Phân riêng hệ lỏng không đồng nhất | Bài giảng môn quá trình thiết bị | Đại học Bách khoa hà nội

PHÂN%RIÊNG%
HỆ%LỎNG%KHÔNG%ĐỒNG%NHẤT
(Phân%riêng%bằng%cơ%học)
Giảng&viên:&Nguyễn&Minh&Tân&
Bộ&môn&QT7TB&CN&Hóa&học&&&Thực&phẩm
Trường&Đại&học&Bách&khoa&Hà&nội Máy Má $yl$yl$yt$â t m â Khái niệm cơ bản
Phân riêng hệ lỏng không đồng nhất bằng phương pháp (lực ly tâm )
Phương pháp ly tâm có thể tiến hành bằng: - Xyclon lỏng
Huyền phù được đưa vào xyclon với vận tơcs lớn theo phương tiếp tuyến, chuyển
động xoáy tròn, được phân riêng nhờ chênh lệch khối lượng riêng - Máy lắng ly tâm
Lắng trong trường lực ly tâm với thùng liền không đục lỗ
dùng phân riêng hệ có chênh lệch khối lượng riêng
Lắng ly tâm gồm 2 quá trình vật lý: lắng hạt rắn và nén bã Máy lọc ly tâm
Lọc trong trường lực ly tâm với thùng liền có đục lỗ
Lọc ly tâm gồm 3 quá trình vật lý: tạo bã, nén bã và tách chất lỏng còn lại trong bã
Ứng dụng của quá trình ly tâm:
- Làm sạch các chất lỏng khác nhau
- Tách các hạt rắn ra khỏi dung dịch
Phân riêng đường kính và mật rỉ, tách dung môi và hợp chất lỏng còn lại trong bột PVC,… Má
Máyy$$llắắnngg$$llyy$$ttââm m Yếu tố phân ly Kp
Dung dịch trong thùng quay theo thùng do chịu
tác dụng của lực ly tâm P = mb z D 2 2 ' ! $ ! b = % " = n2D 2 b = r! 2 & 30 # 1800 u ! n u ! n 2 " = = " = = 2mu D 2 2 r 30 r 30 P = = ! m = ! mr z D 2
m: Khối lượng cửa vật thể chuyển động, kg
r: Bán kính chuyển động, m u: Vận tốc vòng, m/s ω : Vận tốc góc, v/ph b: Gia tốc, m2/s
Yếu tố phân ly: tỉ lệ giữa lực ly tâm và trọng lực 2 2 2 P b " n D rn K z = = = ! 2 " P ! G g g 1800 900 1 g n: 4000 – 1500v/ph Kp: 300 – 50000
Bề mặt chất lỏng trong thùng OM G = MK Pz G OM = r Pz 900 2 Grn OM = 2 P = n z 900
Phương trình đường Parabol: y2 = 2Px Cụ thể: 2 & 30 # 2 y2 = 2$ ! x 1 & 30y # x = $ ! % n " 2 % n " Tại điểm K P dL r 2 ! r 2 ! tg z " = = = dL = dr G dr g g 2 Lấy tích phân " 2 dL rdr ! = ! ! 2
C: hằng số tích phân đặc trưng cho g L = R + C 2g
điều kiện của điểm xét nằm phía trên của gờ thùng
Bề mặt chất lỏng trong thùng
Bán kính phần đáy thùng không chứa chất lỏng _ C2g r = 0 2 !
Thể tích Parabol xoay trong thùng
L (L C )$ 2g V dL x ! " = o 2 # # 2g L2 V = ! LC x 2 " 2
Thể tích phần thùng chứa chất lỏng
V = V !V = R L " 2 !V F T x x
Mức chất lỏng trong thùng lúc đầu V L F = x Vì V R L ! 2 = F R ! Cấu$tạo$máy$ly$tâm
Phân loại máy ly tâm
Phân loại theo phương pháp phân ly: Máy ly tâm thường (Kp < 3500), ly tâm cao tốc
Phân loại theo công dụng:
Máy ly tâm dùng tách huyền phù có phan phân tán là hạt tinh thể hoặc tách nước của vật liệu rắn ngậm nước
Máy ly tâm dùng phân riêng huyền p ù khó lọc hoặc lắng trong huyền phù có nồng độ thấp
Máy ly tâm dùng phân riêng nhũ tương
Phân loại theo phương pháp tháo bã:
Tháo bã bằng tay, bằng vít tải, bằng dao cạo, băng thanh gạt thủy lực
Phân loại theo cấu tạo chỗ tựa:
Máy ly tâm kiểu đứng, kiểu treo
Phân loại theo vị trí của trục:
Máy ly tâm nằm ngang, thẳng đứng, nằm nghiêng
Phân loại theo phương thức làm việc:
Máy ly tâm làm việc gián đoạn hoặc liên lục
Máy$ly$tâm$làm$việc$gián$đoạn Máy ly tâm ba chân
Thùng lọc có đường kính đến 1500mm Kp= 430 - 965 Ưu điểm: Làm việc ổn định Nhược điểm: Cạo bã bằng tay
ổ trục và bộ phạn truyền động dễ bị ăn mòn
Máy%ly%tâm%làm%việc%gián%đoạn Máy ly tâm ba chân Vertical centrifuge Ứng dụng
• Tách và rửa các vật liệu tinh thể và
vô định hình thành phẩm cuối cùng chỉ trong một thao tác
• Đã được sử dụng rộng rãi trong
ngành công nghiệp thực phẩm để
chế biến vật liệu kết tinh
http://www.separatorengineering.com/ws_chemical_centriuges_concent.htm
Máy%ly%tâm%làm%việc%gián%đoạn Máy ly tâm ba chân Vertical centrifuge Thiết kế •
Nhiều loại kích cỡ có sẵn từ nhà máy
thí điểm lên đến 25 TPH
• Rổ gắn trục đứng quay với tốc độ lên
đến 2.200 vòng / phút để có hiệu quả ly tâm tối ưu
• Chi phí bảo trì thấp do vận hành đơn giản
