Содержание к диссертации
Введение
1. Аналитический обзор состояния вопроса II
1.1. Нефтепродукты как вид загрязнения водоемов II
1.2. Особенности нефгесодержавдих эмульсий их состав и свойства 13
1.3. Методы очистки сточных вод от эмульгированных нефтепродуктов 16
1.4. Использование дешевых природных и искусственных сорбентов для очистки сточных вод от нефтесодеркащих эмульсий 19
1.5. Полукокс как продукт энерготехнологической переработки бурых углей и сорбпдонный материал для очистки сточных вод 20
1.5.1. Использование полукокса для очистки
сточных вод 21
1.5.2. Перспективы использования полукокса для очистки сточных вод от нефтепродуктов 27
1.6. Классификация методов очистки сточных вод от эмульгированных нефтепродуктов 29
2. Исследование состава и свойств нефтесодержащих эмульсий на примере сточных вод заводсв производства стеклопластиков и стеклшолпкна 32
2.1. Характеристика производства стеклопластиков и стекловолокна 32
2.2. Исследование количественного и качественного состава сточных вод производства стекловолокна 35
2.3. Замасливатели, их состав и свойства .42
2.4. Существующие методы очистки сточных вод производства стекловолокна 48
3. Исследование реагентной очистки сточных вод от эмульгированных нефтепродуктов с использованием полукокса (в лабораторних условиях) 50
3.1. Теоретические предпосылки процесса реагентной очистки 50
3.2. Исследование реагентной очистки от эмульгированных нефтепродуктов в статических условиях 54
3.2.1. Методика определения нефтепродуктов 55
3.2.2. Определение гранулометрического состава полукокса 59
3.2.3. Кинетика адсорбции эмульгированных нефтепродуктов на полукоксе 61
3.2.4. Изотерма адсорбции эмульгированных нефтепродуктов на полукоксе «.*.« 62
3.2.5. Определение оптимальной дозы полукокса при различных начальных концентрациях нефтепродуктов 66
3.2.6. Определение оптимальной дозы коагулянта при различных начальных концентрациях нефтепродуктов б9
3.2.7. Влияние добавок полукокса на процесс коагуляции
3.3. Математическое моделирование процесса очистки сточных вод от парафинового замасливателя реагентным способом с использованием полукокса 79
3.3.1. Постановка задачи . ^
3.3.2. Расчет первой области исследования . SI
3.3.3. Расчет второй области исследования 8"
3.3.4. Расчет третьей области исследования 92
3.3.5. Обсуждение уравнений регрессии. Интерпретация принятых решений 96
4. Исследование реагшгной очистки сточных вод от эвдбгирсваешх мтшродуктов с использованием полукокса в динамйтажих условиях . 105
4.1. Выбор метода очистки сточных вод от эмульги рованных нефтепродуктов с использованием полукокса 105
4.2. Адсорбер -классификатор и основные параметры, определяющие его работу. 106
4.2.1. Характеристическая скорость 09
4.2.2. Задержка дисперсной фазы П2
4.2.3. Структура потока и время пребывания воды в колонне
4.2.4. Моделирование колонных аппаратов 115
4.3. Осветлитель со взвешенным слоем осадка и его основные физические параметры
4.4. Лабораторная модель адсорбента-осветлителя цд
4.5. Определение основных физических свойств контактной среды KI
4.5.1. Определение давления слоя осадка 124
4.5.2. Определение объемной концентрации взвеси 126
4.5.3. Определение плотности неуплотненной хлопьевой взвеси
4.5.4. Определение степени структурно-механической гидротации взвеси
4.5.5. Определение скорости осаждения я эквивалентного диаметра частиц взвеси -^
4.5.6. Определение молекулярного взаимодействия частиц взвеси 129
4.6. Исследование очистки сточных вод от эмульгированных нефтепродуктов на лабораторной модели адсорбера-осветлителя 135
4.7. Исследование очястеых сточных вод от эмульгированиях нефтепродуктов в оннтно-промншленных условиях 140
4.8. Влияние контактной среды на эффективность очистки вода . 151
4.9. Методика расчета адсорбера-осветлителя 164
