4-maruza: Turli jinsli sistemalar klassifikatsiyasi. Filtrlash. Markazdan qochma kuchlar ta’sirida ajratish. Sentrifugalash. Elektrostatik maydon ta’sirida tozalash. Suyuqliklarni aralashtirish. Aralashtirgichlar

20-rasm.O’zluksiz ishlaydigan chuktiruvchi qurilma.
Bu qurilmada ajratish jarayoni nisbatan tez boradi.material oqimlari o’zluksiz berilib ham olinib turadi.Misol tariqisida yarusli o’zluksiz ishlaydigan chuktiruvchi qurilma­ni ko’rib chiqamiz.Bu qurilma balandligi uncha katta bo’lmagan ,katta dia­metrli tsilindrsimon idishdan iborat bo’lib,tub qismi konussimon asosga ega.Agar qurilma inshoot ichiga joylashtiriladigan bo’lsa u xolda uning diametri 20 m gacha ochiq maydonchalarda esa 120 m gacha boradi.
Suspenziya idishning markaz qismiga beriladi,qattiq zarrachalar o’zlari­ning og’irligi xisobiga chukadi,agar chochkish tezligini oshirish zarur bo’lsa kaogulyantlardan foydalanamiz.Ular yirik konglomerantlar hosil qilib chochkish tezligini oshiradi,ya’ni qattiq zarrachalar kaogulyantlar ta`sirida o’zaro yiriklashadi
Kimyo sanoati korxonalaridan chiqaetgan gaz aralashmalarini va sus­penziyalarni tozalash texnologik jihat dan muxim va katta ahamiyatga ega. Turli jinsli sistemalar quyidagi maqsadlarda ajratiladi:
1.Turli jinsli aralashmalardan kimmatbaxo mahsulot-larni ajiratib olish uchun.
2.Texnologik jarayonga salbiy ta`sir qiluvchi va qurilmani mexanik va kimyoviy mustaxkamligiga ta`sir qiluvchi agressiv moddalarni jarayonga kiritmasdan ara­lashmalardan ajratib olish uchun.
3. Atrof muxitni ifloslanishini kamaytirish uchun.
Bularni amalga oshirish maqsadida sanoatda filtrlash jarayoni qo’llaniladi.Filtrlash deb suspenziya va changli aralashmalarni filtr tochsiq­lar yordamida tozalash jarayoniga aytiladi.
Filtr tochsiqlar qattiq zarrachalarni ushlab qoladi, suyuqlik yoki gazni o’tkazib yuborish kobiliyatiga ega. Filtr tochsiqlar yoki filtr sifatida mayda teshikli turlar, turli gazlamalar, sochiluvchan materi­allar (kum, maydalangan kumir, bentonitlar), keramik buyumlar va bo’qalar ishlatiladi.
Filtrlash paytida suspenziya tarkibidagi mayda zarrachalar filtrlovchi materialning ustki qismida cho’kma xolida yoki filtrlovchi materialning o’zida , teshiklarini to’ldirgan xolda ochtirib qoladi.
Bu xususiyatlariga ko’ra filtrlash jarayoni ikkiga bo’linadi:
- cho’kma hosil qilish yo’li bilan filtrlash;
- filtrlovchi materialning gavaklarini to’ldirish orqali filtr­lash.
Ishlab chiqarishda suspenziyalarni ajratishda cho’kma hosil qilish yo’li bilan filtrlash keng qo’llaniladi. Filtrlash jarayonida siqiluvchi va siqilmaydigan cho’kmalar hosil bo’ladi. Siqiluvchi cho’kmalardagi zarrachalar
bosim ortishi bilan deformatsiyaga uchraydi, ularning o’lchami kichiqlashadi.
Siqilmaydigan cho’kmalarda bosim ortishi bilan zarrachalarning shakli va o’lchami deyarli o’zgarmaydi.
Filtr tochsiqlardan oldingi va keyingi bosimlar farqi yoki fil­trlovchi materialga suyuqlik bosimini hosil qiluvchi markazdan qochma
kuchlar filtrlash jarayonining harakatlantiruvchi kuchi vazifasini ba­jaradi.
Harakat lantiruvchi kuchlar turiga qarab filtrlash 2 guruhga bo’linadi:
1. Bosimlar farqi ta`siri ostida filtrlash;
2. Markazdan qochma kuchlar ta`siri ostida filtrlash.
Filtrlash jarayonining intensivligi va filtr qurilmasining ish unumi filtrlash tezligi bilan harakterlanadi.
Filtrlash tezligi vaqt birligi ichidagi filtratning hajmini kursatadi. Filtrlash tezligi ajratilaetgan suspenziyaning fizik-kimyoviy hossalariga, filtrlash rejimi va bo’qa kattaliklarga bo`gliq. Filtrlash tezligi quyidagi differentsial tenglama orqali aniqlanadi:
(94)
bu erda dV_f - filtratning hajmi, m ; F_f - filtrlash yuzasi, m ; df_f - filtrlash vaqti, s.
Filtrlash tezligi jarayonning harakatlantiruvchi kuchiga toch`gri va qarshiliklarga teskari proportsionaldir.
Bundan tashqari , filtrlash tezligi har qanday vaqtda bosimlar­ning farqiga toch`gri va suspenziyaning qovushqqkligiga, cho’kma va filtr tochsiqlarning gidravlik qarshiligiga teskari proportsionaldir. U xolda filtrlash tezligi ushbu formuladan topiladi:
(95)
bu erda - bosimlar farqi, Pa; - suspenziyaning qovushqoqligi Pa s;R_ch - cho’kma qatlamining qarshiligi; R_ft - filtr tochsiqlarning qarshiligi.