• Lồng quay có thể thay thế
http://www.separatorengineering.com/ws_chemical_centriuges_concent.htm
Máy$ly$tâm$làm$việc$gián$đoạn
Máy ly tâm kiểu treo Ưu điểm:
ổ trục và bộ phận truyền động không bị ăn mòn
Tháo bã nhẹ nhàng, nhanh, làm việc chắc chắn
Thùng quay có thể dao động tự do Nhược điểm:…
Máy$ly$tâm$làm$việc$gián$đoạn Máy ly tâm kiểu treo Vertical Centrifuge
Prozess'Zentrifuge 800 - 3000 l/h | T 710
https://www.directindustry.de/prod/mkr4metzger4gmbh/product48439741445807.html
Máy$ly$tâm$làm$việc$gián$đoạn
Máy ly tâm tự động cạo bã Ưu điểm:
Cạo bã liên tục, không phải hãm máy, tiết kiệm năng lượng Nhược điểm:
Bã nát hơn cạo bằng tay
Máy$ly$tâm$làm$việc$gián$đoạn
Máy ly tâm đẩy bã bằng Pittông Ưu điểm: Làm việc liên tục Bã ít bị nghiền nhỏ Năng suất cao Nhược điểm: Nước lọc không trong Tiêu hao năng lượng lớn
Lưới lọc dễ bị Pittông bào mòn Máy$ly$tâm$cao$tốc Đặc điểm:
Dùng phân riêng huyền phù mịn
hoặc nhũ tương cần độ phân ly lớn
Phân loại theo giói hạn vòng quay: 5000-10000 v/ph 14000 – 45000v/ph
Máy phân ly chất lỏng loại đĩa
Centrifugal Disk Separator Ưu điểm: Mức độ phân ly cao Thể tích thùng lớn Nhược điểm:
LL light liquid Chất lỏng nhẹ Cấu tạo phức tạp S Solids Chất rắn Gia công khó S chất rắn
Cần chế tạo bằng vật liệu chống ăn mòn
solids,, HL heavy liquid Máy$ly$tâm$cao$tốc
Máy phân ly chất lỏng loại đĩa
Centrifugal Disk Separator C3000 3D model
http://www.e2se.eu/en/centrifugal4separators/ Máy$ly$tâm$cao$tốc
Máy phân ly chất lỏng loại đĩa
Centrifugal Disk Separator
http://www.e2se.eu/en/centrifugal4separators/
Máy$ly$tâm$cao$tốc$loại$ống Đặc điểm:
Dùng phân riêng huyền phù mịn,
hoặc nhũ tương cần độ phân ly lớn Số vòng quay lớn: 14000 – 45000v/ph Ưu điểm: Mức độ phân ly cao Cấu tạo gọn Nhược điểm: Làm việc gián đoạn Tháo bã bằng tay Dung tích nhỏ
Máy ly tâm cao tốc loại ống – Tubular5Centrifuge
Tubular Centrifuges are designed to
separate low percentages (<2%) of
suspended solids which are between
1 and 0.001 microns in size, and to
separate two immiscible liquids of differing densities. Tubular
Centrifuges operate at high speed,
generating up to 20,000 gravities of
centrifugal force, causing solids to
collect inside the smooth bore of the
stainless steel tube where they are easily recovered. Tubular Centrifuges are an excellent
replacement for many traditional
filter and membrane applications due to their high efficiency
(virtually no product loss) and small
footprint. Additionally, unlike
traditional filters, they never require
pre-coating or back-flushing and can never clog.
http://www.separatorengineering.com/ws_tubular_centriuges.htm
Máy ly tâm cao tốc loại ống – Tubular5Centrifuge
Phân riêng lỏng rắn
OPERATION: Up to 20,000 gravities of centrifugal force
cause suspended solids to migrate to the centrifuge tube
wall where they are retained. As the fluid travels up through
the tube, smaller solids eventually migrate to the wall and
the clarified fluid is discharged through the top center of the tube.
FLOW: Fluid flow in and out of the centrifuge is continuous
while the solids are collected on the tube wall in a batchwise
manner. Flow rates may be as high as 700 gallons per hour
depending on particle size, density and required separation efficiency.
SEPARATION EFFICIENCY: Solids capture of up to 99.9%
is possible depending on product characteristics and flow rate.
SOLIDS HOLDING CAPACITY: Depending on centrifuge
size, solids holding capacities range from 122 cubic inches
(2 liters) to 1,525 cubic inches (25 liters). Solids holding
capacities for each model of tubular centrifuge are listed on the back page.
http://www.separatorengineering.com/ws_tubular_centriuges.htm
Máy ly tâm cao tốc loại ống – Tubular5Centrifuge
Phân riêng lỏng rắn
http://www.separatorengineering.com/ws_tubular_centriuges.htm