4.Ю. Пример расчета адсорбера-осветлителя для локальной очистки сточных вод от эмульги рованных нефтепродуктов в цехе производства стекловолокна 167
4.10.1. Расчет адсорбера-классификатора 168
4.10.2. Расчет осветлителя со взвешенным слоем осадка 171
4.Ї0.3. Определение основных габаритных раз
меров адсорбера-осветлителя -^
Рекомендации по локальной очистке сточных вод цеха.производства стжлсволош. от эмульгированных
5.Х. Схема локальной очистки сточных вод цеха производства стекловолокна с использованием ад сорбера-осветлителя ^7
5.1.1. Предварительная механическая очистка стока и его усреднение 176
5.1.2. Физико-химическая очистка в адсорбере-оо-ветлителе 178
5.1.3. Утилизация извлекаемых отходов 178
5.2. Существующая схема очистки
5.3. Технико-экономическое сравнение вариантов. Основные технико-экономические показатели локальной очистки сточных вод от эмульгированных нефтепродуктов 179
5.3.1. Расчет калитальных затрат по вариантам 181
5. 3.2. Расчет эксплуатапионншс затрат по вариантам .181
5.3.3. Определение годовой экономической эффективности . 187
5.3.4. Внедрение результатов исследований 188
Основные выводы 189
Список
- Использование дешевых природных и искусственных сорбентов для очистки сточных вод от нефтесодеркащих эмульсий
- Исследование количественного и качественного состава сточных вод производства стекловолокна
- Исследование реагентной очистки от эмульгированных нефтепродуктов в статических условиях
- Адсорбер -классификатор и основные параметры, определяющие его работу.
Введение к работе
В "Основных направлениях" экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы.и на период до 1990 года" указывается на проведение мероприятий по комплексному и рациональному использованию топливно-энергетических ресурсовfI] •
На ноябрьском (1982 года) Пленуме ЦК КПСС, указывалось, что важно по хозяйски использовать уголь, природный: газ, нефть, нефтепродукты, тепловую и электрическую энергию. Это требует определенной перестройки во всех отраслях и прежде всего широкое внедрение энергосберегающей техники и технологии.
Одним из важных аспектов решения этих задал является использование некоторых видов твердого топлива для извлечения нефтепродуктов из сточных вод, последующим их совместным использованием для выработки тепловой энергии.
Такой подход позволяет успешно выполнять постановление Президиума Верховного Совета СССР "О мерах по дальнейшему улучшению охраны природы и рациональному использованию природных ресурсов", которое предусматривает необходимость исключения вредного воздействия на окружающую среду, при одновременной утилизации ценных веществ, отходов производства.
Представленная работа выполнена в рамках решения научно-технической проблемы ОД. 008 по постановлению ГК СССР по Н и Т Госплана СССР и АН СССР от 12 ноября 1980 г. и относится к разделу этой проблемы: 05.01.02 Т2а - "Разработка споообов комплексного использования твердых продуктов энерготехнологической переработки Канско-Ачинского угля в энергетике и других отраслях народного хозяйства".
Целью диссертационной работы явилось использование буро-угольного полукокса для интенсификации реагентной очистки сточных вод от эмульгированных нефтепродуктов и утилизация извлекаемых отходов. В соответствии с этим были поставлены следующие задачи:
- разработка основных принципов использования полукокса для очистки нефтесодержащих сточных вод;
- экспериментальное определение эффективности добавки полукокса при реагентной очистке сточных вод от эмульгированных нефтепродуктов;
- разработка способа использования полукокса при реагентной очистке сточных вод;
- проведение опытно-промышленных испытаний разработанного метопа очистки;
- разработка схемы очистки и рекомендации для промышленного внедрения предложенной схемы очистки.
