Chuong 10 Co Luu Chat - Tài Liệu Text - 123doc

Có thể bạn quan tâm

Tải bản đầy đủ (.pdf) (19 trang)

Trang chủ

Giáo án - Bài giảng

Hóa học

Chuong 10 co luu chat

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (409.24 KB, 19 trang )

CHƯƠNG 10LẮNGLắng là phương pháp phân riêng hệ không đồng nhất (gồm các pha rắn, lỏng, khí) thamgia trong hệ bằng phương pháp cơ học.Ví dụ trong xí nghiệp chế biến thức ăn gia súc, sau khi quá trình nghiền và trộn sẽ cómột lượng bụi bay vào không khí tạo thành hệ khí không đồng nhất, nếu bụi trộn với lỏngtạo thành hệ lỏng không đồng nhất v.v..Do đó tùy thuộc vào nồng độ và kích thước tham gia trong hệ mà phân loại và gọi tênhệ như sau:• Huyền phù:Là hệ không đồng nhất gồm các hạt pha rắn lơ lửng trong môi trường pha lỏng.Pha rắn gọi là pha phân tán, pha lỏng gọi là pha liên tục. Tùy theo kích thước pha rắnmà chia huyền phù làm ba loại:oHuyền phù mịn: khi d > 1mmoHuyền phù mảnh: khi 0,1< d < 1 mmoHuyền phù keo: khi d < 0,1mmNói chung huyền phù là hệ dễ phân riêng và thường gặp trong các sản phNm ngành hóachất, thực phNm và môi trường.• Nhũ tươngLà hệ không đồng nhất gồm hai pha lỏng – lỏng trộn vào nhau nhưng không hòa tan vàonhau. Loại này thuộc hệ khó phân riêng, thường gặp trong các sản phNm sinh học, sữa vàdầu ăn.• Hệ bọtLà hệ không đồng nhất gồm pha khí lơ lửng trong môi trường pha lỏng.• Hệ bụiLà hệ không đồng nhất gồm các hạt rắn lơ lửng trong môi trường pha khí.• Hệ sương mùLà hệ không đồng nhất gồm các hạt lỏng lơ lửng trong môi trường pha khí.Ngày nay có hai phương pháp phân riêng là bằng phương pháp hóa học và phươngpháp cơ học, trong đó phân riêng bằng phương pháp cơ học là được sử dụng nhiều và hiệuquả nhất mà không gây ảnh hưởng đến môi trường sống.1. LẮNG TRONG MÔI TRƯỜNG TRỌNG LỰC1.1.Cân bằng vật chất cho quá trình lắng.Có thể cân bằng theo khối lượng (kg) hoặc theo thể tích (m3)135Ký hiệuGh: Khối lượng huyền phù; kgG0: khối lượng pha phân tán; kgGℓ: khối lượng pha liên tục; kgGb: khối lượng bã (cặn) sau khi lắng; kgG: khối lượng nước sạch sau khi lắng; kgyh; y; yb: nồng độ khối lượng pha phân tán trong huyền phù, trong nước sạch, trongbã; %Viết phương trình cân bằng:Gh = G0 + Gℓ= G b + G;kg (10 – 1)C©n b»ng theo pha ph©n t¸n: G h .y h = G b .y b + GyC©n b»ng theo pha liªn tôc:G h (1 − y h ) = G b (1 − y b ) + G (1 − y ) Từ đây rút ra:Nếu biết khối lượng huyền phù Gh y − yhG = G h  b yb − y ; kg(10 – 2)Nếu biết khối lượng của nước sạch G y −yG h = G  b yb − yh ; kg(10 – 3)Nếu quá trình lắng đạt lý tưởng, tức là hiệu suất phân riêng đạt 100% thì y = 0 và lúcđó y G = G h 1 − h  ; kg yb Hoặc theo thể tích nước sạch:G1 y V == 1 − b .G h ; m 3ρρ  yh Khối lượng riêng huyền phù được tính theo:1x 1− x=+; kg m 3ρh ρrρ(10 – 4)(10 – 5)Với x: nồng độ pha phân tán trong huyền phù; %Độ Nm của bã sau khi lắng:Ub =Gb − G0G= 1 − 0 ;%GbGb136(10 – 6)1.2.Tính vận tốc lắng trọng lựcCác công thức tính vận tốc lắng giống hoàn toàn như công thức tính vận tốc cân bằngđã học (xem mục 2 – chương 9)4 dg(ρ r - ρ )vℓ =;m s(10 - 7)3 C r .