Расширенный слой
Cтраница 4
В расширенном слое зерна не перемешиваются и при выводе отработанного адсорбента из нижней части колонны перемещаются параллельно друг другу, так что фронт адсорбционной волны не нарушается. Однако длина работающего слоя при расширении столба адсорбента увеличивается по сравнению с неподвижным слоем, так как через более широкие пустоты между зернами раствор будет проходить более толстыми прослойками. Диффузия растворенного вещества к поверхности зерен из этих прослоек потребует больше времени, чем из тонких прослоек жидкости, фильтрующейся через плотный неподвижный или движущийся слой. В расширенном слое продольная диффузия растворенного вещества вдоль адсорбента играет значительно большую роль, чем при динамической адсорбции вещества из потока плотно упакованным слоем зерен. [46]
Рассматриваемое отношение обычно значительно больше единицы, что можно объяснить следующим образом. Поперечный перенос количества движения ( бомбардировка стенки твердыми частицами) настолько интенсивен, что пристеночная пограничная пленка в псевдоожиженном слое гораздо тоньше теоретически рассчитанной. Многими авторамие - 7 было показано, что в предельном случае, когда число твердых частиц у стенки невелико, значение KQW становится равным KQW. Следовательно, модель расширенного слоя, не учитывающая движения частиц, может найти очень ограниченное применение в расчетах скорости переноса к стенкам или к каким-либо телам в псевдоожиженном слое. [47]
На рис. 9.11 представлены схемы трех других систем с фильтрами. В фильтре с псевдоожиженным слоем в качестве загрузки обычно используют песок. В фильтрах с псевдоожиженным и с расширенным слоем для поддержания загрузки в подвижном состоянии необходима большая скорость рециркуляции. [49]
Поскольку в процессе очистки может происходить закупоривание пор угля в плотном слое и связанная с этим потеря напора, в последнее время большое внимание уделяется адсорберам с расширенным слоем. Эти адсорберы имеют ряд преимуществ. При пропускании сточных вод через слой угля снизу вверх с определенной скоростью загрязнение, закупоривание и увеличение перепада давления сводятся к минумуму. В конечном итоге это позволяет использовать в расширенном слое частицы угля меньших размеров, чем в плотном слое, и тем самым увеличить скорость адсорбции. Достоинст вбм адсорбционных систем с расширенным слоем является увеличение адсорбционной способности угля, достигающее 100 % ( масс.) и более по органическим веществам и превышающее 150 % ( масс.) по ХПК по отношению к массе угля в адсорбере. Такое увеличение емкости угля достигается при интенсивном биологическом росте, который обеспечивает как биосорбцию, так и биоокисление некоторых загрязнений, плохо сорбируемых углем, а также окисление некоторых ве -, ществ, хорошо сорбируемых адсорбентом. В этих условиях обеспечивается частичная регенерация угля, что способствует дальнейшей сорбции веществ на обновленной поверхности адсорбента. [50]
Переход к работе с расширенным слоем сорбента позволяет использовать более мелкую загрузку, обеспечивающую лучшую кинетику сорбции, без опасения чрезмерных потерь напора. Эти адсорберы имеют значительно больший фильтроцикл, иногда равный сроку службы сорбента. Расширенный слой может быть элементом, первой биосорбционной ступенью сооружения ( в данном случае возможна аэрация воды), где вторая ступень - адсорбер с плотным слоем ( яп. Но все это достигается за счет снижения эффекта очистки воды: адсорбер с расширенным слоем сорбента не способен осуществить в единице объема или на единицу массы сорбента столь же полную очистку воды, как в аппаратах с плотным слоем, кроме того, увеличивается истирание сорбента. [51]
Рассмотрим физическую картину процесса псевдоожижения. Псевдо-ожиженным называется слой, в котором легкие твердые частицы приходят в состояние, подобное жидкому, вследствие контакта с газом. При низких скоростях поток газа просто фильтруется через пустоты между частицами; в таком состоянии они составляют неподвижный слой. С увеличением скорости потока частицы будут двигаться друг относительно друга и совершать колебательные движения с малыми амплитудами; в таком состоянии частицы образуют так называемый расширенный слой. При более высокой скорости потока достигается состояние, когда почти вес частицы составляют нечто вроде суспензии с текущим вверх потоком газа. В этой области трение между частицей и потоком компенсируется весом частицы. Такое состояние слоя называется состоянием минимального псевдоожижения. При дальнейшем увеличении скорости потока начинают появляться неоднородности в виде пузырей газа, проходящих через слой без взаимодействия с частицами. Этот слой обычно и называется псевдоожиженным, Следует отметить, что между газовыми пузырями и плотной фазой происходит газовый обмен. При движении мелких пузырей газ, фильтрующийся через плотную фазу, движется вверх быстрее пузыря; следовательно, прохождение газа в пузыре представляет для газа путь наименьшего сопротивления. Газ входит в нижнюю часть пузыря, а выходит из верхней. Часть газа в виде кольцевой пленки перемещается вместе с пузырем. [52]
В качестве последнего могут быть использованы кварцевый песок, стеклянные шарики, фторопластовая крошка, а также гранулы высушенного материала. Инертный носитель загружается на газораспределительную опорную решетку, через которую в сушилку подается газ-теплоноситель. При определенной скорости газового потока частички инертного материала переходят во взвешенное состояние. Такой взвешенный и расширенный слой инертного носителя напоминает кипящую жидкость, отчего и называется кипящим или псевдоожиженным. Активный ил, подлежащий сушке, с помощью форсунки вводится в слой инертного материала и, попадая на поверхность его частиц, быстро высушивается. Вместе с потоком отработанного теплоносителя высушенный продукт выносится из сушилки в циклон, где происходит их разделение. Напряжение сушильной камеры по испаряемой влаге ( по данным АКХ) при сушке активного ила с влажностью 97 4 - 98 % составляет 600 - 960 кг / ( м3 - ч) при температуре теплоносителя на входе 160 - 250 С. [53]
Поскольку в процессе очистки может происходить закупоривание пор угля в плотном слое и связанная с этим потеря напора, в последнее время большое внимание уделяется адсорберам с расширенным слоем. Эти адсорберы имеют ряд преимуществ. При пропускании сточных вод через слой угля снизу вверх с определенной скоростью загрязнение, закупоривание и увеличение перепада давления сводятся к минумуму. В конечном итоге это позволяет использовать в расширенном слое частицы угля меньших размеров, чем в плотном слое, и тем самым увеличить скорость адсорбции. Достоинст вбм адсорбционных систем с расширенным слоем является увеличение адсорбционной способности угля, достигающее 100 % ( масс.) и более по органическим веществам и превышающее 150 % ( масс.) по ХПК по отношению к массе угля в адсорбере. Такое увеличение емкости угля достигается при интенсивном биологическом росте, который обеспечивает как биосорбцию, так и биоокисление некоторых загрязнений, плохо сорбируемых углем, а также окисление некоторых ве -, ществ, хорошо сорбируемых адсорбентом. В этих условиях обеспечивается частичная регенерация угля, что способствует дальнейшей сорбции веществ на обновленной поверхности адсорбента. [54]
Страницы: 1 2 3 4