Научная новизна работы: в результате проведенных исследований:
- доказана рациональность использования полукокса для очистки высококонцентрированных нефтесодержащих сточных вод;
- экспериментально определена эффективность добавок полукокса при реагентной очистке сточных вод от высококонцентрированных эмульгированных нефтепродуктов;
- разработан способ использования неоднородного по фракционному составу сорбционного материала при реагентной очистке сточных вод;
- предложен метод расчета адсорбера-осветлителя.
доваляй разработаны:
- технологическая схема локальной очистки сточных вод производства стекловолокна от эмульгированных нефтепродуктов реагентным методом с использованием полукокса;
- разработана конструкция адсорбера-осветлителя;
- разработаны рекомендации по внедрению реагентной очистки с использованием полукокса сточных вод производства стекловолокна от эмульгированных нефтепродуктов в адсорбере-осветлителе.
Внедрение результатов. На заводе Стеклопластиков и стекловолокна г.Калинина проведены исследования на опытно-промышленной установке по локальной очистке сточных вод цеха производства стекловолокна производительностью 2,5 в /оут По результатам проведенных исследований разработаны рекомендации .-принятые к рассмотрению проектным институтом "Гидро-пласт", для использования в проектах по комплексной утилизации отходов заводов стеклопластиков и стекловолокна.
Объем работы, диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов и рекомендаций, списка литературы (165 наименований) , приложений. Она содержит 145 стр. текстового материала, 46 стр.иллюстраций и таблиц, 16 стр.списка использованной литературы, 16 стр.приложений.
ffa зжту выносятся:
- результаты лабораторных исследований очистки сточных вод в статических условиях от эмульгированных нефтепродуктов реагентным методом с использованием полукокса;
- результаты лабораторных и опытно-промышленных испытаний установки по локальной очистке сточных вод цеха производства стекловолокна;
- схема локальной очистки сточных вод от эмульгированных нефтепродуктов с использованием адсорбера-осветлителя;
- технико-экономические показатели предложенной схемы очистки.
Диссертация разработана на кафедре канализации МИСИ имени В.В.Куйбышева.
Использование дешевых природных и искусственных сорбентов для очистки сточных вод от нефтесодеркащих эмульсий
Энерготехшплогическая переработка предусматривает термическое разложение твердого топлива с целью выделения комплекса твердых, жидких и газообразных продуктов, имеющих широкое применение в энергетике, металлургии и химической промышленности [І08-ІП] .
Перспективным методом энерготехнологической переработки является высокоскоростной пиролиз (при температуре 500-600С) бурых углей. Этот метод разработан в Государственном научно-исследовательском энергетическом институте- СЭНИН им.Г.М.Кржи-жановокого) [iisj .
Метод предназначен для переработки бурых углей Канско-Ачинского бассейна. Запасы этих углей, пригодных для открытой разработки, составляют 1Ъ% всех союзных запасов углей (бурых и каменных), а себестоимость добычи самая низкая в СССР.
В настоящее время функционируют три опытно-промышленные установки энерготехнологичеокои переработки бурых углей. Гото вится к пуску первый промышленный агрегат ЭТХ-175 производительностью 400 тыо.тонн полукокса в год.
В результате высокоскоростного пиролиза бурого угля образуется ряд твердых, жидких и газообразных продуктов. Основным по массе продуктом является твердая фаза - полукокс или коксик.
Полукокс может найти широкое применение в энергетике в качестве обогащенного твердого топлива; в металлургии в качестве заменителя кокса, а также в других отраслях промышленности - как дешевый заменитель (3,5 руб/т) углеродеодержащих материалов.
Пористая структура, гидрофобность и относительно низкая зольность позволили расценивать полукокс как перспективный материал для извлечения из сточных вод фенолов и нефтепродуктов.
Так, [ІІЗ] рассматривали возможность использования полукокса для очистки сточных вод коксохимического предприятия с последующим использованием отработанного вещества в качестве компонента шихты для коксования.
