Разделение с помощью гидроциклона

Гидроциклон – это центробежный сепаратор простой конструкции без подвижных конструкционных элементов, предназначенный преимущественно для выделения из суспензии грубых примесей.

Он состоит из цилиндрического бака, сужающегося по типу конуса. Подлежащая разделению суспензия подается в бак по касательной сверху под напором насоса и принудительно проталкивается через стенку бака на концентричную ротационную траекторию (внешний вихрь). На вращающуюся суспензию действуют центробежные силы, приводящие к радиальному осаждению крупных частиц твердого вещества. Они прижимаются к стенке бака и скользят с вихревым потоком в винтообразных траекториях вниз, где собираются в виде шлама, который спускается через определенные промежутки времени.

В узкой нижней конической части внешний вихрь все больше сужается и наконец разворачиваются, так что осветленная жидкость в виде внутреннего вихря с малым радиусом вращения поднимается вверх. Она выходит из гидроциклона через пропускное сопло (утопленную трубку) в верхней части бака.

Гидроциклон годится лищь для отделения из суспензии довольно крупных частиц. Полное осветление суспензии, как в центрифугах, невозможно. Итак, его основное применение – отделение твердого вещества с большой крупностью зерен.

Контрольные вопросы

1 Объясните следующие понятия: суспензия, коллоидный раствор, муть, осветленная жидкость, шлам.

2 Опишите процесс разделения суспензии в пластинчатом осветлителе

3 Почему осаждающее действие в центифуге силнее, чем в отстойнике?

4 Как работает отстойная шнековая центрифуга?

5 Перечислите особенности технологического цикла работающей в перидическом режиме центрифуги с верхней разгрузкой по отводящей трубе?

6 Как функционирует центрифуга с выталкивающим механизмом?

7 Для чего используется гидроциклон?

Фильтрация

Это механическое (с помощью фильтровального материала) разделение суспензии на жидкость и твердое вещество на основе размера частиц.

Используемый здесь фильтровальный материал пропускает практически свободную от твердого вещества (фильтровальный осадок).

Фильтрация может проводиться с разной целью – для осветления, когда нужен только фильтрат, и разделения, когда и фильтрат, и фильтровальный осадок передаются на дальнейшую обработку.

В зависимости от механизма осаждения твердых частиц, различают следующие способы фильтрации: ситчатый, глубинный и через фильтровальный осадок.

Процессы при фильтрации через осадок

Фильтрация протекает динамично развиваясь, на подходящем фильтровальном материале. В качестве такового может использоваться металлическая ситовая ткань или игольчатое полотно, частично обтянутые тонкой текстильной тканью. Опорой для них может служить перфорированный металлический лист.

Суспензия, поданная на чистый фильтровальный материал, сначала почти полностью проходит сквозь него, оставляя лишь самые крупные частицы твердого вещества. Но постепенно на фильтровальном материале осаждается все больше частиц твердого материала, образуя все утолщающийся фильтровальный осадок – так называемый кек. Он непроницаем даже для мелких твердых частиц и пропускает лишь достаточно осветленную жидкость – фильтрат.