ρVề ý nghĩa và nội dung của công thức (9 – 3) và (10 – 7) là hoàn toàn giống nhau,phương pháp tính Cr là hệ số trở lực là giống nhau và các phương pháp tính vận tốc cũnggiống nhau, nên không cần thiết phải nhắc lại nữa.Tuy vậy khi tính vận tốc lắng vℓ cần chú ý:- Ở vùng chảy tầng, khi Re < 0,2 gọi là vùng Stock tính theo:d 2 g(ρ r - ρ)Hệ huyền phù: v ℓ =(10 – 8a);m s18µHệ khí, bụi: v ℓ =d 2 gρ r;m s18υρ k(10 – 8b)- Khi kích thước hạt d < 100µm, ta có thể dùng hai công thức (10 – 8a) hoặc (10 – 8b) đểtính vℓSau khi tính xong vℓ, phải thử lại Re xem có thỏa vùng Stock không. Nếu thỏa thì coinhư xong bài toán, nếu không thỏa thì phải chọn các phương pháp đã học ở chương 9, trênRe .µcơ sở dựa vào chuNn số Re là chính  v ℓ =;m s d.ρVà vận tốc lắng thực tính theo v thuc = (0,25 ÷ 0,5)v ℓ ; m s(10 – 9)2. GIỚI THIỆU THIẾT BN LẮNG TRỌNG LỰC THÔNG DỤNG2.1.Thiết bị lắng hệ khí:2.1.1. Buồng lắng bụiBuồng lắng bụi có chiều dài L (m), caoH (m) và rộng B (m). Gọi vận tốc dòng bụivào buồng lắng là vd (m/s), vận tốc lắng là vℓ(m/s), tổng hợp hai vận tốc này thành vận tốctuyệt đối v theo phương dòng chảy đi hếtđoạn đường L thì đồng thời rơi hết độ cao H.Kết quả là các hạt lắng xuống diện tích LxB(m2), hình (H10.1) còn không khí sạch thoátra ngoài137Thời gian lưu: τluu =LvdThời gian lắng: τ lang =(10 – 10)Hvℓ(10 – 11)Điều kiện để hạt lắng hết thì τlưu ≥ τlắng ⇔LH≥vd vℓvSuy ra: H ≤ L. ℓ ; mvd(10 – 12)• Tính năng suất buồng lắngVs = A.v ℓ= (LxB).v ℓ ; m 3 s(10 – 13)A: diện tích buồng lắng; m2vℓ: vận tốc lắng; m/sNhận xét: Năng suất lắng không phụ thuộc chiều cao thiết bị, do đó khi thiết kế nên chọn Hsao cho dễ thao tác, dễ vệ sinh công nghiệp.• Năng suất V(m3/s) này còn phụ thuộc điều kiện làm việc của dòng hỗn hợp, ví dụ:- Nếu nhiệt độ là tk (0C) thì phải quy đổi theo công thức sau:VớiVs =-(273 + t k ) .V3600.273tc ;m3/s(10 -14)Nếu dòng có áp suất P và nhiệt độ tk thì phải quy đổi theo:Vs =(273 + t k )g .V3600.293.Ptc ;m3/stk: nhiệt độ làm việc; 0CP: áp suất dòng hỗn hợp; N/cm2Vtc: thể tích dòng khí tiêu chuNn; m3293: hệ số quy đổi• Tính diện tích buồng lắng:VA = s ; m2vℓ(10 – 15)Ở đây(10 – 16)2.1.2. Thiết bị lắng nhiều ngăn (tầng)Để tiết kiệm mặt bằng phân xưởng sản xuất và tăng năng suất lắng của thiết bị, ngườita chế tạo thiết bị nhiều tầng như sau – xem hình (H10.2)Hỗn hợp vào thiết bị 3 ở cửa 1 dưới tác dụng của trọng lực, bụi lắng trên tấm 4, bụitháo ra theo định kỳ tại cửa 5. Còn khí sạch thoát ra theo 