Filtrlash tezligini aniqlash uchun tenglikni integrallab, cho’kma­ning gidravlik qarshiligi bilan olinaetgan filtrat hajmi orasidagi bo`gliqlikni bilish lozim. Tenglamani integrallashda filtr tochsiqlar
ning qarshiligi o’zgarmas deb olinadi, chunki qattiq zarrachalar fil­trning teshiklarni to’ldirmaydi. SHuning uchun filtr tochsiqlarrning qarshiligi echtiborga olinmaydi. Bunda cho’kma qatlamining balandligi ortib boradi. CHunki gidravlik qarshilikning qiymati esa noldan mak­simumgacha o’zgaradi. SHuning uchun tezlik cho’kmaning gidravlik qarshili­gi va filtrat hajmiga bo`gliq bo’ladi.
Cho’kma hajmining (V_ch) filtrat hajmiga (V_f) nisbatini x₀ bilan belgilaymiz:
bu erda V = x₀V_f
Cho’kmaning hajmi cho’kma qatlami balandligining (h_ch) filtratyuza­siga (F) ko’paytmasiga teng h_chF. Natijada: (96)
Bu tenglikdan cho’kma qatlamining balandligini aniqlash mumkin:
(97)
Cho’kma qatlamining qarshiligi quyidagicha aniqlanadi:
(98)
bu erda r₀ - cho’kmaning hajm jihat dan olingan solishtirma qarshiligi ( 1 m qalinlikda bo’lgan cho’kma qatlamining filtrat oqimi­da kursatgan qarshiligi), 1/m .
Rch ning qiymatini filtrlash tezligining differentsial tenglama­siga quyib topamiz:
(99)
Bu tenglik filtrlash jarayonining asosiy tenglamasi deyiladi. Agar filtr tochsiqlarining gidravlik qarshiligi xisobga olinma-
sa, R_ft = 0 va (13.3) tenglamaga (13.1) tenglikdagi x₀ qiymati quyilsa, u xolda: (100)
Agar, = 1 N s/m² va h_ch = 1 m, W = 1 m/s bo’lsa, qovushqoqligi
1 Pa.S bo’lgan suspenziya 1 m qalinlikdagi cho’kma qatlamida filtrlan­ganda, cho’kmaning hajm jihat dan olingan solishtirma qarshiligining miqdori bosimlar farqiga teng bo’ladi.
Filtrlash jarayoni 3 xil rejimda olib boriladi:
1. R = const. Bunda, vaqt birligi ichida filtrlash tezligi ka­mayib boradi. Qisilgan havo yordamida filtr bilan cho’kma ostida doi miy o’zgarmas bosim hosil qilinib turiladi va filtr ochiq bo’lib, filtrat vakuum yordamida tortib olinadi.
2. W = const. Tezlik o’zgarmas bo’lishi uchun bosimlar farqini oshirish kerak. Bu rejimda ishlaydigan filtrlarga suspenziya porshenli nasoslar yordamida o’zatiladi.
3. Bir vaqtning o’zida bosim va filtrlash tezligi o’zgarib tura­di.
Bu rejimda ishlaydigan filtrrlarga suspenziya vakuum orqali be­riladi.
DR = const bosimlar farqi bir xil rejimda ishlaydigan filtrla uchun integrallasak, u xolda,
(101)
(102)
(103)
bu erda µR₀- cho’kmaning ikki tomonidan olingan bosimlar farqi,
Pa; µR_fi - filtr tochsiqning ikki tomonidan olingan bosimlar farqi,Pa.
Filtrlash doimiyligi bosimlar farqi, cho’kmaning fizik tarkibi va suspenziyaning qovushqoqligini xisobga oladi.
Texnologik maqsadlarga ko’ra filtrlash qurilmalari ikki turga bo’linadi:
1. suyuqliklarni ajratish uchun filtrlar;
2. Gazlarni ajratish uchun filtrlar.
Bosim hosil qilish usuliga ko’ra filtrlash qurilmalari bir necha turga bo’linadi:
1. Gidrostatik bosim ostida ishlaydigan filtrlar.
2. Nasos yoki kompressor yordamida hosil qiladigan bosim ta`sirida ishlaydigan filtrlar.
3. Havosizlikda ishlaydigan vakkum-filtrlar.
4. Markazdan kochirma kuch hosil qilgan bosim ta`sirida ishlaydi­gan filtrlovchi tsentrifugalar.
Filtrlash qurilma filtrlovchi tochsiqlarning turiga qarab uch gruppaga bo’linadi:
1. Birinchi gruppadagi filtrlash qurilmalarida filtrlovchi tochsiq sifatida donasimon materiallar ishlatiladi.
2. ikkinchi gruppadagi filtrlash qurilmalarida filtrlovchi tochsiq,sifatida qattiq materiallar ( masalan keramik buyumlar, panjaralar) ishlatiladi.
Hamma filtr qurilmalari filtrlash yuzasining harakatiga qarab ikki xil bo’ladi.
1. Harakat li filtr yuzasiga ega bo’lgan filtrlar (barabanli, vakuum filtr, diskli lentali filtrlar).
2. Harakat siz filtrlash yuzasiga esa bo’lgan filtrlar (dona­simon tochsiqli filtrlar,ramali va kamerali filtrpresslar va bo’qalar).
Filtrlash qurilmalari.
P
atronli filtr. Patronli filtr kimyo sanoatida juda ko’p tarqalgan. TSilindrsimon qobiqka quvur turlari o’rnatilgan. Quvurlarga esa metaldan yasalgan partonlar joylashtiriladi.Patronlarning ustki yuzasi ochiq bo’lib diametri 15-25 mm ga teng.Patronlarga filtrlovchi gazlama (yani paypoklar) kiydirilgan bo’ladi.