Изучался полукокс, полученный из бурого угля Канско-Ачинского бассейна на опытно-промышленной установке термоконтактного коксования. Исследования проводились со сточными водами коксохимического производства после флотационной очистки от масел. Адсорбционную емкость полукокса определяли в динамических условиях на лабораторной установке с неподвижным слоем адсорбента массой 300 г. Опыты проводились при температуре 20-25С и 50-65С с использованием фракций полукокса от 0,25 до 0,5 мм. Выявлены влияние рН среды, температуры и дополнительная активация сорбентов. Понижение рН до 6 повышает адсорб ционную емкость полукокса на 15-20$. При температуре 50-65С \ емкость полукокса повышается в два раза. Активация азотом или водяным паром позволяет повысить адсорбционную емкость полукокса на порядок.
По материалам сообщения использование полукокса для очистки сточных вод коксохимического производства с общим стоком возможно при следующих условиях: 1. Доля участия полукокса в шихте 2 %. 2. Объем слоя сорбента 95 м3. 3. Линейная скорость через неподвижный слой адсорбента ОД м/ч. 4. Условное время контакта 0,97 ч. 5. Расчетная емкость полукокса в расчете на ХПК при данной линейной скорости фильтрования 1,45 % (по массе). 6. Расход адсорбента 5,5 т/ч.
В [lI4] рассматривается возможность использования полукокса в схеме очистки сточных вод ТЭЦ вместо активированных углей.
Сравнивались полукокс ирша-бородинского бурого угля зольностью 16,3 % и активированный уголь ДАТ. В качестве загрязнителя использовались мазут 100 и турбинное масло.
В лабораторных условиях искусственно приготовленную водо-нефтяную эмульсию пропускали через неподвижный слой полукокса и активированного угля, .фшметр фильтров составлял 25 мм, высота загрузки - 350 мм. Расход воды в каждом опыте составлял 10 л, температура воды 19-82С, концентрация нефтепродуктов 0,26-19,5 мг/л, скорость фильтрования 18-20 м/ч.
Исследование количественного и качественного состава сточных вод производства стекловолокна
В основном большая часть загрязнений сточных вод заводов стеклопластиков и стекловолокна получается в процессе производства стекловолокна. Поэтому основное внимание в приведенных ниже исследованиях уделялось изучению стокообразования при этом производстве .
Исследования количественного и качественного состава стоков производства стекловолокна включали в себя два этапа: 1) статистический анализ по техническим отчетам и журналам учета качества сточных вод; 2) натурные исследования состава сточных вод завода.
При статистическом исследовании брались данные по нескольким заводам отрасли, имеющим одинаковую технологию производства стекловолокна и примерно одинаковую выработку того вида продукции.
Изучение технических отчетов показало, что среднесуточный расход сточных вод от цехов производства стекловолокна составляет 120-200 м3/сут. При максимальном часовом расходе сточных вод от 18-20 м3/час коэффициент часовой неравномерности поступления сточных вод составлял 3-5.
Анализ данных журналов качества сточных вод общезаводского стока ж стока цеха производства стекловолокна производился за период с 1978 по 1982 годы на Калининском заводе стеклопластиков и стекловолокна. Эти данные приведены в приложении I табл.2Л. В табл.2,2 приведены среднегодовые показатели качества сточных вод общезаводского стока и стока цеха производства стекловолокна, а на рис.2.1, 2.2, 2.3, 2.4 приведено графическое изображение колебания концентрации нефтепродуктов заводского и цехового стоков.
Достаточно низкая концентрация нефтепродуктов в 1978-79 годах объясняется сильным разбавлением сточных вод за счет сброса условно чистых вод оборотного водоснабжения в систему канализаций. После закальцовывания системы оборотного водоснабжения концентрация нефтепродуктов в сточных водах резко возросла. Если учесть, что сточные воды должны подаваться на дальнейшую обработку (биологическую), то допустимая концентрация нефтепродуктов должна составлять 25 мг/л [іб] _ , следовательно, концентрация нефтепродуктов в заводском стоке превышает допустимую в 5-7 раз.
