SZŰRÉS
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 53

SZŰRÉS PowerPoint PPT Presentation


  • 84 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

SZŰRÉS. Szuszpenziók szétválasztására szolgáló művelet , amelyben a folyadékból a szilárd részecskéket lyukacsos test (vagy porózus halmaz) a szűrőközeg segítségével választjuk el. Az átfolyó (megtisztított) folyadék a szűrlet , a szűrőn fennmaradó anyag a szüredék vagy iszaplepény.

Download Presentation

SZŰRÉS

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


SZŰRÉS

Szuszpenziók szétválasztására szolgáló művelet, amelyben a folyadékból a szilárd részecskéket lyukacsos test (vagy porózus halmaz) a szűrőközeg segítségével választjuk el. Az átfolyó (megtisztított) folyadék a szűrlet, a szűrőn fennmaradó anyag a szüredék vagy iszaplepény.

1. Szitahatás: a szűrőközeg nyílásméreténél nagyobb méretű részecskék a szűrőközegen nem tudnak átjutni.

2. A szemcsék a szűrőközeg zeg-zugos járataiban, holt tereiben is megkötődhetnek.

3. A szűrendő szemcsék a szűrőanyaghoz tapadva kötődnek meg.


A szűrés megoldási lehetőségei:

rácsok

sziták

Felületi szűrők

Mélységi szűrők

Prés- típusú szűrők

Membránt alkalmazó szűrők – membrán eljárások


Felületi szűrők

Mélységi szűrők

Szuszpenzió

Szuszpenzió

homokréteg

ε

ε0

Szűrlet(filtrát)

Szűrlet(filtrát)

τSZŰRÉS

τSZŰRÉS

Δp

iszaplepény


Felületi szűrők

A folyadék a gravitáció, vagy centrifugális erőtér hatására áramlik ( „hajtóerő” )

Δp

iszaplepény

A kiszűrt iszap folyamatosan növekedő iszapréteget alkot

Szűrőanyag

(megtámasztás)


Mélységi szűrők

Szuszpenzió

ε0

ετ

homokréteg

filtrát

szüredék

A szűrőréteg, ( szemcsés halmaz ) folyadék számára átjárható pórusaiban, „hézagterében” kiváló szüredék az eredeti porozitást ε0 folyamatosan csökkenti ετ .


A szűrés „kéttermékes” művelet

D (dSZEMCSE) = P (dSZEMCSE>dSZŰRŐ NYÍLÁSMÉRETE )

D[%]

0

feladás

szürlet

iszap

dSZEMCSE

100

dNYÍLÁS


Felületi szűrés

Szemcsés halmazon történő fluidum átáramlás leírása – a már megismert – Carman-Kozeny összefüggéssel:

vSZ : a szűrés sebessége, (szűrési sebesség)

li : az iszaplepény vastagsága

Δp : szűrési nyomás ( különbség )


Szűrendő közeg (szuszpenzió)

iszaplepény

Δp

Szűrőanyag (szűrőszövet)

li

A

szűrőfelület

vsz

szűrlet

V: a „ô” szűrési idő alatt keletkező filtrát térfogat


D’Arcy-féle összefüggés (1856):

K[m2] : permeabilitás


K[m2] : permeabilitás meghatározható méréssel:

vSZ

elméleti

li, η : állandó

gyakorlat

  • K => tgα nem független Δp – től, mert az iszap a növekvő szűrési nyomás hatására:

  • összenyomódik, tömörödik (szemcsealak!) => áteresztőképessége csökken

  • a szemcsék bemosódnak, átrendeződnek

  • a tapadó nedvesség csökken


A szűrési teljesítmény:

is állandó.

Ha nem nőne,(állandó lenne) az iszaplepény vastagsága és a szűrési nyomás; tiszta folyadék átáramlása esetén a „szűrési” (átáramlási) sebesség is állandó lenne:


Felületi szűrés => növekvő , változó iszaplelepény => csökkenő szűrési teljesítmény => a szűrés differenciálegyenlete:


  • Δp, és K állandó

  • és K állandó

  • K változó (csökken) – mélységi szűrés

A szűrés során változhatnak ( η=áll.)

Az összefüggés felhasználható, megoldható, ha:


Δp

  • A szűrés során a szűrési nyomást Δp állandó értéken tartjuk,

  • (a permeabilitást is állandónak tekinjük: K = áll , ) :

Δp állandó

A jelenség oka:


állandó

A szűrés során változik!

Bevezetjük a szűrési ellenállást „R”


R = RISZAP + RSZŰRŐANYAG

?

?

Növekvő iszaplepény vastagság!

RI = a.li

li = f (τ) !

?

a : egységnyi, 1m magasságú iszapréteg ellenállása

(1) RISZAP = f ( li ) !


li . A = V. x0

x0 : 1m3 szűrlethez tartozó kiszűrt iszaptérfogat

li = f (τ) !

