Какие направления развития Росийской науки Вы считаете наиболее перспективными

Расчет энергоемкости аэрирования флотационной среды

 

При осуществлении флотационной водоочистки одной из основных технологических операций является аэрация (газонасыщение) флотационной среды. Технология ее проведения определяет дисперсность генерируемых пузырьков и эффективность захвата ими частиц загрязнений, газонасыщение j флотационной среды, и, следовательно, величину q – удельной скорости барботажа, т.е. в целом, интенсивность (скорость проведения) флотационной обработки очищаемой жидкости.

В настоящее время оценка и минимизация энергоемкости технологических процессов при соблюдении их качественных показателей являются одной из важнейших задач любого производства.

В качестве критерия, характеризующего энергоемкость процессов аэрации при флотационной водоочистке, наиболее целесообразно принять удельный расход энергии, обеспечивающей требуемую степень очистки h данной жидкости, т.е. снижение в ней концентрации загрязняющих веществ с Сн до Ск.

Как правило, конечная концентрация загрязняющих веществ нормируется (так называемые, нормы предельно допустимых концентраций ПДК), т.е. Ск = Спдк. При этом требуемая степень очистки определяется величиной начальной концентрации Сн загрязняющих веществ

Предлагаемый подход дает возможность технико-экономического сравнения вариантов очистки путем определения удельных энергозатрат (Дж/м3 очищаемой жидкости), обеспечивающих достижение норм ПДК для данной жидкости с учетом исходного содержания загрязняющих веществ в ней.

При проведении расчетов в качестве исходных данных принимаем расход очищаемой жидкости (Qж), ее физические свойства: плотность (rж), вязкость (mж), поверхностное натяжение (sж), а также начальную (Сн) и конечную (Ск) концентрации извлекаемых частиц загрязнений, их плотность (rч) и дисперсность (dч). Полагаем, что свойства очищаемой жидкости и извлекаемых частиц не изменяются в процессе флотационного разделения, поверхность частиц плохо смачиваема по отношению к поверхности пузырька, сами частицы достаточно высокодисперсны (от единиц до десятков мкм), а их концентрация относительно невелика (до единиц граммов на 1 м3 очищаемой жидкости). Указанные дисперсность и концентрации частиц загрязнений наиболее характерны для применения технологии флотационной водоочистки. С учетом вышеуказанного оценим энергоемкость аэрации флотационной среды.

В качестве исходной величины задается количество подаваемого во флотатор воздуха – Qг.

Мощность, расходуемая на аэрирование, составит /1/

, (1)

где hн, рн – к.п.д. и избыточное давление, развиваемые нагнетателем (воздуходувной машиной).

Удельный расход энергии А, необходимой для аэрации, есть отношение затрачиваемой мощности N к единичному расходу обрабатываемой жидкости Qж. Тогда из (1) имеем

, (2).

Отношение расходов Qг/Qж выразим через газосодержание j флотационной системы

, (3).

1 2