6 ra ngoài. Van 2 cửa để điều chỉnhdòng hỗn hợp• Năng suất138VớiVs = (LxB).n.v ℓ ; m 3 s(10 – 17)h.vd ; m sLVs=;m s(LxB) n(10 – 18)n: số lượng tầng• Tính vận tốc lắngvl =• Các thông số chính và thông số chọn của thiết bị lắng nhiều ngăno vd: vận tốc dòng hỗn hợp chọn (1,5 ÷ 3) m/so A: tính diện tích lắng; m2o B: chiều rộng (tính từ B =oooo2.2.A;m )LL: chọn chiều dài (2 ÷ 4)mH: chiều cao thiết bị tính (H = (h + δ).n ;m)δ: bề dày vật liệu làm tấm (chọn từ (0,2 ÷ 0,1)mh: chiều cao các ngăn lắng (tính hoặc chọn); mThiết bị lắng hệ lỏngTừ công thức (10 – 7), ta thấyNếu ρr > ρ: lắng chìmNếu ρr < ρ: lắng nổi2.2.1. Thùng lắngLà thiết bị lắng trọng lực gặp nhiều nhất trong công nghiệp và trong đời sống. Thiếtbị gồm một thùng hình khối lập phương hoặc hình trụ, đáy thiết bị có thể có dạng hìnhnón,chóp hay đáy bằng. Hình (H10.3) là thùng lắng đáy bằng, loại này lắng gián đoạntừng mẻ, khi nhiều bã thì được tháo phía dưới đáy thùng theo định kỳ.139• Thể tích thùng lắngVt =Vs .t ℓ; m3β(10 – 19)Vs: năng suất m3/stℓ: thời gian lắng; sβ: hệ số chứa đầy; %• Nếu thùng lắng hình trụ đường kính DTrong đó4A;mπD=(10 – 20)• Nếu thùng là khối lập phươngB=A;mL(10 – 21a)• Chiều cao thùngH = H1 + H2 ;m• Đáy thùng là nón, chiều cao nón là(10 – 21b)Vt K 2 D3H2 =−;mAA(10 – 22)• Đáy thùng là hình chóp, chiều cao chóp làH2 =Ở đây:Vt− K 2B ; mAH1: chiều cao thân; mA: diện tích bề mặt lắng; m2L, B: chiều dài, rộng của thùng; mK2: Hệ số cấu tạo đáyK2 = 0 – đáy bằngK2 = 0,131tanα - đáy nónK2 = 0,168tanα - đáy chóp140(10 – 23)2.2.2. Thiết bị lắng tấm nghiêngNguyên lý: Dòng huyền phù vào theo cửa 1. Dưới tác dụng của trọng lực bã lắng trêntấm 3 nước sạch chảy tràn ra máng 4 và tháo theo 5. Bã lấy ra theo định kỳ ở đáy. Hình(H10.4) mô tả thiết bị tấm nghiêng. Tăng bề mặt lắng thì năng suất sẽ tăng lên.Gọi h là khoảng cách giữa hai tấm nghiêng thì:• Thân trụ2Vs  3h = 0,173 ;m m.D (10 – 24)• Thân lập phương2Vs  3h = 0,37 ;m m.B (10 – 25)nVớiµ m = 0,46 h  µℓ n: hệ số thực nghiệm(10 – 26)N.sm2Nµl: độ nhớt động lực nước sạch; 2 .smµh: độ nhớt động lực huyền phù;2.2.3. Thiết bị lắng hình nónHình (H10.5) mô tả thiết bị lắng hình nón141Nguyên lý: Dòng huyền phù vào thiết bị 2 qua cửa 1, dưới tác dụng của trọng lực, bãlắng trên bề mặt nón 3. Nước sạch vào ống tâm 4 để thoát ra theo cửa 6, còn bã rơi xuốngđáy thoát ra theo 5. Khoảng cách giữa hai nón tính theo công thức (10 – 24), (10 – 25) và(10 – 26).2.2.4. Thiết bị lắng kiểu hố gaHình (H10.6) mô tả thiết bị lắng kiểu hố ga, thường gặp nhiều trong các xí nghiệp, cáccông trình dân dụng, loại này dễ thiết kế, dễ lắp đặt, giá thành thấp mà hiệu quả phân riêngkhá cao. Bên trong hố ga có thể có một ngăn hoặc nhiều ngăn, dòng nhập liệu lần lượt chảyqua từng ngăn, bã lắng xuống