고액 분리
고액 분리의 목적은 현탁액에서 유용한 물질을 회수하는 것입니다. 이는 현탁액의 1 상 또는 2 상 일 수 있습니다. 고체-액체 분리의 목적을 달성하기 위해 사용되는 주요 작동 방법은 중력 침전, 원심 분리 및 여과입니다. < P > 1, 중력 침하 방법 < P > 현탁액 중 고체 입자의 밀도가 액상보다 크며 중력의 작용으로 상대적 운동이 발생하여 2 상 분리에 도달합니다. < P > 2, 필터 < P > 필터는 일종의 다공성 물질을 매체로 하고, 외부 힘의 작용으로 현탁액 중 고체 입자가 차단되고, 액체가 매체의 구멍을 통해 흘러나와 고체 분리를 실현하는 방법이다. 외부 힘은 중력, 원심력 및 기계적 방법으로 다공성 물질의 위, 하류 양쪽에 가해진 압력차가 될 수 있습니다. 일반적인 필터 설비는 진공 필터, 판자 필터, 원심식 필터 등이다. < P > 그림 5-1 심층 필터링 메커니즘 < P > 필터링은 주로 두 가지 방법이 있습니다. 하나는 심층 필터링이고, 그 필터링 메커니즘은 그림 5-1 에 나와 있습니다. 고체 입자가 필터 미디어의 구멍에 접착되어 있으며, 고체 입자 크기가 필터 미디어의 구멍 지름보다 작고 고체량이 .1% 미만인 현탁액을 포함하는 것이 특징입니다. 또 다른 하나는 직물, 다공성 고체 또는 구멍막 등을 필터 미디어로 사용하는 필터입니다. 이 미디어의 구멍은 일반적으로 입자보다 작으며, 필터링 시 유체는 미디어의 작은 구멍을 통과할 수 있으며, 입자의 크기가 커서 작은 구멍에 들어갈 수 없고 필터링된 미디어에 의해 잘려 필터 케이크를 형성합니다. (존 F. 케네디, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 필터명언) 따라서 입자의 차단은 주로 체분 작용에 달려 있다. 그림 5-2 참조. 고체 입자가 파이 모양으로 필터 매체 상류 쪽에 퇴적되어 고체 함량이 높은 현탁액을 적용하는 것이 특징이다. < P > 그림 5-2 필터 케이크 필터링 프로세스
1. 필터 미디어 < P > 직물 미디어: 면, 털, 실크, 마 등의 천연 섬유와 다양한 합성섬유로 만든 직조 및 부직포, 금속 또는 비금속 재질로 짜여진 그물을 포함하는 필터라고도 합니다. 이러한 필터 매체는 업계에서 가장 널리 사용됩니다. < P > 입상 매체: 모래, 숯, 석면, 규조토, 진주암 등 단단한 입자물질을 포함해 깊은 침대 여과와 필터제에 많이 쓰인다. < P > 다공성 고체 매체: 다공성 세라믹, 다공성 플라스틱, 다공성 알루미나, 다공성 금속 등 많은 미세 구멍이 있는 고체 재질입니다. 소량의 작은 입자만 들어 있는 현탁액을 처리하는 데 적합합니다.
2. 필터링의 작동 방식 < P > 정압 필터링: 일정한 압력 차이 하에서 수행되며 가장 일반적인 필터링 작업 방법 중 하나입니다. 연속 필터의 여과는 정압 여과입니다. 간헐 필터에서 수행되는 여과도 대부분 정전압 여과이다. 일정한 압력 여과에서는 필터 케이크가 계속 두꺼워지면서 필터 저항이 점차 증가하지만 적용된 차압이 일정하기 때문에 필터 속도가 점차 감소합니다.
일정 속도 필터링: 필터 속도가 일정한 필터링 작업 방식을 유지하는 것을 의미합니다. 판자 필터 프레스와 같은 내부 공간은 일정하며, 공중부양액이 내부 공간으로 가득 차면 일정 속도 공급으로 필터의 흐름을 일정하게 유지합니다. 일정한 속도로 필터링할 때, 필터의 두께가 계속 증가하고 있기 때문에, 필터의 필터링 저항력도 증가하므로, 일정한 속도 필터링을 유지하려면 필터 압력을 지속적으로 증가시켜 필터링 저항을 극복해야 한다. 따라서 실제로 일정 속도 필터링을 끝까지 진행하는 것은 불가능하다. < P > 일정 속도 후 일정 압력 필터링: 일정 압력 필터링과 일정 속도 필터링을 합리적으로 결합하는 필터링 작업 방식입니다. 일반적으로 필터가 시작될 때 일정 속도 필터링을 먼저 수행하여 필터의 혼탁과 미디어 구멍의 차단을 방지하고 일정한 압력에 도달하면 일정한 압력 필터링을 수행하여 필터의 고체 함량을 높입니다.
