Kimyoviy texnologiyaning jarayonlari va qurilmalari
- 9 -
bu yerda
r
0
– cho’kmaning solishtirma qarshiligi, m
-2
.
Agar (3) ni (1) ga qo’ysak, ushbu ko’rinishga ega bo’lamiz:
ft
ч
ч
R
F
V
x
r
p
Fd
dV
(4)
(4) tenglik fil’trlash jarayonining asosiy tenglamasi deb ataladi.
Fil’tr to’siq qarshiligi hisobga
olinmasa, quyidagi tenglama holatiga kelamiz
w
h
p
r
ч
ч
(5)
bu yerda
w - fil’trlash tezligi.
Fil’trlash jarayonining boshlang’ich fursati uchun, ya’ni
V = 0 da,
R
ft
=
r
/(
w).
r = const bo’lgan holat uchun (4) tenglamani integrallasak ( 0
- V va 0
-
oralikda), ushbu tenglama kelib chiqadi:
ch
ch
x
r
pF
V
x
r
F
R
V
ft
2
0
0
2
2
2
(6)
Olingan ushbu tenglama siqiladigan va siqilmaydigan cho’kmalar uchun
qo’llasa bo’ladi va u fil’trat hajmi ortishi bilan fil’trlash tezligi kamayishini
ko’rsatadi.
(5) tenglamani fil’trlash vaqti
ga nisbatan yechsak, ushbu ifodaga erishiladi:
F
p
V
R
F
V
p
r
x
ftt
ч
ч
2
2
(7)
yoki (2) ni hisobga olsak
ch
ch
ft
ч
ch
ch
h
px
R
h
px
r
2
2
(8)
Shunday qilib, fil’trlash vaqti olingan fil’trat hajmi kvadratiga to’g’ri
proportsionaldir.
Oxirgi tenglamani fil’trning solishtirma ish unumdorligi (
V
f
= V/F) ga nisbatan
yechsak, quyidagi ko’rinishga ega bo’lamiz:
Kimyoviy texnologiyaning jarayonlari va qurilmalari
- 10 -
ch
ch
ft
ch
ch
ft
ch
ch
f
r
x
R
r
x
R
r
x
p
V
2
2
(9)
¤zgarmas tezlik v
= const holat uchun (4) dan ushbu tenglamani olamiz:
2
2
F
VF
R
r
x
V
ft
ч
ч
(10)
yoki
ch
ch
ch
ch
ft
x
r
pF
V
x
r
F
R
V
2
2
bu tenglamadan:
1
1
2
F
V
R
F
V
r
x
p
ft
ч
ч
(11)
yoki
w
R
w
r
x
p
ft
ch
ch
2
Shunday qilib, fil’trlash vaqti ortishi bilan bosimlar farqi ko’payadi:
F
V
p
R
F
V
p
r
x
ft
ch
ch
2
(12)
ya’ni olingan fil’trat hajmi kvadratiga to’g’ri proportsional.
Fil’trning solishtirma ish unumdorligi (m
3
/m
2
):
ch
ch
ft
ch
ch
ft
ch
ch
f
к
ч
R
r
x
R
r
x
p
V
2
2
2
(13)
Amalda cho’kma hajmining fil’trat hajmiga
nisbati x
ch
, cho’kma qatlamining
solishtirma hajmiy qarshiligi
r
ch
va fil’tr to’siq qarshiliklari tajriba yo’li bilan
aniqlanadi.
Agar,
F = 1 m
2
bo’lgan hol uchun (5) tenglamani ushbu ko’rinishda yozish
mumkin:
2
2
2
2
KF
CFV
V
(14)
bu yerda
S - fil’tr to’siq gidravlik qarshiligini xarakterlovchi fil’trlash konstantasi,
m
3
/m
2
;
K - fil’trlash rejimi va suyuqlikdagi cho’kmaning fizik-kimeviy xossalarini
hisobga oluvchi fil’trlash konstantasi, m
2
/s.
Kimyoviy texnologiyaning jarayonlari va qurilmalari
- 11 -
ch
ch
ft
x
r
R
C
(15)
ch
ch
x
r
p
K
2
(16)
Agar, (14) tenglamaga o’zgartirish kiritsak, ushbu ko’rinishga ega bo’lamiz:
K
C
K
V
V
2
2
(17)
Ko’rinib turibdiki, (15) tenglik abstsissaga
qiya
burchak ostida joylashgan to’g’ri chiziq tenglamasi.
Ushbu burchak tangensi
tg
= 2/K teng va u
ordinata
o’qida
m = 2S/K kesmani ajratadi (7-rasm).
Ushbu to’g’ri chiziqni qurish uchun abstsissa
o’qiga o’lchangan
V
1
, V
2
, ..., V
n
qiymatlari, ordinata
o’qiga esa -
1
/V
1
,
2
/V
2
,
n
/V
n
larning tegishli
qiymatlari qo’yiladi.
So’ng, aniqlangan
K va
S qiymatlar yordamida
(14) va (13) tenglamalardan
r
ch
va
R
ft
lar topiladi.