đáy ngăn được tháo ra theo định kỳ. Ứng dụng để xử lý nướcthải là hiệu quả nhất1422.2.5. Thiết bị lắng kiểu răng cào bãHình (H10.7) mô tả thiết bị lắng kiểu răng cào bã. Đây là loại thiết bị làm việc theonguyên lý liên tục, được dùng nhiều trong công nghệ xử lý nước thải.Nguyên lý: Nhập liệu liên tục vào thiết bị, dưới tác dụng của trọng lực, bã lắng xuốngđáy và được cào 6 đNy bã liên tục ra ngoài theo 5. Còn nước sạch chảy tràn ra máng chứa 3và tháo liên tục theo 2, chi tiết cào bã 6 quay được nhờ cơ cấu quay số 12.2.6. Các thiết bị lắng tuyển nổiTrường hợp khi ρr < ρ gọi là lắng nổi, hay lắng tuyển nổi. Quá trình lắng tuyển nổiđược thực hiện nhờ thổi không khí tạo thành bọt nhỏ lẫn vào trong hỗn hợp, các bọt khí nàydính lên các hạt lơ lững lắng kém và nổi lên trên mặt nước, khi nổi lên như vậy các bọt khítạo thành bông hạt đủ lớn, kết bè thành bã và được gạt ra ngoài.Ứng dụng quá trình lắng tuyển nổi trong xử lý nước thải, thu hồi khoáng sản quý v.v…Trong công nghệ xử lý nước thải quá trình tuyển nổi được đưa vào giai đoạn (bậc I) làxử lý sơ bộ, bể tuyển nổi có thể thay cho bể lắng, trong dây chuyền công nghệ nó đứng saubể lắng, hoặc có thể ứng dụng vào giai đoạn xử lý cơ bản (bậc II) hay xử lý triệt để (bậc III).Sau đây giới thiệu bốn thiết bị tuyển nổi bằng hoà tan không khí.• Thiết bị tuyển nổi cấp khí bằng phương pháp cơ họcNguyên lý: nước thải cấp vào buồng số 1, khí cấp theo đường 2. Vào đây bọt khí bámtrên bề mặt chất bNn lôi cuốn lên trên thành lớp bã, còn nước sạch sau xử lý đưa về bể chứa,xem hình (H10. 8)143• Thiết bị tuyển nổi cấp khí bằng đầu khuếch tánNguyên lý: nước thải cấp vào buồng 1, không khí qua các đầu khuếch tán 2, bã đượclôi cuốn lên trên và tập trung trong rãnh gom bã 3, nước sạch thu theo số 4, xem hình (H10.9). Loại này có ưu điểm là khí cấp đều.• Thiết bị tuyển nổi cấp khí qua lớp vật ngăn144Nguyên lý: nước thải cấp vào buồng 1, không khí qua lớp vật ngăn 2, trên vật ngăn tạonhiều lỗ nhỏ như màng lọc để phân đều khí, chất bNn bị bọt khí lôi cuốn lên và tập trung ởrãnh gom bã 4 được cơ cấu gạt bã 3 gạt ra ngoài, còn nước sạch về bể chứa, xem hình (H10.10)• Thiết bị tuyển nổi theo phương pháp cấp hỗn hợp theo phương bán kínhNguyên lý: Hỗn hợp cấp vào theo phương bán kính, bã lôi cuốn lên trên được cánh gạt3 cào ra theo ống 5. Còn bã chìm dưới được cào 6 cào liên tục ra theo ống 4. Nước sau khixử lý thoát ra theo ống 1, thiết bị tuyển nổi này còn có tên gọi là giếng Đốc – mun, giếngĐốc – mun có nhiều kiểu khác nhau và vì đáy bị lõm sâu nên gọi là giếng.3. LẮNG TRONG MÔI TRƯỜNG LY TÂMMột vật thể có khối lượng m đứng cách tâm quay một đoạn R và chuyển động với vận tốcgốc ω thì xuất hiện lực ly tâm Flt = mω2 R , mặt khác nó cũng chịu một lực trọng