c₂, где с₁ и с₂ — концентрации твердой фазы в исходной суспензии и фильтрате; коэф. уноса с₂/с₁; степенью очистки (с₁ — с₂)/c₁ (отношение количества задержанной и исходной твердой фазы). Качество осадка оценивают содержанием в нем жидкой фазы либо содержанием растворимых примесей, отнесенным к массе сухого осадка.

В хим. технологии под Ф. понимают весь комплекс процессов, происходящих на фильтрах (фильтровальные процессы): собственно Ф., промывка и обезвоживание осадка, а также вспомогат. операции (загрузка суспензии, разгрузка и удаление осадка, регенерация ткани). В этом случае интенсивность разделения обычно оценивают удельной производительностью фильтра по фильтрату:

или по массе осадка т_ос: продолжительность всего фильтровального цикла, собственно Ф., промывки и просушки осадка и вспомогат. операций.

Характеристика и закономерности фильтровальных процессов

Для преодоления гидравлического сопротивления необходимо создание перепада давления (вакуума под ФП или избыточного давления над ней). На практике встречаются след. режимы Ф.: 1) при = const (разделение под вакуумом, под давлением, при подаче суспензии центробежным насосом, производительность которого значительно превышает производительность фильтра); 2) при v = const (подача суспензии объемным насосом); 3) при непрерывно изменяющихся и v (подача центробежным насосом).

При Ф. сопротивление R непрерывно возрастает. Зависимость его от уд. объема фильтрата описывается т. наз. обобщенным уравнением Ф.:

где К и n — константы. Для фиксированных значений n различают 5 видов Ф.: с образованием осадка (n = 0), с закупориванием пор образующегося осадка (0,5), промежуточное (1,0), с постепенным закупориванием пор ФП (1,5), с полным закупориванием пор ФП (2,0). Константы уравнения (2) и значения начального сопротивления R₀ (при начальной скорости разделения v₀) находят по спец. графикам зависимости скорости Ф. от объема фильтрата при = const.

Для часто применяемого режима Ф. при = const и R — 0 уравнение (2) после преобразований принимает вид:

Наиболее распространенным в хим. технологии видом разделения суспензий является Ф. с образованием осадка, описываемое т. наз. основным уравнением: или после преобразований:

(4)

где — соотв. удельное объемное сопротивление осадка (сопротивление единицы объема осадка высотой 1 м, отложенного на ФП площадью 1 м 2 ) и толщина его слоя (в м); — соотношение объемов осадка и фильтрата; A = 2 (при = const) и А = 1 (при v = const). Параметр — функция пористости , диаметра (d) и уд. поверхности (Sч)твердых частиц, их концентрации (с) в суспензии и : , где s и s’- константы. Иногда вместо используют др. параметр — массовое уд. сопротивление осадка: , где q = m/V.

Ф. можно интенсифицировать путем повышения температуры суспензии, давления (ограничения — сжимаемость осадка, конструктивные возможности фильтра, прочность ФП), уменьшения толщины слоя осадка (ограничение — условия его съема), рационального подбора ФП и способа ее регенерации, а также снижением уд. сопротивления осадка. Последнее наиб. эффективно, т. к. обратно пропорционально квадрату диаметра твердой частицы и достигается применением коагулянтов и флокулянтов и рациональным приготовлением суспензии. Продолжительность Ф. находят из уравнения:

или из уравнения (3) и его аналогов:

Промывка осадка — замена фильтрата в порах осадка чистым растворителем; сопровождается гидродинамич. процессами поршневого вытеснения и смешения двух жидкостей, а также диффузионными и др. процессами. График зависимости отношения концентраций вымываемых веществ в вытекающей промывной жидкости (с) и фильтрате (с₀) от отношения объемов промывной жидкости и пор осадка (V_пр/V_пор) наз. кривой промывки (рис. 1).

Для режима идеального вытеснения скорость течения промывной жидкости V_пр определяют по скорости промывки в конце Ф. с корректировкой на изменение вязкости. В этом случае при V_пр/V_пор= 1 должно вытесняться 100% фильтрата (примесей). В действительности в осадке последовательно происходят процессы вытеснения, смешения и диффузии, вследствие чего удаляются 35–90% примесей. Для извлечения 90–99% примесей в хим. производствах соотношение V_np/V_nop обычно поддерживается в пределах 2,5–5,0. Продолжительность промывки (V’_пр — конечный объем промывной жидкости) определяют, как правило, экспериментально.