3. 현탁액의 사전 처리 < P > 필터링 과정에서 필터 속도가 낮고, 필터가 콜로이드 또는 젤 상태, 필터 탁도 등의 현상이 자주 발생합니다. 이러한 상황을 최대한 피하고 설비의 필터링 효율을 높이기 위해서는 현탁액을 사전 처리해야 한다. 사전 처리 방법은 화학법과 물리법 두 가지가 있다.
(1) 화학법 < P > 화학법은 응축, 응집 및 표면 장력 변화의 세 가지로 나눌 수 있다. < P > 응축: 현액에 명반, 석회, 알루미늄 이온, 철이온과 같은 무기 전해질을 첨가하여 입자가 서로 큰 입자로 접착되어 여과하기 쉽다. < P > 응집: 현탁액에 고분자 응고제를 첨가하여 입자가 응고제 작용에 큰 알갱이나 솜덩어리로 모여 여과 분리를 용이하게 한다. 응고제는 동물성 접착제, 전분, 폴리아크릴아민 등 천연과 합성의 두 종류가 있다. 일반적으로 사용되는 합성 고분자 응집제는 다음 세 가지 종류가 있다. < P > 양이온형: 폴리아민, 폴리 2-히드 록시 프로필-n-메틸 염화 암모늄, 폴리 2-히드 록시 프로필-l, 폴리 아크릴산 아민 마니시 반응 유도체, 메타 크릴 산-n.
음이온 형: 폴리 아크릴산 나트륨, 폴리스티렌 카르 복실 산 나트륨.
비이온형: 폴리아크릴아민, 폴리산화에틸렌. < P > 표면장력 변경: 공중부양액에 표면활성제를 넣어 액체의 표면장력을 낮추어 분리 후 필터에 남아 있는 수분을 줄이고 고체함량을 높인다.
(2) 물리법 < P > 에는 노화, 결정화, 현탁액의 온도 변경, 현탁액의 점도 감소, 필터 보조제 추가 등이 포함됩니다.
4. 일반적인 필터 장치
(1) 판자 필터 < P > 판 프레임 필터 프레스의 구조 및 작동 원리는 그림 5-3 에 나와 있습니다. 판 프레임 자동 필터 프레스 모양은 그림 5-4 에 나와 있습니다. < P > 그림 5-3 판 프레임 필터 작동 원리 < P > 그림 5-4 판 프레임 자동 필터 외곽설정 < P 상자의 양쪽은 필터천으로 덮여 있고, 빈 상자와 필터천은 필터액과 필터빵을 수용할 수 있는 공간으로 둘러싸여 있다. 필터 플레이트의 역할은 두 가지입니다. 하나는 필터 천을 지탱하는 것입니다. 또 다른 요점은 필터 채널을 제공하는 것이다. 이 필터판은 각종 울퉁불퉁한 무늬를 만들고, 볼록자는 필터포를 지탱하고, 오목자는 필터액 통로를 형성한다. 필터를 씻을 수 있는 판자 필터 프레스의 경우, 필터판은 세탁판과 비세탁판 두 가지로 나뉘는데, 두 필터판의 구조와 작용이 다르다.