Cho’kma va fil’trat hajmlarini o’lchash natijasida esa -
x
ch
qiymati topiladi.
Ishlash printsipiga qarab, fil’trlar quyidagilarga bo’linadi: o’zgarmas bosimlar
farqi yoki o’zgarmas fil’trlash tezligida ishlaydigan fil’trlar; fil’tr to’siqda
hosil
qiladigan bosimlar farqiga qarab, vakuum yoki ortiqcha bosim ostida ishlaydigan
qurilmalar; jarayonni tashkil etishga qarab, uzlukli yoki uzluksiz ishlaydigan
qurilmalar.
Bosim ostida ishlaydigan qurilma bir necha turga, ya’ni
gidrostatik bosim,
nasos yoki kompressor yordamida hosil qilingan, vakuum va markazdan qochma
kuch ta’sirida hosil bo’lgan bosimlarda ishlaydigan fil’trlarga bo’linadi.
Texnologik maqsadlarga qarab, qurilmalar ikki turga bo’linadi: a) suyuqliklarni
tozalash fil’trlari; b) gazlarni tozalash fil’trlari.
Fil’tr to’siqlarning turiga qarab, donasimon materiallar, turli gazlamalar va
qattiq materiallar (keramika, to’r) yordamida turli jinsli
sistemalarni tozalaydigan
fil’trlarga bo’linadi.
Qumli fil’tr. Bu qurilma donasimon materialli fil’trlar guruhiga oid (8-rasm).
7-rasm. Fil’trlash
konstantasini aniqlashga
doir.
Kimyoviy texnologiyaning jarayonlari va qurilmalari
- 12 -
Bu turdagi fil’trlar suspenziya tarkibida
qattiq faza miqdori kam bo’lgan hollarda, ya’ni
oziq-ovqat sanoatida suvni fil’trlash va liker-aroq
korxonalarida keng ko’lamda ishlatiladi.
Fil’trning tsilindrik qobig’ida ikkita to’rli
disk bo’lib, ular qurilmani 3 qismga ajratadi:
yuqori - suspenziya oqib kiruvchi, o’rta -
fil’trlovchi va quyi - yig’uvchi. Ikkala disk
orasida fil’trlovchi qum qatlami joylashgan bo’lib,
u yirik va mayda fraktsiyalardan iborat bo’ladi.
Fraktsiyalar fil’tr to’qima bilan ajratilgan. Yuqori
va quyi disklar ham fil’tr to’qima bilan qoplangan
bo’ladi. Fil’trlanuvchi suyuqlik
0,02....0,03 MPa
bosimda
qurilma tepasidan yuboriladi, fil’trat esa
pastki qismdan chiqariladi.
Fil’trlash tezligi 250...750 kg/ (m
2
soat).
Ushbu fil’tr tuzilishi sodda, fil’trlash sifati
esa – yuqori.
Lekin, hajm birligida fil’trlovchi yuza kam va jarayon tezligi past bo’lgani
uchun, fil’trning ish unumdorligi juda kichik. Undan tashqari, fil’tr - qumni
almashtirish qiyin va ko’p vaqt talab qiladi.
Nutch - fil’tr vakuum yoki ortiqcha bosim ostida ishlashi mumkin (9-rasm).
Cho’kmani chiqarib tashlash uchun fil’trga bir parrakli aralashtirgich o’rnatilgan.
Suspenziya va siqilgan havo alohida shtutserlar orqali uzatiladi. Olingan fil’trat
esa, to’kish jumragi 4 orqali chiqariladi. Undan tashqari, fil’trga saqlovchi jo’mrak
ham o’rnatilgan.
Fil’trning ish tsikli quyidagi bosqichlardan iborat: suspenziya bilan to’ldirish;
bosim ostida fil’trlash; fil’tr to’siqdan cho’kmani
tushirish; fil’tr to’siqni qayta
tiklash. Bunday fil’trlarda cho’kmani yuvish jarayonini ham bir vaqtda o’tkazsa
bo’ladi.
Suspenziyalarni fil’trlash paytida fil’tr to’siq sifatida karton, bel’ting va sintetik
tolalarni qo’llash mumkin. Sintetik tolalarning afzalligi shundaki, ular yuqori
mexanik mustahkamlik, termik va kimyoviy chidamlilikka ega. Sintetik tolalardan,
zichligi asta - sekin o’zgaradigan, fil’tr to’siqlar tayyorlash mumkin.
Bunday fil’tr qattiq faza miqdori kam bo’lgan suspenziyalarni fil’trlashda juda
qo’l keladi, chunki zarrachalar uning butun balandligi bo’ylab cho’kadi. Fil’trning
tashqi qatlamida yirik, ichki qatlamlarida esa mayda zarrachalar ushlanib qoladi.
Bunday selektiv fil’trlash jarayon tezligi yuqori bo’lishi, kovakchalar yuzasini to’lib
qolish oldini oladi va fil’trning xizmat muddatini uzaytiradi.