_{Рис. 1. Кривые промывки осадков: 1 — идеальное вытеснение; 2 — реальный процесс.}

Процесс диффузии, движущей силой которого является разность указанных выше концентраций, может лимитировать как так и количество вымываемого вещества. Время диффузии находят по формуле: , где D — коэф. диффузии; — толщина диффузионного пограничного слоя; S’ — площадь поверхности раздела фаз. При обработке агрегированных и высокодисперсных осадков в них за счет физ.-хим. процессов образуются трещины, что существенно увеличивает расход жидкости и снижает эффективность промывки. Последнюю интенсифицируют, ре-пульпируя осадок в промывной жидкости; при этом ускоряется диффузия, а фильтрат извлекается из тупиковых и межагрегатных пор. Перспективны многократное взмучивание при противотоке твердой фазы и промывной жидкости, а также дробная промывка с использованием фильтрата от предыдущих операций.

Обезвоживание осадка — удаление жидкой фазы (фильтрата или промывной жидкости) из пор осадка независимо от того, состоит эта фаза из воды или др. жидкости. Осадок обезвоживают продувкой сжатым газом или паром, а также путем мех. отжима. Продувкой удаляют избыточную (свободную) и часть капиллярной влаги. Ее количество зависит от давления газа, которое должно превышать капиллярное давление. Для осадков крупнокристаллических и средней дисперсности связь между параметрами процесса описывается зависимостью: , где w — влажность продутого осадка; w₁ — влажность слоя осадка толщиной = 1 см при его просушке в течение 1 с под давлением 0,1 МПа; — эмпирич. константа. При продувке газом высокодисперсных осадков их структура изменяется по закономерностям, близким к отжиму.

Механический отжим производят валками, вибрационными устройствами, ФП, эластичными мембранами (диафрагмами) и обычно применяют для обезвоживания структурированных осадков. При этом агрегаты разрушаются, твердые частицы перемещаются относительно друг друга, а иногда и деформируются; толщина слоя осадка уменьшается. Кинетика процесса (зависимость объема жидкости V_д от продолжительности отжима диафрагмой ) описывается уравнением: , где n и m — константы. Очевидно, что при(предельный объем жидкости). Отношение V_Д/V_Д,,П = Е_Д наз. степенью обезвоживания. В зависимости от Е_д продолжительность процесса описывается уравнением: =E_д(n/m)(1 — Е_д). При = const влажность осадка зависит от давления Ф. (р) и давления отжима (р_д): w = w₁р −а + B_д(р — р_д), где w₁ — влажность осадка, отжатого при р = р_д=1; а и В_д — константы. Обычно р_д>ρ, что способствует снижению w. Для предотвращения «капсюлирования» (образования на границах слоя очень плотного, практически непроницаемого осадка) увеличивать р_д рекомендуется постепенно.

Фильтровальные перегородки

ФП должны обладать хорошей задерживающей способностью, незначит. гидравлич. сопротивлением, физ.-мех. прочностью, хим. стойкостью, большой пористостью и равномерным распределением пор по размерам, сохранять проницаемость при многократном Ф., легко регенерироваться, а при

Гибкие ФП — тканые, трикотажные, сетчатые, нетканые и др. Тканые ФП изготавливают из натуральных (хлопок, шерсть, шелк), искусственных (ацетаты целлюлозы, вискоза), синтетических (полиакрилонитрил, полиамиды, поливинил-хлорид, полиэфиры и др.), силикатных (асбест, стекло) и металлических (W, Mo, сплавы и т. д.) волокон и нитей.

Различают полотняные, саржевые и атласные (сатиновые) ткани. Полотняные ткани характеризуются высокой задерживающей способностью, равномерным распределением пор, большой прочностью, незначит. деформацией при растяжении. Саржевые ткани обладают большей проницаемостью и грязеемкостью, но меньшей прочностью, чем полотняные ткани, и хорошей задерживающей способностью. Сатиновые ткани по последним двум показателям уступают саржевым. Ворсование и каландрование повышают задерживающую способность и соотв. ухудшают или улучшают условия съема осадка.

Трикотажные ФП по эксплуатац. характеристикам близки к атласным тканям, но имеют меньшую задерживающую способность и сопротивление, а также сильно деформируются при растяжении. Перспективны бесшовные рукава для патронных фильтров.