Кратность разбавления цехового стока в общезаводском стоке составила 5-6, что показывает на высокую разбавляющую способность заводского стока. Можно предположить, что при снижении концентрации нефтепродуктов в стоке цеха производства стекловолокна до 100-150 мг/л можно достигнуть предельно допустимой концентрации в общезаводском стоке за счет разбавления.
По результатам статистических исследований были построены графики колебания концентраций нефтепродуктов в общезаводском и цеховом стоках в течение года рис.2.5. Представленные графики показывают высокую степень неравномерности качества воды, поступающей из цеха производства стекловолокна в общезаводской сток. При этом колебания концентрации нефтепродуктов осуществляются в широких пределах от 150 до 2000 мг/л. Анализ многолетних наблюдений показывает, что в основном пики концентраций приходятся на весенние и осенние месяцы. Это,возможно, обусловлено более интенсивными промывками систем подготовки и подачи замасливателя.
Дяя исследования колебаний концентраций нефтепродуктов по часам суток были проведены натурные исследования на Калининском заводе стеклопластиков и стекловолокна. Результаты исследований сведены в табл.2.3 приложения I. По полученным результатам построены графики колебания концентрации нефтепродуктов по часам суток в общезаводском и цеховом стоках (рис.2.6.). Графики показывают ярковыраженную цикличность колебания концентрации нефтепродуктов в сточных водах цеха производства стекловолокна. Цикл колебания концентрации составил Г сут. На графике видно резкое повышение концентрации нефтепродуктов в середине 2-й смены до 2500 мг/л и постепенное снижение концентрация к концу 3-й смены до 600-700 мг/л. Такое колебание качества сточных вод вызвано графиком промывок агрегатов ж систем подачи замасливателя. Как . показано на графике, среднесуточная концентрация нефтепродуктов в общезаводском стоке составила 300 мг/л, а в цеховом стоке-- 1500 мг/л, при этом кратность разбавления цехового стока в общезаводском по концентрации составила примерно 5.
Исследование реагентной очистки от эмульгированных нефтепродуктов в статических условиях
Согласно определению, данному Комиссией по унификации методов анализа природных и сточных вод при ГЕСНТ Совета Министров СССР, за "нефтепродукты" при анализе вод следует принимать сумму неполярных и малополярных соединений, растворимых в гексане, то есть по существу сумму углеводородов (алифатических, алипиклических и ароматических) [142].
В зависимости от требуемой точности анализа применяются различные методы определения "нефтепродуктов". Используемые в настоящее время методы в большинстве своем основаны на -предварительном извлечении "нефтепродуктов" из сточной воды путем экстракции каким-либо растворителем. Применение методов анализа, в которых за "нефтепродукты" принимаются суммарные соединения всех органических веществ, извлекаемых каким-бы то ни было растворителем, недопустимо [Ї42] .
В качестве растворителей используются: серный (диэтиловый) эфир, хлороформ, четыреххлористый углерод, петролельныи эфир, н-гексан и др.
В качестве арбитражного используют гравиметрический метод, который используют в случае возникновения споров из-за расхождения между результатами анализов в различных лабораториях.
Для определения содержания нефтепродуктов при очистке стоков от парафиновой эмульсии использовался люминисцентно-хроматог-рафическии метод, основанный на разделении нефтепродуктов с использованием жидкостной хроматографии с люминисцентным определением концентрации их в каждой фракции. Применяется этот способ при содержании нефтепродуктов 0,15 мг/ли менее Ї43] .