trườngFtt = mg .Ta lập tỉ sốFltgọi là yếu tố ly tâm, ký hiệu KltFttFlt ω2 RK lt ==FttgNhận xét:(10 – 27)Khi Klt tăng: hiệu suất phân riêng tăngKlt giảm: hiệu suất phân riêng giảm.Quá trình lắng ly tâm có hai trường hợp đề cập trong giáo trình nàyKhi thiết bị đứng yên còn dòng lưu chất quay bên trong thiết bị đó, gọi là thiết bị lắngcyclonKhi thiết bị và dòng lưu chất cùng quay với vận tốc ω thì gọi là máy ly tâm (sẽ giớithiệu trong chương 12)1453.1.Cyclon đơnThường gặp thiết bị cyclon trong công nghệ xử lý môi trường, trong phân xưởng sảnxuất và chế biến thực phNm, phân bón, hoá chất. Cylon tách khí bụi và cyclon tách bã tronghuyền phù.3.1.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của cyclonHình H10.12.a là hình vẽ không gian của cyclon, hình (H10.12.b) là mặt cắt của nó.Nguyên lý hoạt động: dòng hỗn hợp vào cyclon theo ống nhập liệu 1 vào đây chúngchuyển động vòng bên trong thân 2, các hạt va vào thân bị giảm động năng và rơi xuống ốngtháo bã 5, còn khí (nước) sạch theo ống tâm số 3 thoát lên trên ra ngoài.3.1.2. Tính toán cyclon- Vận tốc dòng nhập liệu vd = (20 ÷ 25) m/s- Vận tốc vòng tiếp tuyến: v t =-20 ÷ 25; m/s1,5Bán kính ngoài ống tâm R1 = R0 + δ; mR0: bán kính trong của ống tâm; mδ: bề dày vật liệu làm ống tâm; mR2: bán kính thân; m146- R tb =R 2 − R1 R 2 + R1≈(bán kính trung bình của vòng quay của dòng hỗn hợp;R222,3 lgR1m)R 2 − R1;svlt- Vận tốc lắng ly tâm: v lt = K p .v l ; m/s- Thời gian lắng ly tâm t lt =- Kích thước nhỏ nhất cho phép giữ lại trong cyclon khi ly tâm9µ(R 2 − R1 );mπ.n.ω.(ρr − ρ ).R tbd min =Trong đó:(10 – 28)µ: độ nhớt động lực của pha liên tục; Pa.Sn: số lần quay của dòng hỗn hợp trong cyclon (chọn tối đa bằng 5)ω=2πn rad;t lts- Diện tích bề mặt lắng:A ≈ 2π.R tb .H1 ≈ π.D.H1 ≈Vs; m2vlt(10 – 29)- Thông thường ống nhập liệu tiết diện hình chữ nhật chiều dài gấp đôi chiều rộng- Trở lực qua cyclon :∆p = ξ.ρ.Trong đó:vq22;Nm2(10 – 30)ξ = (60 ÷ 180) hệ số trở lực cục bộρ: khối lượng riêng hỗn hợp; kg/m3vq =Vs; vận tốc quy ước dòng hỗn hợp; m/sπR 22- Chiều cao phần thân trụH1 =Trong đó:(KV1π R 22 - R12) ;m(10 – 31)K: hệ số dự trữ chọn 1,25V1 = Vs .t lt (thể tích làm việc của cyclon m3)- Chiều cao phần nóndH 2 =  R 2 −  tan α; m2- Góc đỉnh 2α = 500 ÷ 700- Bán kính ống tâm147(10 – 32)1 4Vs;mR1 = .2 v0Trong đó:(10 – 33)d: đường kính ống tháo liệu; mv0: vận tốc khí (nước) sạch trong ống tâm, chọn (4 ÷ 8) m/s- ∆p = (350 ÷ 750 ) Nm2• Lưu ý:Vận tốc quy ước và vận tốc chọn tính theo:Vs mvq =; : vận tốc quy ướcπR 22 sv q' =2∆p m; : vận tốc chọnρ.ξ s(trong đó ∆p; ξ chọn [xem ở trên] và Vs: năng suất cho từ đầu; m3/h)v q - v q'Nếu.100 < 5% ⇒ thoảv q'Nếu3.2.v q - v q'v q'.100 > 5% ⇒ chchọn lại ∆p; ξ và tính lặp lạiCyclon tổ hợpNhằm tăng hiệu suất thu hồi bụi (bã) người ta thiết kế cyclon tổ hợp. Hình(H.10.13) là cấu tạo của cyclon tổ hợp gồm nhiều cyclon đơn nhỏ gộp lại theo nguyên lýhoạt động song song.