Сетки фильтровые изготавливают из полимерных мононитей и металлов аналогично полотняным и саржевым тканям и используют для Ф., а также в качестве опоры для более плотных ФП с целью увеличения производительности фильтров. Нетканые ФП вырабатывают из тех же волокон (или их смесей), что и тканые перегородки, иглопробивным либо клеевым методами или формованием из расплавов. Нетканые ФП превосходят тканые по грязеемкости, пористости, задерживающей способности (за счет извилистости пор), проницаемости, но существенно уступают им по мех. прочности, регенерируемости и условиям съема осадка. К нетканым ФП близки по свойствам перегородки одноразового пользования — фильтровальные бумаги (непроклеенные бумаги из хл.-бум. волокна, зольность которых не превышает 0,8) и картон, отличающиеся дешевизной и доступностью. Подробнее о свойствах, получении, отделке и применении волокон см., напр., волокна природные, волокна химические.

Негибкие ФП м. б. жесткими и нежесткими. Жесткие ФП (керамика и металлокерамика, пористые пластмассы и металлы и др.) выпускаются в виде цилиндров (патронов), плит, листов толщиной 0,2–50 мм и тончайших нитей (металлич. войлок) и отличаются постоянством структуры при изменении давления, хорошей задерживающей способностью, грязеемкостью (от незначительной — керамика, до повышенной — пластмассовые патроны), эффективностью регенерации 70–100% (за исключением трудно регенерируемой керамики и нерегенерируемых патронов одноразового пользования).

Нежесткие ФП бывают намывными ( наиб. распространены) и насыпными (слои из песка, гравия, кокса, каменного угля и т. п. с толщиной загрузки до 1 м; регенерируются обратным током фильтрата).

Намывные ФП — инертные тонкозернистые или волокнистые слои фильтровальных вспомогат. веществ (ФВВ), образующих при осветлительном Ф. малоконцентрир. суспензий пористый осадок. ФВВ добавляют в суспензию, предварительно наносят на ФП или комбинируют оба способа. Материалами для ФВВ служат, как правило, подвергнутые термообработке, размолу и классификации по сортам диатомит, перлит, угли, целлюлоза, а также древесная мука, отбеливающие земли (глины), глинозем, отходы производств волокнистых материалов.

Слой ФВВ обладает хорошими проницаемостью и задерживающей способностью, может предотвращать забивку пор ФП, обеспечивает получение качеств. фильтрата в начале Ф. Слой намывают путем многократной циркуляции через фильтр суспензии ФВВ в чистом фильтрате или близкой по свойствам жидкости. Свойства слоя можно регулировать изменением концентрации ФВВ: чем она ниже, тем меньше пористость и выше задерживающая способность. Эффективно также смешение разл. ФВВ и их разных сортов.

Намывные слои бывают одноразовыми и обновляемыми (см. ниже). В последнем случае, если при Ф. происходят интенсивное закупоривание пор намывного слоя и образование на нем слоя осадка, ФВВ добавляют в суспензию. В результате увеличиваются пористость и проницаемость, а также улучшаются реологич. свойства осадка. При этом дисперсность и количество ФВВ выбирают близкими соответствующим параметрам мех. примесей. Правильность выбора дозы ФВВ оценивают по значению в уравнении (3) показателя степени b (0,55–0,75): меньшие значения свидетельствуют о Ф. с закупориванием пор, большие — о передозировке.

Промышленные фильтры

По способу создания разности давлений пром. фильтры подразделяются на фильтры, работающие под вакуумом (вакуум-фильтры, = 0,06 — 0,08 МПа), и фильтры, работающие под давлением (= 0,3 — 0,5 МПа); по способу функционирования — на фильтры периодич. и непрерывного действия. В последних ФП обычно перемещается, процесс (подача суспензии и получение продуктов разделения) осуществляется непрерывно, а все операции проводятся последовательно. В данном разделе рассмотрены осн. типы фильтров, применяемых в хим. производствах.