?

az iszapellenállás:

Anyagmérleg a kivált iszap térfogatára:

Behelyettesítés (1) RI = a.li összefüggésbe;


Hasonló gondolatmenettel a szűrőanyagra:(2)

RSZŰRŐANYAG = a.lEGYENÉRTÉKŰ

A szűrőanyag ellenállása:

VE : egyenértékű filtráttérfogat,melynek átszűrésekor keletkező iszapréteg ellenállása azonos a szűrőanyag ellenállásával.


A szűrési ellenállás ( R ) :

R = RISZAP + RSZŰRŐANYAG

„R” értékét a differenciálegyenletbe behelyettesítve:


A differenciálegyenlet:

Behelyettesítve:


A differenciálegyenlet megoldása :


Az összefüggés: V = f (τ )

Felhasználható pl. Vm3 filtrát előállításához szükséges szűrési idő kiszámításához.

Szűrési állandó: C [1/m2]


Az összefüggés csak akkor használható, ha VE ,és C értékét méréssel határozzuk meg. (Lásd Praktikum –II.)


2. Szűrés állandó szűrési teljesítmény ( ) esetén

Szűrés vége

Δp

Szűrés kezdete


A differenciálegyenlet ebben az esetben:


A szűrési idő:

Összehasonlítva a Δp állandó esettel, a szűrési idő, ~kétszeresére növekedik.


Az optimális szűrési idő meghatározása Δp = állandó esetén:

A szűrlet időbeli változása

V[m3]

V

τ

τM

τOPTIMÁLIS

τMELLÉKIDŐ : a szűrő tisztítása; szét- összeszerelés, regenerálás


Szűrőanyagok

segédanyagok

szűrők

-Kovaföld (diatómaföld):

Tisztaság, egyenletes szemcseeloszlás, semleges kémhatás

-perlit (AL-szilikátok), bentonit (pórusos)

-szűrőszén (adsz.!), celulóz, faliszt, azbeszt?

-koaguláló és flokkulálószerek

-szövetek:

-nemezelt anyagok

-porózus merev anyagok

-szemcsés halmazok

-szűrőmasszák


szűrők

-szövetek: a szűrési tulajdonságait meghatározzák

Anyaga: pamut, gyapjú, műszál, üveg, fém, azbeszt?

Szálfinomság [m/g]

A szövés típusa:


A szövés módjának befolyása a szűrésre:


Előréteg

Bekeverés


Δp

Δp állandó


Δp

Δp állandó

Közvetlen szivattyúról üzemeltetett szűrő


Az iszaplepény összenyomhatósága:

Iszapellenállás ( „a” ) - ? - szűrési nyomás (Δp)

a

Ideális, „összenyomhatatlan iszap”

a0

Δp

Összenyomható iszaplepény

Ha „a” növekedik, „C” is nő, =>τSZis nő, a szűrés esetleg – gyakorlatilag - lehetetlenné válik.<= adalékok (ráiszapolás)


a

Összenyomható iszaplepény

Közelítő függvény:

a0

Δp


Szakaszos üzemű szűrők

Vákuum

iszap

Szűrlet

1. Szűrőkádak (Nuccsok)


2. Gyertyás szűrők

szűrőgyertya

Anyaguk pl:

-lyukacsos kerámia

-szinterfém

-fémsziták

-műanyagok

-stb

Szűrés „kívülről befelé”

Tisztítás ellenáramban


SZŰRŐGYERTYÁK

szuszpenzió

iszap

Tisztítás: ellenáramú mosás

szűrlet

Gyertyás szűrő:


A ráiszapoló szűrés jellegzetes üzemi folyamatai:

Szűrés

Tisztítás

Ráiszapolás, szűrőanyag képzés (pl. kovaföld )


3. Táskás szűrők (nyomószűrők) :

Kis iszaptartalmú folyadékok szűrésére

„táska szerű” szűrőelemek ( párhuzamos kapcsolás, nagy szűrőfelület kis térfogatban)

Nyomásálló ház

A nedves iszapeltávolítás lehetséges beépített fúvókasorral is


Szűrletgyűjtő csatorna

szitaszövet

Alátámasztó drótháló

iszaplepény

szűrlet


-Vízszintes szűrőelemek

-”félfolyamatos „ üzem

-könnyen automatizálható


4. Szűrőprések: (lásd praktikum)

Párhuzamosan kapcsolt szűrőelemek, szakaszos üzem.

Az iszaptér kialakításától függően

Keretes ~ :

Nagyobb iszaptér

Nagyobb szárazanyag tartalmú szuszpenzióra

Kamrás ~ :

Kis iszaptér

Híg szuszpenziókra


szűrőlapok

iszap

szűrőkendő

szuszpenzió

szűrlet

Kamrás szűrőprések:


Szűrőlap:


Kertes szűrőprések:

Keret

szűrőlap

iszap

szűrőkendő

szuszpenzió

szűrlet


Keretes szűrőprés


Legelterjedtebbek: forgódobos cellás vákuumdobszűrők


Folyamatos szűrők:

Dobszűrők


  • Login