Методика проведения анализа заключается в следующем:
Из 100-1000 мл воды (не менее 0,02 мг нефтепродуктов в пробе) нефтепродукты экстрагируют хлороформ, а затем гексаном. Экстракт обезвоживают прокаленным сульфатом натрия (3-5 г) в колбе с притертой пробкой и пропускают через хроматографическую колонку (для хроматографической колонны 6 г оксида алюминия марки " Jt Oj для хроматографии" смачивают 2-3 мл химически чистого гексана, перемешивают слой до получения однородной массы и переносят в колонну; слой адсорбента - 3-5 см при диаметре колонки 1,4 см) со скоростью 5 мл в 10 мин. Поверхность адсорбента в колонне как при фильтровании, так и при элюировании должна быть покрыта слоем растворителя. Из фильтрата, куда переходят все нефтепродукты, отбирают по 10 мл в пробирки с притертыми пробками ж измеряют по мере фильтрования люминисценцию каждой пробы с помощью флуориметра ЗФ-ЗМ.
Одним из недостатков принятого способа анализа нефтепродуктов является необходимость использования стандартного раствора для определения "цены деления" флуориметра. Поэтому основное внимание при отработке методики анализа уделялось приготовлению стандартного раствора. При этом для экстракции использовались различные виды растворителей: четыреххлористый углерод, гексан, хлороформ. Из одинаковых проб замасливателя производили экстракцию загрязнения соответствующим растворителем, экстракт прогоняли через хроматографическую колонку, затем производили отгонку растворителя.
Количество экстракта определяли гравиметрическим способом с помощью аналитических весов, В таблице 3.1 представлены результаты гравиметрических испытании.
масливателе вещества. Хлороформ экстрагирует большую гамму веществ, входящих в состав замасливателя, но не относящихся к истинным "нефтепродуктам". Однако, соотношение между хлороформраст-воримыми и гексанрастворимыми неполярными соединениями есть величина приблизительно постоянная для данного вида замасливателя и равна, в среднем - 0,65.
Для снижения трудоемкости анализа, а также для уменьшения вероятности случайных ошибок при дополнительных операциях, считаем возможным использовать в качестве основного экстрагента хлороформ без перехода на гексан, при этом при окончательном определении количественного содержания "нефтепродуктов" учитываем поправочный коэффициент 0,65 соотношения между хлороформ- и гексанграстворимыми соединениями.
Так как при определении люминисценции растворенных веществ в качестве растворителя использовали хлороформ, была определена чувствительность флуориметра ЗФ-ЗМ при данном растворителе .-Максимальная чувствительность к люминисценции растворов наблюдалась при первичных и вторичных светофильтрах с А =400-500нм.
Адсорбер -классификатор и основные параметры, определяющие его работу.
Первым элементом предложенного метода является адсорбционная колонна с противоточным движением сорбента, которая одновременно будет выполнять роль гидравлического классификатора для разделения неоднородного по фракционному составу материала (полукокса).
Колонные реакторы любого назначения представляют собой реакторы вытеснения, характерной особенностью которых в идеальном случае является регулярность потока по всей длине и равенство скоростей всех элементов жидкости.
В гетерогенной системе важнейшим параметром от которого зависит работа аппарата, является размер частиц cti/. Этот параметр определяет характеристическую скорость движения дисперсной фазы Оо . Функцией Wo и соотношения потоков л является: задержка дисперсной фазы -0. , т.е. доля занимаемого ею объема, время ее пребывания в аппарате Т , поверхность массообмена S ж предельная производительность колонны Wc .
Понятие о характеристической скорости «?, т.е. скорости движения дисперсной фазы в неподвижной сплошной среде, относится к скорости свободного движения одиночной частицы. В действительности в аппарате эти частицы движутся группами, при этом если они достаточно удалены одна от другой вследствие возникающих в сплошной фазе возмущений, скорость G)i будет отличаться от Фо , и чем большую объемную долю дисперсная фаза занимает в аппарате, тем больше эта разница.