Вакуумные фильтры непрерывного действия. Барабанные вакуум-фильтры (БВФ, рис. 2) с наружной фильтрующей поверхностью более распространены и используются для разделения среднефильтрующихся суспензий с незначит. (до 18 мм/с) скоростью осаждения грубой фракции твердой фазы; степени обезвоживания осадка и его отмывки ограничены. БВФ — покрытый фильтровальной тканью (сеткой), полый перфорированный барабан, вращающийся с частотой от 0,01–0,03 до 0,9 мин −1 ; барабан погружен под углом 50–200° в емкость (корыто) с суспензией. Между барабаном и днищем емкости размещена качающаяся мешалка для предотвращения осаждения твердых частиц в корыте. Пространство под ФП, часто разделенное на секции, через распределит. устройство сообщается при вращении барабана с источниками вакуума и сжатого воздуха. При этом образуются зоны Ф., промывки, просушки и продувки осадка, отдувки и регенерации ФП. Отфильтрованный и промытый осадок снимается обычно ножом, реже шнурами или полированным валиком. БВФ может снабжаться устройством для заглаживания трещин и отжима осадка, состоящим из бесконечной ленты неплотной ткани и системы направляющих роликов.

БВФс внутренней фильтрующей поверхностью применяют для разделения относительно легко фильтрующихся суспензий со значит. (более 12 мм/с) скоростью осаждения грубой фракции, образующих нерастрескивающийся, не требующий промывки осадок. Последний в верх. части фильтра продувается и выгружается через бункер транспортером. Суспензию заливают внутрь барабана.

Двухбарабанные вакуум-фильтры предназначены для Ф. хорошо фильтрующихся концентрир. суспензий с грубой полидисперсной твердой фазой. Эти фильтры состоят из синхронно вращающихся в противоположных направлениях ячейковых барабанов, соприкасающихся так, что ФП движутся сверху вниз. Суспензия поступает сверху в загерме-тизир. с торцов пространство между барабанами и отфильтровывается. Образующийся осадок промывается, просушивается и удаляется с противоположных концов барабанов. В ниж. части фильтра производится регенерация ФП.

Дисковые вакуум-ф и л ь т ρ ы используются благодаря развитой поверхности в многотоннажных производствах для разделения относительно хорошо фильтрующихся суспензий со скоростью осаждения твердой фазы до 18 мм/с без промывки осадка. Они устроены аналогично БВФ: на полом валу вращается неск. дисков (частота 0,01–0,15 мин −1 ), состоящих обычно из 12 секторов, обтянутых сеткой или тканью.

Ленточные вакуум-фильтры (ЛВФ, рис. 3) служат для разделения относительно хорошо — и среднефильтру-ющихся суспензий с полидисперсной быстро осаждающейся твердой фазой и тщательной, как правило, противоточной промывкой осадка. Конструкция ЛВФ напоминает ленточный транспортер; эластичная бесконечная дренажная лента натянута на приводном и натяжном барабанах. Верх. ветвь ленты, покрытая фильтрующей тканью (сеткой), скользит по разделенной на отсеки вакуумной камере. Лента движется непрерывно со скоростью 0,6–10 м/мин либо дискретно. Суспензия и промывная жидкость подаются сверху, фильтрат через перегородку и дренажную систему ленты поступает в отсеки. Осадок снимается ножом иногда с продувкой воздухом через приводной барабан. В ниж. ветви ленты регенерируется ФП. Известны ЛВФ со сходящим полотном, валками для уплотнения и обезвоживания осадка, устройствами для просушки его паром или горячим воздухом и отжима эластичной диафрагмой.

Тарельчатые фильтры применяются для разделения хорошо фильтрующихся суспензий с грубодисперсной твердой фазой и значит. скоростью осаждения. Такой фильтр представляет собой вращающуюся вокруг вертикальной оси «тарелку» с кольцеобразной, разделенной на секторные ячейки фильтрующей поверхностью, которая ограничена наружным (неподвижен) и внутр. (вращается) бортами. Через неподвижную разделит. головку ячейки поочередно соединяются со сборниками фильтрата и промывной жидкости (находятся под вакуумом) и ресивером сжатого воздуха или источника пара. Осадок удаляется скребком либо шнеком.

Карусельные фильтры близки по конструкции и области применения к тарельчатым фильтрам, однако, как правило, больше по габаритам и отличаются тем, что ячейки ограничены бортами и являются как бы самостоят, фильтрами. Осадок выгружается при повороте ячеек на 90 0 вокруг радиальной оси.

Фильтры непрерывного действия, работающие под давлением. В отличие от вакуум-фильтров эти фильтры заключены в герметичный корпус и снабжены шнековыми, секторными и др. устройствами для выгрузки осадка.

