3. Аппараты для разделения жидких неоднородных систем

При разделении жидких неоднородных систем используют следующие методы:

• отстаивание – процесс осаждения под действием силы тяжести;

• фильтрование – процесс разделения с помощью пористой перегородки под действием разности давлений;

• центрифугирование – процесс разделения в поле центробежных сил.

Отстаивание является достаточно дешевым методом разделения, поэтому его применяют для предварительного (грубого) разделения неоднородных жидких систем. Наиболее прост по конструкции отстойник – конус, но требуемый угол наклона стенок конуса часто приводит к большой высоте данного аппарата. Кроме того, в шламе содержится значительное количество жидкости. Поэтому чаще отдают предпочтение отстойникам с гребками или с коническими тарелками. Для экономии производственных площадей отстойник с гребками может быть выполнен как многоярусный аппарат.

При фильтровании жидкость протекает через пористую перегородку, которая задерживает твердые частицы. Накопившийся осадок представляет не текучий шлам как при отстаивании, а неподвижную массу с влажностью от 7 до 20 %. Число конструкций фильтровального оборудования очень велико. Нутч – фильтры являются самыми простейшими промышленными фильтрами периодического действия. Они характеризуются простотой конструкции, надежностью в работе, возможностью тщательной промывки осадка. Но громоздкость и ручная выгрузка осадка ограничивают их применение на производстве. Фильтрпрессы имеют большую поверхность фильтрования на единицу занимаемой площади помещения, возможность отключения отдельных неисправных плит, отсутствие движущихся частей, способность работать при повышенных давлениях. Однако необходимость ручного обслуживания, невозможность качественной промывки осадка, быстрый износ фильтровальной ткани, разделение суспензий лишь с небольшой концентрацией твердых частиц не дают возможностей к их широкому применению. Среди фильтров непрерывного действия наиболее распространены барабанные и дисковые вакуум-фильтры. Они характеризуются простотой обслуживания, возможностью фильтрования суспензий с большим содержанием твердой фазы и наличием хороших условий для промывки осадка. Недостатком этих фильтров является их высокая стоимость.

Разделение жидких неоднородных систем при помощи центробежной силы может быть проведено: в фильтрующих и отстойных центрифугах, в сепараторах для эмульсий. Фильтрующие центрифуги особенно эффективны для крупнокристаллических осадков. Такие центрифуги обеспечивают настолько полное обезвоживание осадка, что часто отпадает необходимость последующей его сушки. Отстойные центрифуги могут быть рекомендованы для разделения суспензий, содержащих мелкие частицы. Недостатком отстойных центрифуг является невозможность промывания в них осадка. Это можно сделать лишь путем репульпирования (смешения) осадка с водой и повторного центрифугирования. Для разделения высокодисперсных суспензий и эмульсий необходимо применение сверхцентрифуг и сепараторов для эмульсий. Применение сверхцентрифуг для отделения тончайших коллоидных частиц тем более целесообразно, чем меньше концентрация твердой взвеси.