В противоточных колонных удельная производительность всегда должна быть меньше Oot так как для дисперсной фазы она является предельной скоростью, а если оплошная фаза движется со скоростью Wc (производительность,отнесенная к сечению колонны) близкой к Qo , то одна из фаз остановится или будет уноситься вместе со сплошной и колонна "захлебнется". Это выражается уравнением: СОл = (й)о - Wc) Y (4.1) где f - коэффициент, учитывающий стесненность осаждения и уменьшение сечения за счет насадки (при использовании насадки типа КРЙМЗ =0,45).
Скорость осаждения частиц зависит от целого ряда факторов: размера частицы, ее формы и плотности, а также вязкости и плотности среда. Она находится из условия равенства сил, действующих -на частицу,помещенную в жидкость: силы тяжести и силы сопротивления среды.
Для частицимегаіпи пористую структуру, заполненную водой, рекомендуется [Ї53) рассчитывать скорость осаждения частиц по формуле: dp \4.2) где Re - критерий Рейнольса С ft = f ( /jr) ); р - плотность воды; d - диаметр частицы; yW - динамическая вязкость. При этом по рекомендациям М.Н.Тимошенко и И.Г.Рода [l53] критерий Архимеда для пористых тел заполненных водой следует находить по формуле: где eft - эффективный диаметр частиц; pi - плотность твердой фазы; pi - пористость зерна частицы. Измерение скорости осаждения частиц полукокса различной дисперсности проводили в стеклянном цилиндре диаметром 80 мм и высотой 1000 мм заполненной водопроводной водой при 20С. Перед началом опыта зерна полукокса, разделенные на узкие фракции, пропитывали водой при кипячении в течение 15-20 мин для удаления воздуха из пор сорбента.
Отчет времени осаждения начинали после того, как скорость движения частицы становилась постоянной (200 мм от поверхности воды). Скорость равномерного движения находили как частное от деления пути h . пройденного осаждающейся частицей, на время осаждения X : &о = h/t . Серия опытов для каждой из исследуемых фракций полукокса не менее 5 измерений. Скорость свободного осаждения частиц tJ# каздой фракции полукокса находили как среднеарифметическую величину из серии проведенных измерений. Результаты измерений представлены в таблице 4.1. Плотность частиц полукокса, найденная пикнометрическим способом, составила - 1,86 г/см3.
Так как функция предложенного аппарата двоякая, (классификация материала и создание оптимальных условий массообмена)і то при расчете колонны необходимо учитывать оптимальное соблюдение обоих условий. Разделение материала на фракции в верхней части колонны будет происходить в том случае«если удельная производительность колонны Ус будет примерно равна скорости осаждения частиц эквивалентного диаметра (т.е. 0,25 мм по гл.З). При этом будет создаваться режим так называемого "захлебывания" колонны, когда фракции диаметром менее 0,25 мм будут вымываться вместе с потоком сплошной фазы, а частицы диаметром более 0,25 мм будут двигаться навстречу потоку. При этом возможна остановка частиц сорбционного материала размером 0,25 мм, но за счет процесса ад гезии (при значительных концентрациях эмульгированных нефтепро дуктов) возможно увеличение гидравлической крупности частиц сорб ционного материала или возможен процесс уменьшения гидравлической . крупности за счет истирания частиц. В том или другом случае час тицы сорбента диаметром 0,25 мм могут присоединяться к противо точной или прямоточной фазе движения сорбционного материала. Учитывая высказанные предположения,мы должны принять: Wc= O (4.4) где 0)od )_ скорость осаждения частиц эквивалентного диаметра; В случае использования полукокса производительность колонны составит: Wc = 14,9 0,45 = 6,7 ми Лс ММ2) или 24,1 иГ /Іч-и?) Учитывая увеличение гидравлической крупности частиц полукокса за счет адгезии на их поверхности эмульгированных нефтепродуктов, можно получить скорость движения дисперсной фазы U)A= (15Д-6,7) 0,45 = 8,4 мм/с Эта скорость будет соответствовать скорости осаждения полукокса в межтарельчатом пространстве.