Барабанные фильтры предназначены для разделения средне- и труднофильтрующихся суспензий, содержащих легколетучие пожаро- и взрывоопасные и токсичные вещества с достаточно стабильными фильтрац. свойствами. Фильтры позволяют производить противоточную промывку осадка и его интенсивную сушку.

Динамические (безосадочные) фильтры используются для разделения или сгущения труднофильтрующихся суспензий и осветлительного Ф. Осадок обычно смывают путем перемешивания суспензии турбинными мешалками, а также за счет скоростного напора или центробежных сил. К фильтрам данного типа относятся также проточные фильтры, представляющие собой трубу или пакет труб со стенками из пористого материала, по которым под давлением со скоростью 2–8 м/с прокачивается сгущенная суспензия. Эти фильтры широко применяют также при микро- и ультрафильтрации.

Ротационные патронные и патронно-шай-бовые фильтры применяют для разделения средне- и хорошофильтрующихся достаточно концентрир. суспензий с небольшой скоростью осаждения (до 8 мм/с) твердой фазы. Степень обезвоживания осадка ограничена; промывка его невозможна. В герметичном горизонтальном цилиндрич. корпусе на приводном валу с неск. каналами (6–8) закреплен несущий диск, на котором. по окружности крепятся патроны либо перфорир. трубы с набором фильтрующих дисков (шайб). В центре вдоль оси в корыте расположено разгрузочное устройство (ленточный транспортер, шнек). Суспензия через штуцер в ниж. части крышки насосом подается под давлением 0,6–1,0 МПа в корпус фильтра и поддерживается на уровне оси или ниже. Фильтрующие элементы при вращении поочередно проходят зоны Ф., просушки воздухом и сброса осадка.

Ленточные фильтр-прессы (рис. 4) позволяют разделять флокулированные среднефильтрующиеся суспензии под действием гравитации и (или) вакуума с послед. отжимом осадка мех. давлением сжатия в клиновом зазоре между двумя движущимися дренажными лентами, снабженными сеткой, а также за счет напряжения сдвига при огибании этими лентами направляющих роликов. Осадок снимается ножом; при огибании разгрузочного барабана «холостые» ветви фильтровальных лент регенерируются подачей воды из спец. форсунок.

Фильтры периодического действия. Плиточно-рам — ные (ФПР) и плиточно-камерные (ФПК) φ и л ь т р-п ρ е с с ы (рис. 5 и 6) предназначены для разделения средне- и труднофильтрующихся суспензий из водных и др. невзрывоопасных, инертных и агрессивных сред. Несмотря на негерметичность и невозможность поддержания постоянной рабочей температуры, эти фильтры распространены в промышленности вследствие развитой фильтрующей поверхности, относительно низкой металлоемкости, возможности получения хорошо отмытых и отжатых осадков.

Общей особенностью фильтр-прессов всех конструкций является пакет фильтровальных элементов — плит (ФПК) или чередующихся плит и рам (ФПР), зажимаемый между неподвижной опорной и подвижной нажимной массивными жесткими плитами. Фильтровальные элементы опираются спец. кронштейнами на балки-стяжки. Плиты ФПК имеют круглую, квадратную или прямоугольную форму, плиты ФПP — только квадратную либо прямоугольную. Все плиты снабжены рифлениями для стока фильтра и углублениями для накопления осадка, а для подачи и удаления осадка суспензии — сквозными отверстиями. Последние при сборке плит (рам) в пакет образуют каналы для подачи суспензии, промывной жидкости, сжатого газа и отвода фильтратов. На неподвижной плите имеются соответствующие этим каналам отверстия и штуцеры для присоединения трубопроводов. Между плитами (рамами) располагаются полотна ФП, в которых также находятся подобные отверстия.

Суспензия по каналу подается под давлением в камеры или рамы до заполнения этого пространства осадком, который при необходимости промывают, подавая промывную жидкость через ткань или по каналу, через который движется суспензия (во MH. горизонтальных фильтрах). Осадок обезвоживают продувкой сжатым газом или отжимом (эластичными диафрагмами из резины либо полипропилена) под давлением до 1,5 МПа, Выгрузка осадка производится гравитационно (иногда с вибропобуждением) либо при перемещении бесконечной фильтровальной ленты и перегибе ее на роликах с подчисткой ножом. Фильтровальную ткань регенерируют активаторами в заполненной жидкостью камере либо перемещением вдоль фильтра распылит. устройства, вода в форсунки которого поступает под давлением до 10 МПа. Большинство фильтр-прессов работает автоматически.