- Lượng cyclon đơn xác định theoZ=Ở đây:0,9Vs; cái∆p2d1Σξ.ρ(10 – 34)Vs: năng suất cyclon tổ hợp; m3/sd1: ống nhập liệu cyclon đơn (ống tròn); mΣξ: tổng trở lực cục bộ cyclon đơn, chọn (85 ÷ 95)∆p: trở lực cyclon tổ hợp, chọn (350 ÷ 850); N- Năng suất một cyclon đơn: V 's =- Vận tốc quy ước vq =Vs; m3/sZ4Vs; m/sZ.π.d12148m2Trong đó Z: số lượng cyclonVới cyclon đơn chọn v q ' = (4 ÷ 8) m/sVới cyclon tổ hợp chọn vq ' = (12 ÷ 20) m/s1494. BÀI TẬPBài 1. Tính vận tốc lắng của hạt, biết d = 1mm và ρr = 2500 kg/m3 ở trong nước, cónhiệt độ t = 100C và t = 600C, biết ρ = 1000 kg/m3. Tương tự lắng trong dầu tỷ trọng 0,87 vàđộ nhớt µ = 4 PBài giải0Theo tài liệu [7] tra ở 10 C có độ nhớt µ = 1,3077 cPTheo tài liệu [7] tra ở 600C có độ nhớt µ = 0,468 cP• Tính ở 100CTừ (9 – 4) ta có:43d3ρ(ρr − ρ )g (10 − 3 ) .1000(2500 − 1000)102Cr . Re = Ar ⇒ Ar = Cr . Re === 887534µ2(1,3077.10 − 3 )232Điều kiện: 3,6 < 8875 < 8400011, 4 Ar 13,9 Từ (9 – 7) ta có: Re = 1 8875 1, 4= 13,9 = 100,6100,6.1,3077.10 − 3= 0,131m/s10 − 3.1000Đáp số: vℓ = 0,131 m/s• Tương tự thay các số liệu t = 600C, cho kết quả vℓ = 0,2 m/s• Với dầu có tỷ trọng 0,87 tức là ρ = 870 kg/m3 và độ nhớt 4P tức là µ = 0,4Pa.S,thế vào có kết quảĐáp số: vdầu = 0,0022m/sVậy v ℓ =Bài 2. Xác định diện tích bề mặt của một thiết bị lắng huyền phù năng suất Vs = 80T/h. Huyền phù gồm pha liên tục là nước có ρ = 1000 kg/m3, độ nhớt µ = 1cP, còn pha phântán là một loại bột nặng có ρr= 2710 kg/m3, nồng độ pha rắn trong hỗn hợp x = 8%, vàđường kính trung bình của hạt bột nặng d = 0,11.10-3mBài giảiVsDiện tích bề mặt lắng: A =;m 2vℓBài toán cần tìm hai đại lượng Vs và vℓ• Đầu đề cho Vs = 80 T/h, phải đổi ra m3/s bằng cách:80000Vs =; đơn vị là3600.ρhp kg.m 3  s.kg Mà ρh tính theo (10 – 5)1501ρ hp=0,082710+1 - 0,081000Vậy ρhp = 1053 kg/m3 ⇒ Vs =80000= 0,021m3/s3600.1053• Muốn tính vℓ nên dựa vào Ar vì điều kiện cho quá đủ, vậyAr =()d 3ρ(ρ r − ρ )g 0,11.10− 3 .1000.(2710 − 1000).10== 22,76−3 2µ210( )3,6 < 22,76 < 840001 22,76 1, 4Nên sử dụng công thức: Re =  13,9 Suy ra: v ℓ == 1,421,42.10 − 3= 0,0129 m/s0,11.10 − 3.1000Chọn vthực = 0,25vℓ = 0,25.0,0129 = 3,225.10-3 m/sVậy diện tích cần tìm : A =0,021= 6,5m 2−33,225.10Đáp số: A = 6,5 m2Bài 3. Hạt có kích thước d từ 20 ÷ 50 µm chuyển động vào bể lắng theo phương nằmngang với vận tốc dòng vd = 0,01 m/s. Biết chiều dài bể lắng L = 25m, chiều cao H = 3m vàhạt có ρr = 2710 kg/m3, biết khối lượng riêng của nước ρ = 1000 kg/m3 và µ = 1cP. Hỏi- Với chiều dài và chiều cao bể lắng đó thì sẽ lắng được các hạt nào trên đây.