о
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Обозначение основных величин..................................... 4
Введение. ....................................................... 6
Глава 1. Анализ проблем флотационной очистки реологически
сложных сред от взвешенных частиц ......................... II
1.1. Области применения флотационной очистки................. 11
1.2. Основные типы флотаторов, их технические
характеристики....................................... 15
1.3. Реология флотационных сред, образование и
свойства флотационных пен............................ 18
1.4. Расчет улавливания взвешенных частиц при
флотационной очистке................................. 22
1.4.1. Безынерционный захват частиц всплывающим пузырьком 24
1.4.2. Механизм закрепления малых частиц на поверхности пузырька................................................. 30
1.4.3. Транспортная стадия флотационной водоочистки 34
Выводы, постановка задач исследования..................... 41
Глава 2. Исследование элементарного акта флотации несферических
частиц................................................... 44
2.1. Морфологический и дисперсионный анализ улавливаемых
частиц................................................ 44
2.2. Расчет вероятности захвата стержнеобразных
частиц пузырьком ..................................... 51
2.3. Определение вероятности захвата дискообразных
частиц пузырьком ................................... 65
Глава 3. Гидродинамика флотационного концентрирования.............. 73
3.1. Исследование физических свойств флотационных сред
и получаемых пен...................................... 73
3.1.1. Реологические исследования....................... 73
3.1.2. Измерение прочности флотационных пен............. 83
3.2. Определение условий течения и разрушения флотационных пен.......................................... 86
3.3. Расчет групповой скорости всплывания пузырьков в неньютоновской жидкости................................... 89
3.4. Экспериментальное исследование флотационного концентрирования.......................................... 98
3.4.1. Определение скорости всплывания пузырьков 98
3
3.4.2. Определение вероятности захвата несферических
частиц всплывающими пузырьками.................. 107
Глава 4. Регулирование параметров флотационного процесса............ 117
4.1. Регулирование дисперсности генерируемых пузырьков 117
4.2. Динамика взаимодействия частиц со всплывающим пузырьком................................................... 125
4.3. Расчет оптимальной скорости барботажа.................. 135
4.4. Методика расчета флотационной водоочистки.............. 139
Глава 5. Осаждение взвешенных частиц на поверхности капель
орошаемых газоочистных аппаратов........................... 143
5.1. Г идродинамическая аналогия процессов флотации
и мокрого пылеулавливания.............................. 143
5.2. Основные типы орошаемых газоочистных аппаратов,
их технические характеристики ........................ 144
5.3. Расчет орошаемых газоочистных аппаратов............... 145
Глава 6. Внедрение результатов работы в промышленность.............. 156
6.1. Флотаторы............................................. 156
6.1.1. Разработка конструкции устройства концентри-
рования суспензии кормовых дрожжей............... 156
6.1.2. Внедрение электрофлотационного аппарата
очистки жиросодержащих сточных вод............... 160
6.1.2.1. Краткое описание существующей
технологии очистки...................... 160
6.1.2.2. Выбор режимных параметров элсктро-
флотационного разделения жиросодержащей эмульсии............................ 161
6.1.2.3. Расчет промышленного электрофлота-
ционного аппарата......................... 169
6.2. Орошаемые газоочистные аппараты....................... 174
6.2.1. Реконструкция газоочистки системы аспирации шлифмашин............................................. 174
6.2.2. Разработка скрубберов для очистки дымовых газов котельных ........................................... 178
Заключение ......................................................... 182
Список литературы.................................................. 185
Приложения ......................................................204-228
наличие начального напряжения сдвига т0 , подобно бингамовским упругопластичным средам. Наличие у пен начального напряжения сдвига отмечено также в работах /85-87/.
Авторами /88,89/ для описания реологического поведения пен с относительно небольшим газосодержанием использовались зависимости степенного вида, причем показатель степени п в реологическом законе принимался меньшим единицы. В экспериментальных исследованиях течения высокократных пен /90-92/ также показано, что они являются псевдопластичной средой и имеют начальное напряжение сдвига.
Таким образом, при расчете движения пен их реологические свойства могут быть корректно описаны степенным законом (1.1) либо уравнением Балкли-Гершеля
т = т0+Куп , ■ (1.4)
в котором учитывается начальное напряжение сдвига т0.
Определению прочностных характеристик движущихся пен посвящено сравнительно небольшое число исследований. Так в работе /87/ отмечено, что с ростом кратности увеличивается пластическая вязкость пены и появляется максимальное напряжение сдвига т11р . превышение которого ведет к разрушению пенной структуры. В работе /93/ предложено выражение для величины Тцр , которое определялось из энергетического баланса работы объемной деформации ячейки пены и работы когезии при разрушении ансамбля пузырей пены:
ТПр “ ,
При (р > 0,9 порядок величины % , рассчитанной по формуле (1.5), совпадает с экспериментальными данными А.Ф.Шароварникова и Г.И.Пунчика /94/, где предложено определять предельное напряжение сдвига пен тпр по весу отрывающихся от вертикально расположенного стеклянного
22
цилиндра пенных “капель”. Таким образом определялась динамическая прочность пен при одноосном растяжении. Авторы указывают, что тпр равно половине от величины прочности пены в осевом направлении. Полученные экспериментальные результаты хорошо коррелируют с данными работы /95/, где проводились измерения величины Тпр методами ротационной вискозиметрии.
Анализ приведенных работ показывает, что выбор реологического закона для описания движения флотационной пены ((1.1) или (1.4)) может быть сделан на основе учета соотношения величин их начального и предельного напряжений сдвига. Величину т0 следует учитывать в реологическом уравнении тогда когда она составляет значительную часть от величины т.:р данной пены.
1.4. Расчет улавливания взвешенных частиц при флотационной очистке
При расчете и конструировании флотационных аппаратов исходными данными являются начальная концентрация и рас ?гре деление по размерам извлекаемых частиц дисперсной фазы, количество жидкости, которое необходимо обработать в единицу времени, а также конечные концентрации частиц дисперсной фазы на выходе из аппарата.
Целью расчета является определение конструктивных размеров аппарата и параметров проведения процесса, обеспечивающих достижение требуемой степени разделения фаз.
Дифференциальное уравнение, описывающее кинетику процесса
флотации, обычно записывается в форме, аналогичной той, что используется при описании химических реакций первого порядка /5/
с!Сч = -К1СчСпс11, (1.6)
где К] - константа скорости флотации.
- Київ+380960830922