Емкостные фильтры, работающие под давлением, наз. друк-фильтрами, под вакуумом — нутч-фильтрами. Друк-фильтры (рис. 7) — вертикальные сосуды (обычно с рубашкой) с эллиптич. днищем, верх, пространство над которым служит для приема суспензии, нижнее — для фильтрата. На ложном днище и ниж. части корпуса крепится ФП. При Ф. в заполненный суспензией корпус подают сжатый газ. Полученный осадок промывают, просушивают и выгружают с помощью мешалки через люк в боковой поверхности или в центре ложного днища. В ряде конструкций осадок удаляют после опускания ложного днища перемещением ленты фильтровальной ткани, которая по окончании выгрузки осадка проходит через камеру регенерации. Известны друк-фильтры, кор пус которых может поворачиваться на 90–180° в закрепленных на его цилиндрич. части цапфах. На друк-фильтрах разделяют средне- и хорошо — фильтрующиеся суспензии в средне- и малотоннажных производствах; в последнем случае в одном аппарате последовательно проводят химическую реакцию с получением суспензии, Ф., промывку и сушку осадка. Требования к концентрации суспензии и скорости осаждения твердой фазы ограничиваются возможностями транспортирования ее по вертикальным трубопроводам. Герметичность и возможность изготовления фильтров из любых конструкционных материалов распространяет область применения друк-фильтров на пожаро- и взрывоопасные, кристаллизующиеся и токсичные среды.

Нутч-фильтры используются для разделения хорошофильтрующихся, нетоксичных и невзрывоопасных суспензий в малотоннажных производствах. Эти фильтры — открытые сосуды круглого или прямоугольного сечения с ложным днищем, служащим опорой для ФП. Ниж. пространство соединяется с вакуум-ресивером и сборником фильтрата. Осадок выгружается с помощью мешалки вручную при опрокидывании корпуса или передвижной тканью.

Патронные фильтры (рис. 8) служат для Ф. и сгущения малоконцентрир. суспензий, в т. ч. из токсичных, пожаро- и взрывоопасных, а также агрессивных сред. Из-за неравномерности распределения осадка по высоте фильтровальных элементов скорость осаждения твердой фазы не должна превышать 2–5 мм/с; возможность промывки осадка ограничена. Данные фильтры представляют собой вертикальные цилиндрич. сосуды (иногда с паровой рубашкой) с откидывающейся либо съемной крышкой, конич. (иногда с побудителем выгрузки осадка в виде мешалки или вибратора) либо эллиптич. (для фильтров с малой поверхностью Ф.) днищем. Внутри корпуса располагаются цилиндрич. фильтрующие элементы (патроны), прикрепленные к коллекторам в верх. или ниж. части (свечевые фильтры) либо на решетке, разделяющей корпус на две половины (верхняя для фильтрата, нижняя для суспензии).

Патроны: 1) дренажные основания — пружины или перфо-рир. трубы круглого либо звездчатого сечения, снаружи с фильтровальной рукавной тканью, плотно навитой проволокой, нитью (бобина) или набором шайб; 2) пористые трубы из керамики, металлокерамики, пластмасс, прессованных волокнистых отходов с полимеризующейся пропиткой; 3) складчатые элементы из картона, полимерных мембран, сеток.

Суспензия подается в корпус фильтра под давлением, а образовавшийся осадок толщиной до 10–15 мм сбрасывается обратным током фильтрата или его смеси с газом и оседает в конич. части аппарата, после чего цикл повторяется до заполнения конуса. Выгрузка осадка м. б. мокрой (суспензию просто сливают) или сухой (после Ф. в корпус подают сжатый газ, выдавливают суспензию, а затем сбрасывают и выгружают осадок). Конструкция позволяет возвращать мутный фильтрат и намывать слой ФВВ.

Листовые фильтры бывают вертикальные и горизонтальные. Фильтрующий элемент — лист-рама прямоугольной или круглой (только для горизонтальных фильтров) формы из труб либо проката с вкладышем; последний выполнен из гофрир. или перфорир. листа либо полимерных (деревянных) решеток, на которые натягивается сетка или фильтровальная ткань. Осадок снимают гидросмывом либо вибрацией; сброс — вибрацией, ножами при вращении пакета листов, отдувкой воздухом, гидросмывом или обратным током фильтрата; выгрузка — скребками, шнеками и др. По области применения эти фильтры близки к патронным фильтрам.