- Muốn lắng hết các hạt còn lại thì bề dài tối đa L’ của bể lắng đó phải là bao nhiêumét.Bài giảiHLH3Từ công thức (10 -12) ta có:(1)=⇒ v ℓ = .v d = .0,01 = 0,0012 ; m/svℓ vdL25Vì d < 100µm nên dùng công thức lắng vùng Stockd 2 .g(ρr − ρ)vl =18µThế (1) vào (2): d =(2)0,0012.18.10−3= 35µm10(2710 − 1000)0,0012.35.10−6.1000Kiểm tra: Re == 0,045 < 0,2 thoả10−3Kết luận: kích thước trên chỉ lắng các hạt với kích thước ≥ 35µm• Muốn lắng hết số hạt còn lại tức là d từ 20 ÷ 34 µm151Thì v ℓ2(20.10 - 6 ) 10(2710 - 1000)== 3,73.10 - 4 m/s18.10 - 3HL'H0,01=⇒ L' =.v d = 3.= 80mVàvℓ vdvℓ3,73.10 − 4Đáp số: d = (35 ÷ 50) µm và L’ = 80mBài 4. Dòng hỗn hợp khí bụi thoát ra từ lò cao với lưu lượng Vtc = 105m3/24h, áp suấtdòng P = 5at, cần phải tách bụi của dòng hỗn hợp đó trước khi thải khí ra môi trường bằngcyclon. Biết nhiệt độ dòng hỗn hợp t = 420C. chọn kích thước sơ bộ của cyclon D = 900mm,chiều cao thân H1 = 600mm, vận tốc lắng vlt = 0,082 m/s.Tính số lượng cyclon cần thiết để tách lượng bụi đó sao cho đạt được hiệu suất 80%Bài giải• Tính lượng hỗn hợp khí bụi ra đơn vị (m3/s) – xem công thức (10 – 15)Vs =(273 + t k )g(273 + 42)10510== 0,25 m3/s.Vtc3600.293.P.243600.293.50.24V0,25• Tính bề mặt lắng A = s == 3m 2vlt 0,082A3== 1,76 cái• Tính số lượng cyclon cần thiết n =π.D.H1 3,14.0,6.0,9• Lấy tròn 2 cáiBảng III.12 trang 532 – TL [7] chọn hiệu Ц.H – 24.Đáp số: Cần 2 cyclon hiệu Ц.H – 24 do Nga chế tạo1525. CÂU HỎI ÔN TẬP1. Tên gọi hệ không đồng nhất?2. Cân bằng vật chất cho quá trình lắng?3. Tính vận tốc lắng trọng lực?4. Nguyên lý cấu tạo các thiết bị lắng bụi?5. Nguyên lý cấu tạo các thiết bị lắng huyền phù?6. Nguyên lý cấu tạo các thiết bị lắng tuyển nổi?7. Yếu tố ly tâm là gì? Vận tốc lắng ly tâm phụ thuộc yếu tố nào?8. Cấu tạo và tính toán cyclon đơn?9. Cấu tạo và tính toán cyclon tổ hợp?10. Các bước tính kích thước một thiết bị lắng?153

Tài liệu liên quan

CHƯƠNG 4 ĐỘC HỌC LƯU CHẤT - GIÁO TRÌNH MÔN CƠ LƯU CHẤT NGÀNH CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
- 25
- 731
- 7
CHƯƠNG 5 GIÁO TRÌNH MÔN CƠ LƯU CHẤT NGÀNH CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
- 22
- 707
- 7
CHƯƠNG 6 GIÁO TRÌNH MÔN CƠ LƯU CHẤT NGÀNH CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
- 20
- 588
- 3
CHƯƠNG 7 GIÁO TRÌNH MÔN CƠ LƯU CHẤT NGÀNH CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
- 16
- 871
- 5
CHƯƠNG 8 GIÁO TRÌNH MÔN CƠ LƯU CHẤT NGÀNH CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
- 17
- 1
- 10
CHƯƠNG 9 GIÁO TRÌNH MÔN CƠ LƯU CHẤT NGÀNH CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
- 11
- 479
- 3
Chương 0 giới thiệu môn học cơ lưu chất và co học vật liệu rời
- 8
- 726
- 0
SILDE CƠ LƯU CHẤT CHƯƠNG 2
- 36
- 516
- 5
SILDE CƠ LƯU CHẤT CHƯƠNG 3
- 17
- 548
- 3
SILDE CƠ LƯU CHẤT CHƯƠNG 5
- 14
- 557
- 5