프레임 필터 프레스의 작동은 매우 중요합니다. 여과할 때 피드의 압력이 서서히 증가하여 압력이 너무 커서 필터 천 표면의 구멍이 막히고 필터링이 제대로 진행되지 않도록 해야 합니다. < P > 판자 필터 프레스의 필터액 배출 방식은 명류와 저류 두 가지로 나뉜다. 필터가 각 필터의 바닥에서 직접 배출되는 경우 명류라고 합니다. 명류의 장점은 각 필터판의 작동 상태를 쉽게 관찰할 수 있다는 것이다. 여액이 공기에 노출되어서는 안 되는 경우 각 판에서 배출되는 여액을 모아 총관을 통해 배출해야 하며 이를 암류라고 합니다. < P > 판자 필터 프레스는 구조가 간단하고 제조가 편리하며 부속품 수가 적고 단위 필터 면적이 크고 필터 압력이 높으며 각종 현탁액 적응성이 강한 등의 특징을 갖추고 있어 응용이 광범위하다. 그러나 간헐적인 작업이기 때문에 생산성이 낮고 노동 강도가 크며 필터 천 손실이 심하여 세탁 효과가 떨어집니다. < P > 그림 5-5 상자식 필터 작동 원리 < P > 판자 필터 프레스의 규격이 비교적 많아 필터링 면적이 몇 평방미터에서 수백 평방미터까지 될 수 있다.
(2) 상자 필터 < P > 상자 필터 필터는 보드 필터 프레스의 개선형으로, 외국에서는 오목판 필터 프레스라고 하며, 판자 필터 프레스의 장점을 유지하고, 판자 필터 프레스의 단점을 극복하고, 필터 중 필터 케이크를 세탁할 수 있습니다. 상자 필터 프레스 구조 및 작동 원리는 그림 5-5 에 나와 있습니다.
(3) 벨트 필터 < P > 벨트 필터 필터는 구조가 간단하고 조작이 편리하며 성능이 우수한 연속 필터 프레스입니다. 제지 기계의 연속 압연 메커니즘을 구조적으로 차용했습니다. 다양한 고분자 전해질 응고제의 응용은 벨트 필터 프레스를 위한 공예 조건을 제공한다. 폴리 에스테르 섬유 필터는 벨트 필터 프레스의 출현 및 적용 조건을 만드는 좋은 필터를 제공합니다. < P > 현재 벨트 필터는 각종 슬러지, 석탄 제조 제품, 습법 야금의 찌꺼기, 파이프로 수송되는 자재 등을 필터링하는 데 널리 사용되고 있다. 그러나 선광 제품에는 적용이 적다. < P > 벨트 필터는 주로 지름이 다른 일련의 롤러, 이 롤러 시리즈에 감겨 있는 두 개의 필터 벨트, 공급 장치, 필터 청소 장치, 고속 오프셋 장치, 인장 장치 등으로 구성됩니다. < P > 벨트 필터 프레스의 작업에는 응집과 공급, 중력 탈수, 압착 탈수, 배출 및 청소 필터의 네 가지 기본 과정이 포함됩니다. 벨트 필터 프레스의 구조와 작동 원리는 그림 5-6 에 나와 있으며, 롤러형 벨트 필터 구조 및 작동 원리는 그림 5-7 에 나와 있습니다. < P > 그림 5-6 벨트 필터 작동 원리 < P > 그림 5-7 대 롤러 필터
(4) 드럼 진공 필터 < P > 드럼 진공 필터는 연속 작동 필터 장치입니다. 광물 가공 화학 등의 부문에 광범위하게 쓰인다. 고체 입자 크기가 .1～1mm 인 현탁액의 필터링에 주로 적용됩니다. 설비의 주체는 회전할 수 있는 수평 원통으로, 원통형 표면은 구멍이 있는 금속판이나 철사망으로, 그물로 다시 걸레를 덮고, 공중부양액은 실린더 아래쪽에서 원통과 접촉한다. 접촉한 부위는 원통의 내부 표면일 수도 있고, 외부 표면일 수도 있고, 공업에서 가장 흔히 볼 수 있는 것은 외부 표면 접촉이다. 드럼 진공 필터 작동 원리는 그림 5-8 에 나와 있습니다. < P > 그림 5-8 드럼 진공 필터 작동 방식 < P > 드럼 내부는 방사형을 따라 여러 개의 부채꼴 격자로 분리되어 있으며, 각 칸마다 개별 구멍 채널이 분배 헤드로 연결됩니다. 드럼이 회전할 때, 분배 머리의 작용으로 이 구멍들이 진공관 및 압축 공기와 차례로 연결되도록 하기 때문에, 드럼을 돌리는 동안 각 선격은 순서대로 필터링, 세척, 탈수, 송송, 제반 등을 할 수 있다. 분배 헤드는 힌지 (hinge) 와 함께 회전하는 밀착된 회전판과 고정판으로 구성되며, 고정판 측면에 있는 4 개의 슬롯은 각각 서로 다른 역할을 하는 파이프와 연결되어 있습니다. 고정판에는 세 개의 홈이 있으므로 전체 드럼은 필터 영역, 세척 및 탈수 영역, 배출 및 재생 영역의 세 영역으로 나눌 수 있습니다. < P > 외부 필터 드럼 진공 필터링 기능은 지속적으로 자동화되어 생산성이 높으며, 처리량이 많고 여과하기 쉬운 현탁액에 특히 적합합니다. 부속설비가 많고 투자비용이 높고, 여과면적이 크지 않고, 필터빵 함량이 높고, 세탁이 불충분합니다.