Дисковые фильтры с инерционной выгрузкой осадка (рис. 9) предназначены для осветительного Ф. с намывным слоем ФВВ и разделения малоконцентрир. суспензий, в т. ч. токсичных, агрессивных, пожароопасных (v_ос

Дисково-пакетные фильтры применяют только для осветительного Ф. малоконцентрир. суспензий через картон, бумагу, нетканые материалы, картон с нанесенным слоем ФВВ из достаточно вязких горючих и агрессивных сред. В вертикальном цилиндрич. корпусе монтируется пакет дисков, стянутых по периферии шпильками и герметизируемых по наружной кольцевой поверхности дисков и внутр. втулок; верх, поверхность — фильтрующая. Суспензия подводится через отверстия в наружных поверхностях дисков, фильтрат отводится с дренажной поверхности через отверстия во втулках. Последние в сборе образуют канал для отвода фильтрата. Осадок удаляют после извлечения и разборки пакета дисков.

Выбор способов разделения

Разделение суспензий проводят, кроме фильтров, в отстойниках, гидроциклонах, центробежных сепараторах, осадит. и фильтрующих центрифугах, области применения которых достаточно индивидуальны. Непременным условием возможности использования всех перечисленных аппаратов и машин (за исключением фильтрующих центрифуг) является наличие разности плотностей твердой и жидкой фаз, т. е. скорости осаждения в гравитац. и (или) центробежном полях. Отстойники, гидроциклоны и зачастую центрифуги не позволяют добиться хорошей четкости разделения. Отстойники просты по конструкции, не требуют существ. энергозатрат и используются обычно в качестве сгустителей; гидроциклоны просты, малогабаритны и позволяют разделять поток на две суспензии с твердой фазой разл. крупности; сепараторы обеспечивают разделение малоконцентрир. суспензий с мелкодисперсной твердой фазой; центробежные машины достаточно сложны, требуют квалифицир. обслуживания, существ. затрат энергии; осадит. центрифуги применяют для разделения суспензий разной концентрации с получением достаточно обезвоженного кристаллич. осадка, не требующего промывки; фильтрующие центрифуги — концентрир. суспензий с получением хорошо обезвоженного и иногда промытого осадка.

Фильтры имеют достаточно широкую области применения (несмотря на сложность или высокую стоимость эксплуатации, необходимость замены ФП; табл.), перекрывающую почти весь диапазон областей использования указанного выше оборудования, позволяют достигнуть хорошей четкости разделения и отмывки осадка. При выборе аппаратуры учитывают особенности производства, требования к продуктам разделения, свойства суспензий и технол. возможности оборудования. По результатам анализа этих факторов проводят предварит. выбор вариантов, в т. ч. двухстадийных [гидроциклон + фильтр (центрифуга), центрифуга + патронный фильтр, патронный фильтр + фильтр = пресс и т. п.], а затем — эксперим. проверку.

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ФИЛЬТРОВ

таблица в процессе добавления

_{* 5-отличное (до 50–30 мг/л примесей); 4-хорошее (до 60); 3-удовлетворительное (до 120). ** + всегда; + возможна; — + редко; — невозможна.}

Моделирование и оптимизация процессов фильтрования. Моделирование заключается в определении параметров работы фильтров (прежде всего их производительности и общей продолжительности Ф.) по полученным на модельных установках опытным данным (качество фильтрата, показатели кинетики Ф., промывки, обезвоживания и сушки осадка, его реологич. характеристики и т. д.), в анализе этих данных с учетом фильтрационных свойств суспензии и ФП, а также масштабного перехода от лаб. фильтра к промышленному.

В качестве критерия оптимизации ( см. оптимизация) при расчете периодически действующих фильтров принимают их производительность или стоимость. Оптимальная продолжительность Ф., при которой достигается макс. производительность Q_макс фильтров, определяется из соотношения:

где т, т_пр, т_с, т_всп — продолжительность соотв. цикла Ф., промывки и сушки осадка, вспомогат. операций. Если , достигается при. Оптимальный для всей хим.-технол. системы режим Ф. может не соответствовать режиму максимума производительности или минимума затрат.

Лабораторная техника

Лит.: Брук, Процессы промывки осадков, М., 1973; Жужиков В.А., Фильтрование, 4 изд., М., 1980; Разделение суспензий в химической промышленности, М., 1983.

Источник