|
|
Wirowanie jest procesem separacji, który wykorzystuje siłę odśrodkową do szybszego osadzania się cząsteczek w roztworze. W wyniku procesu wirowania można wyróżnić dwie główne fazy: Osad Zwykle nie ma on jednolitej struktury. Poniżej przedstawiono przykład osadu :
Unosząca się nad osadem substancja ciekła (pozostała ciecz) Często przejrzysta, ale czasami mętna z powodu obecności drobnych koloidalnych cząsteczek, które tak łatwo nie osiadają. Może ona składać się z kilku faz jeśli przesączona woda zawiera elementy o rożnych gęstościach, takich jak np. oleje. Zastosowanie w oczyszczaniu wody
Siła odśrodkowaW cylindrze obracającym się z prędkością kątowa w (rad/s) lub N (rad/m) ze średnim promieniem cieczy R (m), siła odśrodkowa Fc (m/s), której poddane są cząsteczki wynosi: Fc = w2R = 0.011 N2R Siła działająca na cząsteczkę na jednostkę wagi jest wyrażona wzorem: Fc = 0.011 N2R (rs – rL) x 1/g = G (rs – rl), z G = w2R / g = 0.11 N2R / 9.81 = 11.2 x 10-4 N2R Sedymentacja w wirówkach zachodzi dzięki przyspieszonej sile grawitacji wynikającej z szybkiej rotacji. Może to zastąpić siłę grawitacji w normalnych warunkach sedymentacji zawiesiny lub zapewnić siłę sprawczą w czasie filtracji przez rożnego rodzaju filtry. Najpowszechniejszym zastosowaniem jest separacja substancji stałych (cząsteczek) przy silnie skoncentrowanej zawiesinie. Wirówki użyte przy traktowaniu osadów ściekowych zapewniają ich odwodnienie. Powstaje mniej więcej jednolity osad w zależności od pochodzenia osadu i prędkości z jaką zachodzi zagęszczanie nie skoncentrowanego osadu. Zasady | |||||
Materiał, który ma być traktowany, zostaje wprowadzony do cylindra pod ciśnieniem i przemieszcza się na zasadzie "cyklonu" stycznie do ścian wewnątrz cylindra. Pole wirowania wywołane przez wysokie prędkości cyrkulowania materiału, tworzy słup powietrza w osi cylindra, który jest wydłużony poprzez dolne wyjście stożka oraz górny odpływ. Aby zachodził proces separacji siła odśrodkowa w cylindrze musi byc kilkanaście razy większa niż siła grawitacji. Cząsteczki o większej gęstości niż ciecz pod wpływem tej siły przemieszczają się wzdłuż ścianek cylindra w kierunku dolnego wyjścia stożka. Zagęszczony osad tworzy się na ściankach cylindra i jest następnie usuwany poprzez dolne wyjście jako stały strumień. Drobne cząsteczki oraz przeważająca część cieczy przemieszczają się w górnym kierunku do centralnie położonego odpływu. |  | ||||
| |||||
Chamber bowl (wirówka komorowa) Wirówka tego typu składa się z szeregu cylindrów. Główna komora składa się z cylindrycznych wkładów, które dzielą ją na szereg półokrągłych mniejszych komór (cylindrów) pracujących seriami. Materiał jest wprowadzany od góry w centrum komory głównej, a następnie przechodzi on przez każdą mniejsza komorę (cylinder) po kolei znajdującą się coraz dalej od centrum komory głównej. Cząsteczki osiadają na ścianach każdej komory, a ciecz jest odprowadzana z ostatniej komory (o największej średnicy). Urządzenie to zapewnia również klasyfikację osadzonego materiału: większe cząsteczki osiadają się w komorze znajdującej się w centrum, a coraz drobniejsze cząstki w kolejnych oddalonych od centrum komorach. Usuniecie osadzonego materiału wymaga zatrzymania wirówki i ręcznego jego wybrania.