(5) 동적 필터 < P > 동적 필터는 현대 동적 필터링 기술을 사용하여 생산된 새로운 필터 장치로, 여과하기 어려운 현탁액을 여과하는 효율적인 필터링 및 세척 문제를 해결하기 위한 것입니다. 밀폐, 고온, 고압 등의 조건에서 한 대의 장비로 여과, 농축, 세탁, 탈수 등의 필터링 작업을 연속적으로 수행할 수 있다. < P > 동적 필터링은 기존의 고정 필터층 필터링 이론에서 발전했지만, 이 두 가지 모두 메커니즘적으로 완전히 다르다. 동적 필터링 중 현탁액은 매체에서 고속으로 병렬로 흐르며, 필터가 필터 매체를 통과할 때 고체 입자가 미디어에 쌓이지 않거나 매우 적은 양의 퇴적만으로 매우 얇은 필터를 생성합니다. 따라서 동적 필터링의 필터 저항은 주로 필터 미디어에 의해 결정되므로 입자가 작고 형성된 필터가 압축성 필터의 현탁액인 경우 동적 필터링을 사용하면 빠르고 효과적인 분리 효과를 얻을 수 있습니다. < P > 그림 5-9 회전엽식 필터 < P > 동적 필터의 세척 효과도 뛰어나다. 세정액이 필터에 들어갈 때, 여과재가 고속으로 흐르기 때문에 세정액과 여과재가 충분히 혼합되어 세정액 단락과 세정 데드 영역의 현상을 방지하여 세척 효율을 높이고 세척액을 절약할 수 있다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 세척액, 세척액, 세척액, 세척액) 동적 필터는 필터 저항을 줄여 필터 효율을 크게 높였다. 동일한 필터 영역 및 작동 조건에서 동적 필터의 생산 능력은 판자 필터의 생산 능력보다 6 배 이상 향상되었으며 연속 필터링을 통해 자동화 작업을 수행할 수 있습니다. 일반적인 동적 필터에는 회전엽식, 회전관 및 평판 필터 프레스가 있습니다. 회전엽식 필터 구조는 그림 5-9 에 나와 있습니다. 3. 원심분리방법 < P > 은 현행액이 관성 원심력의 작용으로 고액 분리를 실현하는 과정이다. < P > 흔히 볼 수 있는 원심분리장비로는 소용돌이 분리기, 침하원심분리기 등이 있습니다. 주로 탈수, 농축, 분리, 정화, 정화 및 고체 입자의 등급 지정 등의 공정에 쓰인다. 원심분리기의 주요 구성 요소는 빠르게 회전하는 드럼으로, 드럼은 수직 또는 수평 축에 장착되며, 슬러리가 드럼에 들어가면 드럼이 회전하여 원심력의 작용으로 분리된다. 드럼의 외벽은 구멍과 구멍이 없는 두 종류로 나뉜다. 구멍이 있는 드럼은 내부 표면에 필터 천을 덮고, 드럼이 빠르게 회전할 때 원심력 작용으로 필터 천을 통과해 내던지고, 입자는 필터 천에 의해 잘립니다. 이를 원심 필터라고 합니다. 구멍이 없는 드럼은 드럼이 빠르게 회전한 후 원심력 작용에 따라 밀도가 다른 층을 이루고, 밀도가 큰 것은 드럼의 외벽에 가깝고, 밀도가 작은 것은 드럼의 중앙에 가까우며, 이를 원심침착이라고 합니다. 원심침착은 일반적으로 처리되는 슬러리에 따라 두 가지 범주로 나뉩니다. 하나는 원심침착이라고 하는 공중부양액의 원심침강하를 계속하는 것입니다. 또 다른 종류는 유탁액이나 미량단체 알갱이를 함유한 현탁액에 대한 원심침하 작업이며, 이를 원심분리라고 한다. < P > 원심분리기의 분류 방법은 여러 가지가 있다. 예를 들면 조작방식에 따라 필터식 원심분리기, 침강식 원심분리기, 분리식 원심분리기로 나눌 수 있다. 작업 프로세스에 따라 간헐적인 원심분리기와 연속 작동 원심분리기로 나눌 수 있습니다. 물론 원심분리기의 분류 방법은 구조적 스타일, 분리 요소, 하역 방법 등을 기준으로 분류하는 등 여러 가지가 있다.
