Методические указания. Центрифугирование – это процесс разделения неоднородных систем в поле центробежных сил, создаваемых во вращающемся барабане центрифуги

Центрифугирование – это процесс разделения неоднородных систем в поле центробежных сил, создаваемых во вращающемся барабане центрифуги. В центрифугах разделяют самые разнообразные жидкие неоднородные системы: сырую нефть, смазочные и растительные масла, смеси кристаллов солей с маточными растворами, каменноугольный шлам, суспензию крахмала, дрожжевую суспензию и т. д.

Центрифуги делят на два основных класса: фильтрующие и осадительные (иногда осадительные центрифуги называют отстойными). Отличительная особенность осадительных центрифуг - наличие барабана со сплошной (неперфорированной) стенкой. Разделение суспензий или эмульсий в этом случае происходит за счет осаждения или всплывания дисперсной фазы.

Фильтрующие центрифуги используются только для разделения суспензий. Они имеют барабаны с перфорированной стенкой, которые изнутри покрыты фильтровальной перегородкой. По величине движущей силы фильтрующие центрифуги превосходят фильтр-прессы в 2-4 раза (разность давлений в них достигает 1-2 МПа). Основное преимущество фильтрующих центрифуг перед фильтрами – эффективная осушка осадка. Так, например, при центрифугировании кристаллов солей влажность осадка обычно не превышает 1-2 %.

Недостатки центрифуг – наличие вращающегося ротора и его опор, повышенный расход энергии на привод и ограниченная поверхность фильтрования или осаждения.

Разделение суспензий и эмульсий под действием центробежной силы осуществляется преимущественно во вращающихся аппаратах, называемых центрифугами.

Центрифуги применяют в промышленности для проведения не только процессов осаждения, но и процессов фильтрования. Центрифуги, применяемые для осаждения, называют осадительными центрифугами, в отличие от фильтрующих центрифуг, применяемых для процессов фильтрования.

Осадительные центрифуги предназначены для глубокого обезвоживания осадков промышленных и коммунальных сточных вод до влажности выгружаемого осадка 65-75% при эффекте задержания сухого вещества 95-99%. Применяются для очистки загрязненных стоков крупных городов и животноводческих комплексов.

Фильтрующие и осадительные центрифуги предназначены для разделения суспензий в широком диапазоне дисперсностей и концентраций твердой фазы. Применяются в химической промышленности для обработки суспензий, содержащих растворимые кристаллы твердой фазы: хлориды калия и натрия, сульфата меди, карбонат аммония и другие. В зависимости от технологического назначения выпускаются центрифуги типов ФГН и ОГН.

Фильтрующие центрифуги (ФГН) предназначены для разделения суспензий, у которых твердая фаза имеет кристаллическую или зернистую структуру с размером зерен 30-150 мкм.

Осадительные центрифуги (ОГН) предназначены для разделения средне- и мелкозернистых (размер зерна 5...40 мкм) труднофильтрующихся суспензий, когда допустимо высокое содержание жидкой фазы в полученном осадке, и когда использование фильтрующих поверхностей невозможно.

Предназначены для непрерывного разделения жидких неоднородных суспензий, содержащих твердую фазу, плотность которой выше плотности жидкой фазы. Благодаря высокой производительности, простоте конструкции, непрерывности технологического процесса, минимальному обслуживанию эти центрифуги применяются в различных технологических процессах химической, нефтеперерабатывающей, фармацевтической, мясомолочной, рыбоперерабатывающей и других отраслях промышленности. Большегрузные центрифуги используются для обезвоживания осадков сточных вод коммунальных и промышленных стоков.