Аналіз електрофлотаторів

Розрахункова робота №3

Тема роботи: Аналіз електрофлотаторів

Загальні відомості

В процесі електролізу на електродах утворюються бульбашки повітря, а при застосуванні залізних або алюмінієвих електродів – пластівців коагуляції. Далі очищення іде в двох напрямках: бульбашки з прилиплими частинками забруднень спливають уверх, утворюючи на поверхні споруди піну; друга частина домішок разом із бульбашками приєднується до пластівців і потрапляють в осад на дно споруди.

Розрахунок установки зводиться до визначення загального об’єму електрофлотатора W, який складається з об’єму електродного відділення We і об’єму камери флотації Wф тобто

W=We+Wф

Рис.3. Горизонтальний електрофлотатор: 1 – подача стічної води;5 – піно збірник; 2 – решітка-заспокоювач;6 – відвід очищеної води; 3 – електродна система;7 – відвід пінного шламу; 4 – скребачка;8 – випуск осаду

Об’єм електродного відділення визначається з можливості розміщення в ньому електродної системи. Так, при розрахунках горизонтальної установки (рис.3) ширина секції А приймається в залежності від витрати стічної води Q. Якщо Q<90м3/год, то А=2 м, якщо Q=90…180м3/год, то А=2,5…3м.

Вихідні дані:

Q=130 м3/год

h1=1,6 м

tф=0,4 год

Розв'язок

1. Число пластин електродів, що розміщують в установці, знаходять за формулою:

де а1 =100 мм – величина зазору між крайніми пластинами і стінками камери;

а2 =15...20 мм – величина зазору між пластинами;

δ = 6... 10 мм - товщина пластин.

2. Площа, потрібна для розміщення пластин електродів fе становить

fe=

де fae - активна поверхня електродів , м2;

fae=

(м2)

де E- питома кількість електрики, А·год/м2; E=500 А·год/м2

Q- витрата стічних вод , м3/год;

i - щільність струму на електродах, А/м2 . i=100 А/м2

При обробці стічних вод нафтозаводів, целюлозно-паперових комбінатів, шкіряних заводів, м'ясокомбінатів величина Е коливається в межах 100...600 А·год/м2, і=50...200 А/м2; напруга постійного струму 5...30 В.

3. Висота пластин hе приймається рівною 1... 1,5 м.

hе=1,5 м

4. Довжину пластини 1е визначають так

le=

(м)

5. Довжина електродної камери Lе становить

Le=le+2a1Le=5,63+2·0,1=5,83

6. Об'єм електродної камери становить

We=A·He·Le

де Не - робоча висота електродної камери, м:

Не=h1+h2+hз,

He=1,6+0,5+0,4=2,5 (м)

де h1 – висота просвітленого шару;

h2 – висота захисного шару, 0,3...0,5 м;

h3 – шар шламу , 0,4...0,5 м.

We=2,5·2,5·5,83=36,44 (м3)

7. Об'єм флотаційної камери становить

Wф=Q·tф

Wф=130·0,4=52

де tф – тривалість флотації.

8. Витрата металу електродів me знаходимо за формулою:

me=Kе·Є·Е, г,

me=0,8·0,7·500=280 (г)

де Ке – коефіцієнт виходу струму; (0,5…0,95)

Є – електрохімічний еквівалент, г/А·год (для Fe2+, Fe3+, Al3+ відповідно дорівнюють 1,040; 0,7 та 0,34).

9. Строк служби електродної системи Т визначають за формулою:

, доб.,

Т=

(діб)

де М – кількість металу електродів, яка розпиляється при електролізі, кг:

M=γ·Kв·fe·δ·n

М=3000·0,8·8,78·0,01·74=15593,28

де γ — густина металу електродів, кг/м3; (для Fe=3000, Al=2000)

Кв=0,8...0,9 – коефіцієнт використання матеріалу електродів.