1. 삼족 원심분리기 < P > 그림 5-1 삼족 원심분리기
1. 삼족식 원심분리기 < P > 삼족식 원심분리기는 업계에서 가장 먼저 사용되는 간헐적 원심분리기이자 현재 우리나라에서 가장 널리 사용되고 가장 많이 제조되는 원심분리기다. 가장 중요한 특징은 드럼이 받침대의 세 기둥에 걸려 있다는 것이다. 삼족식 원심분리기에는 필터식과 침강식 두 가지가 있는데, 흔히 쓰이는 것은 대부분 필터식이다. 그 하역 방법은 수동 하역과 기계 하역의 두 가지가 있으며, 각 방법마다 여러 가지 방법이 있다. 삼족 원심분리기 구조는 그림 5-1 에 나와 있습니다. < P > 3 족 원심분리기는 구조가 간단하고, 가격이 저렴하며, 운행이 원활하고, 적응성이 강하며, 필터링 주기가 길고, 처리량이 적고, 찌꺼기가 습도가 낮은 경우에 적합합니다. 단점은 운영 주기가 길고 생산 능력이 낮아 중소형 생산에만 사용할 수 있다는 것이다.
2. 수평 스크레이퍼 배출 원심분리기 < P > 데스크탑 스크레이퍼 배출 원심분리기는 필터식과 침전식 두 가지가 있어 여과식 사용이 많다. 주로 중간 또는 작은 입자가 들어 있고 입자가 스크레이퍼에 의해 파괴되는 것을 두려워하지 않는 현탁액을 처리하는 데 사용됩니다. 물질의 농도와 수량의 변화에 민감하지 않은 것이 특징이다. 필터링 시간, 세척 시간, 분리 및 하역 시간은 자유롭게 조정할 수 있습니다. 찌꺼기가 비교적 건조하다. 더 나은 세척 효과를 얻을 수 있습니다. 운영주기가 짧고 생산 능력이 크다. 그러나 입자가 심하게 부서지고, 모터 부하가 균일하지 않으며, 찌꺼기도 제거할 수 없다. 사이펀 스크레이퍼 배출 원심분리기는 필터식 스크레이퍼 배출 원심분리기의 중요한 개선형이다. 사이펀 원리를 이용하여 여과의 추진력을 증가시켜 생산 효율을 현저히 높였다. 또한 프로세스의 필요에 따라 필터 속도를 자유롭게 조절하여 필터 찌꺼기의 세탁과 건조를 용이하게 할 수 있습니다.
3. 데스크탑 피스톤 밀기 원심분리기 < P > 데스크탑 피스톤 밀기 원심분리기는 연속 공급, 맥동 하역을 위한 필터식 원심분리기입니다. 그것은 효율이 높고, 생산량이 높으며, 생산 연속화, 운영 안정성 등의 특징을 가지고 있다. 그러나 재료의 농도 변화에 민감하며 고체 입자의 입자 크기가 커야 제대로 작동할 수 있습니다. 수평 피스톤 밀기 원심분리기의 피스톤 급수는 단급 외에 2 급, 3 급, 4 급 등이 있다. 우리나라에서 생산하는 것은 주로 1 단 피스톤과 2 단 피스톤 두 가지이다. 수평 스크레이퍼 배출 원심분리기 구조 및 작동 원리는 그림 5-11 에 나와 있습니다.
4. 수평 나선형 하역침강 원심분리기 < P > 수평 나선형 하역침강 원심분리기는 원심분리기라고 합니다. 그 구조와 작동 원리는 그림 5-12 에 나와 있다. 그것은 전속력으로