Disk stack separator (wirówki z dyskami) Najprostszą formą jest zamknięta misa zawierająca serie dysków. Cząsteczki stałe osądzają się na ścianach wewnątrz wirówki, a następnie osad musi być usunięty ręcznie po zatrzymaniu urządzenia. Osadzony materiał jest usuwany z wirówki w różny sposób, również poprzez wyloty stale otwarte. W bardziej skomplikowanych formach wyloty otwierają się automatycznie, kiedy osadzony materiał osiąga odpowiednią grubość warstwy, a zamykają w momencie, gdy większość osadzonego materiału zostaje usunięta. W najbardziej skomplikowanym przypadku misa wirówki otwiera się na krótki czas, co jest kontrolowane również poprzez grubość warstwy osadzonego materiału.
|
Ten rodzaj wirówki używany jest w przypadkach kiedy zawartość cząsteczek stałych jest wysoka. Wirówka ta składa się z prostego "koszyka" lub misy w kształcie bębenka, który wiruje wokół pionowej osi. Cząsteczki akumulują się i zostają ściśnięte dzięki sile odśrodkowej, ale nie są odwodniane. Pozostała ciecz jest usuwana kiedy wirówka zostaje zatrzymana. Warstwa materiału osadzonego jest usuwana ręcznie. Może to zostać wykonane częściowo automatycznie poprzez usunięcie pozostającej cieczy, a następnie odcięcie osadzonego materiału. W ten sposób wyłączanie wirówki nie jest konieczne.
| ||||
Ten rodzaj wirówki jest zaprojektowany w przypadku dużego stężenia cząsteczek stałych w cieczy. Choć budowa tego urządzenia jest skomplikowana, to zasada działania jest prosta. Wirówka ta składa się z poziomo ułożonego cylindra (1) obracającego się z dużą prędkością wraz ze śrubą zębatą (2) usytuowaną zgodnie z tą samą osią. Różnica w prędkości obrotu zwoju i śruby pozwala na przenoszenie i osadzanie cząsteczek stałych na ścianach misy.
| |||||
Materiał do odwirowania (3) wprowadzany jest wzdłuż osi do wnętrza wirówki dzięki odpowiedniemu dystrybutorowi (4). Następnie przekazywany jest do przestrzeni pomiędzy ścianami misy a śrubą zębatą. Tam zachodzi proces separacji (5). Obracająca się śruba umożliwia przesuwanie się osadzonego materiału wzdłuż wnętrza misy (6), aż do jego usunięcia na jej końcu. Podczas kierowania osadu w stronę wylotu w końcowej części cylindra, osadzony materiał podlega schnięciu (8). Ciecz zostaje oddzielona od osadu w przestrzeni cylindra po przeciwnej stronie (7) i następnie oczyszczona zostaje usunięta (9), co regulowane jest poprzez progi, które mogą być odpowiednio dostosowane (10). Całe urządzenie znajduje się w ochronnej pokrywie. Wirówka ta pozwala na separację zawiesiny dzięki jej większej gęstości od gęstości cieczy, w której zawiesina ta się znajduje. Jeśli różnica gęstości jest duża wówczas siła grawitacji może być wystarczająca, aby sedymentacja zaszła w odpowiednio krótkim czasie. Jeśli natomiast różnica gęstości nie jest duża lub wielkość cząsteczek stałych jest niewielka, wtedy separacja tylko pod wpływem siły grawitacji zajęłaby zbyt długo. W tym przypadku siła powodująca separację powinna zostać zwiększona poprzez siłę odśrodkową o wartości dużo większej niż siła grawitacji. Zalety Główną zaletą wirówki z rodzaju dekanter jest możliwość usuwania odseparowanej zawiesiny w ciągły sposób. W porównaniu z:
Zaletami wirówki dekanter są: szeroki zakres zastosowania, ciągłe działanie, zdolność traktowania materiałów o szerokim zakresie skoncentrowania (zawartości zawiesiny), szeroki zakres co do objętości materiału separowanego Zastosowanie Dekanter może być zastosowany w większości procesów separacji typu ciecz/cząsteczki stałe. Może być użyty do klasyfikacji cząsteczek stałych w zawiesinie lub do klarowania cieczy. Znajduje on również zastosowanie przy odzyskiwaniu cennego materiału stałego z cieczy. Urządzenie to można stosować do odwadniania osadów aż do uzyskania znacząco suchego materiału lub do zagęszczania, uzyskania czystej cieczy i skoncentrowanego osadu. Referencje
Tematy powiązane Stabilizacja | |||||
[ Strona Główna ] [ Powrót ] [ Więcej informacji ]
Copyright © 1998-2008 Lenntech B.V. Oczyszczanie Wody i Powietrza
Rotterdamseweg 402 M
2629 HH Delft, The Netherlands
Telefon: +31-15-27.55.709
Fax: +31-15-26.16.289
e-mail: info@lenntech .com
