Тема: Разделение жидких и газовых неоднородных систем

Неоднородным или гетерогенными системами называются системы, состоящие из двух или нескольких фаз.

Одна фаза дисперсная или внутренняя, находится в мелкодисперсном состоянии; другая фаза дисперсионная или внешняя.

В зависимости от физического состояния фаз различают следующие неоднородные жидкие и газообразные системы:

В зависимости от размеров твердых частиц суспензии условно подразделяют на:

1) грубые суспензии более 100 мк;

2) тонкие суспензии 0,5-100 мк;

3) мути 0,1-0,5 мк;

4) коллоидные растворы менее 0,1 мк.

Эмульсии - это системы, состоящие из несмешивающихся жидкостей. Под действием силы тяжести эмульсии расслаиваются (керосин-вода). С увеличением концентрации дисперсионной фазы появляется возможность обращения (инверсии) фаз, т.е. фаза, которая была дисперсионной станет дисперсной и наоборот.

Пены - системы, состоящие из жидкостей и распределенных в ней пузырьков газа. По своим свойствам они близки к эмульсиям.

Пыли и дымы - системы, состоящие из газа и распределенных в нем частиц твердого тела. Пыли образуются в результате механического распределения твердых частиц в газе (дробление твердых материалов, просеивание). Туманы - образуются при конденсации паров (газов) с переходом их в жидкое или твердое состояние.

Пыли, дымы и туманы объединяются одним общим названием - аэрозоли. Выбор метода разделения неоднородных систем зависит главным образом от размеров взвешенных частиц.

Применяются следующие методы разделения неоднородных систем:

а) осаждение;

б) фильтрование;

в) центрифугирование;

г) мокрое разделение.

Осаждение - происходит под действием сил тяжести или сил инерции, электростатических или звуковых волн.

Осаждение под действием силы тяжести называется отстаиванием.

Фильтрование - процесс разделения с помощью пористой перегородки, способной пропускать жидкость и газ, но задерживать взвешенные в среде твердые частицы.

Центрифугирование - процесс разделения суспензий и эмульсий в поле центробежных сил.

Мокрое разделение - процесс улавливания взвешенных в газе частиц какой-либо жидкостью (скрубберы).

Тема: Отстаивание

Отстаивание - это процесс осаждения под действием сил тяжести. Отстаивание суспензий протекает в несколько стадий, которые можно наблюдать, если тщательно перемешать разбавленную суспензию в каком-либо сосуде.

Вначале твердые частицы равномерно распределены в жидкости, но через некоторый промежуток времени они начинают осаждаться, причем на дне аппарата оседает слой наиболее крупных твердых частиц. Над осадком образуется слой сгущенной суспензии (зона стесненного осаждения). Выше находится зона переходная, плотность которой уменьшается снизу вверх по направлению к зоне исходной суспензии, над зонои-2 располагается слой чистой или осветленной жидкости. Процесс отстаивания закончится тогда, когда будут два слоя. Слой осветленной жидкости и осадок.

Производительность

= hF/t

где: h – слой осветленной жидкости;

F – поверхность осаждения;

t – время осаждения.

Производительность зависит только от скорости и поверхности осаждения.