Разработка комплексных методов очистки жидких сред от твёрдой фазы в технологии получения продуктов переработки целлюлозы

• Автор: Светлова, Ольга Рафаиловна
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Бийск
• Количество страниц: 151 с. : ил.

1 Методы и оборудование для разделения неоднородных сред

1.1 Методы очистки сточных вод на химических предприятиях

1.2 Гравитационное осаждение

1.2.1 Кинетика осаждения частиц при воздействии силы тяжести

1.2.2 Аппараты для разделения жидких сред отстаиванием

1.3 Осаждение под действием центробежных сил

1.3.1 Кинетика осаждения частиц в центробежном поле

1.3.2 Закономерности процесса сгущения суспензий

в гидроциклонах

1.3.3 Центрифугирование суспензий

1.4 Центробежное фильтрование неоднородных сред

1.4.1 Центробежное фильтрование суспензий
1.4.2 Периодически действующие фильтрующие центрифуги
1.4.3 Непрерывно действующие фильтрующие центрифуги
1.5 Фильтрование суспензий при воздействии давления
1.5.1 Кинетика фильтрования суспензий
1.5.2 Оборудование для фильтрования суспензий
1.5.3 Фильтрующие перегородки
1.6 Обоснование выбранного направления исследования
2 Описание процесса разделения жидких сред в центробежном
поле и течения жидкостей при фильтровании
2.1 Моделирование процесса разделения суспензий в роторе осадительной центрифуги
2.2 Осаждение дисперсной фазы в кольцевом канале ротора
2.3 Гидродинамика течения жидких сред в проницаемых
каналах

3 Экспериментальное исследование процесса разделения
суспензий
3.1 Разработка конструкции гидроциклона
3.1.1 Предварительное определение размеров гидроциклона
3.1.2 Описание исследовательской установки и методики проведения экспериментов
3.1.3 Результаты сгущения суспензий в гидроциклонах
3.1.4 Результаты исследования процесса сгущения стоков
в производстве фармацевтических препаратов
3.2 Разработка конструкций осадительных центрифуг
3.2.1 Описание исследовательской установки
3.2.2 Методика проведения экспериментов
3.2.3 Исследования по разделению суспензий в центрифуге
с биконическим ротором
3.2.4 Параметры эффективности процесса центробежного
осаждения твёрдой фазы в роторе центрифуги
3.2.5 Удаление осадка из ротора центрифуги
3.3 Исследование процесса фильтрации жидких сред
3.3.1 Результаты испытаний фильтрующего материала
3.3.2 Фильтрование суспензий нитратов целлюлозы
4 Разработка вариантов промышленного оборудования
для процесса очистки сточных вод
4.1 Методика расчёта параметров гидроциклона
4.2 Определение геометрических размеров ротора центрифуги
4.3 Определение размеров проточного фильтра
4.4 Рекомендации по изменению фазы очистки сточных вод
в производстве нитратов целлюлозы 13
Основные результаты работы
Список использованных источников литературы
Приложение

В настоящее время объём выбросов загрязняющих веществ превысил масштабы природных процессов миграции и аккумуляции различных соединений, резко обострились проблемы, связанные с химическим загрязнением биосферы. Воздействие токсичных веществ на окружающую среду вызвало расширение исследований по определению масштабов и темпов загрязнения среды, а также поиск эффективных способов охраны атмосферного воздуха, природных вод и почвенного покрова. Во многих странах мира в последние годы повышены требования к качеству потребляемой воды, чистоте атмосферного воздуха и ужесточены санкции за нарушение установленных нормативов по содержанию вредных веществ в воздухе и воде. Важной народнохозяйственной задачей, особенно резко проявившейся в последние годы, является утилизация отходов промышленных предприятий, повторное использование их в производстве, создание замкнутых систем водопотребления и экологически безопасных предприятий. Снижение себестоимости продукции может быть также достигнуто за счёт возврата продукта в производство, более эффективного использования энергетических и трудовых ресурсов.
Одним из основных источников загрязнения биосферы являются коммунальные, сельскохозяйственные и промышленные сточные воды. Причем сточные воды химических производств оказывают наиболее значительное отрицательное воздействие на окружающую среду. Уменьшение количества транспортируемых жидких сред является актуальным для предприятий, изготавливающих продукты на основе целлюлозы, поскольку при их получении образуется большой объем сточных вод, содержащих значительное количество твердых частиц различной степени дисперсности. Поступление таких стоков в водоемы приводит к загрязнению территории и потере продукта. Проблема предотвращения загрязнения окружающей среды продуктами переработки целлюлозы может быть частично решена за счет повышения качества очистки сточных вод. Это можно осуществить, если на стадии очистки сточных вод использовать машины или аппараты, которые позволяют уменьшить

кривой кинетики дает выражение для расчета коэффициента запаса, учитывающего засорение ткани.
В настоящее время значительно возросло производство тканей из синтетических волокон, применение которых помимо снижения расхода натурального сырья, даёт ряд технологических преимуществ. Эти ткани обладают большей коррозионной устойчивостью в агрессивных средах, чем ткани из натуральных волокон. Они имеют большую механическую прочность на разрыв и истирание. Адгезия осадка к тканям из синтетических волокон обычно ниже, чем к тканям из натуральных волокон, что облегчает операцию съема осадка с ткани и улучшает условия её регенерации и очистки. Из синтетических волокон для производства фильтровальных тканей наибольшее распространение получили полиамидные (капрон), полиэфирные (лавсан), полиакрилнитрильные (нитрон), полиолефиновые (полипропилен), перхлорвиниловые (хлорин), политетрафторэтиленовые (фторлон), поливинилхлоридные. Синтетические волокна имеют различную коррозионную и термическую устойчивость [68]. В общем случае капроновые волокна стойки в щелочах, лавсановые - в кислотах, хлориновые и полипропиленовые являются универсальными. Большое распространение получили хлориновая, лавсановая и капроновая ткани. Для оснащения патронных фильтров разработаны и испытаны в промышленности рукавные ткани из лавсановой и капроновой пряжи. Обе ткани показали хорошие результаты по чистоте фильтрата, прочностным характеристикам, незначительной адгезии к ним осадка.
1.6 Обоснование выбранного направления исследования
На основании проведенного анализа научно-технической информации можно утверждать, что для обеспечения качественной очистки жидких сред от присутствующей в них твёрдой фазы, необходимо использовать разнообразные методы разделения, определяемые в основном свойствами твёрдой фазы. Приведенная характеристика различных методов очистки жидких неоднородных сред (осаждение под действием силы тяжести, центробежное