Tiểu luận Phân riêng hệ chất lỏng không đồng nhất và khuấy trộn chất lỏng

ông khí. - Cấu tạo gồm một khung hình trống có quấn lưới thép quay quanh trục với tốc độ 1 ÷ 2 vòng/phút. Tốc độ quay của bộ lọc khá thấp nhờ hộp giảm tốc và có thể điều chính tùy thuộc vào lượng bụi thực tế. Khi quay càng chậm, lượng bụi bám trên bề mặt tang trống càng nhiều, hiệu quả lọc bụi cao nhưng trở lực của thiết bị rất lớn. - Nguyên lý làm việc: không khí được đưa vào từ phía dưới và xả lên bề mặt ngoài của trống. Không khí đi vào bên trong tang trống, bụi được giữ lại trên bề mặt trống và không khí sạch đi ra hai đầu theo các khe hở. Để tách bụi trên bề mặt trống, người ta sử dụng cơ cấu tách bụi, cơ cấu có tác Trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh Tiểu Luận : Các quá Trình Và thiết bị Cơ Học 12 dụng bóc lớp bụi ra khỏi bề mặt và rơi xuống ống vê tủi gom bụi. Ngoài ra người ta còn có thể sử dụng hệ thống ống hút bụi có miệng hút tỳ lên bề mặt tang trống và hút sạch bụi đưa ra ngoài. Trong trường hợp trong không khí đầu ra còn lẫn nhiều bụi mịn thì có thể kết hợp với bộ lọc kiểu tủi vải đặt phía sau để lọc tinh. Không khí ra thiết bị có hàm lượng thấp cỡ 0,5 mg/m3, nhưng trở lực khác lớn, có thể lên đến 1000Pa, phị tải có thể tới 7000 ÷ 8000 m3/h cho mỗi bộ lọc. 1.6 Thiết bị lọc dạng tháp Có nhiều kiểu thiết bị lọc bụi làm bằng vật liệu rỗng, nhưng hiệu quả hơn hắn là thiết bị kết hợp tưới nước. - Cấu tạo: có hai lớp vật liệu rỗng bằng nhựa. Không khí đi từ dưới lên, nước được phun từ trên xuống. Các vòi phun nước đặt ngay phía dưới lớp vật liệu rỗng phía trên. Lớp vật liệu dưới có tác dụng lọc bui, lớp trên ngoài tác dụng lọc bụi, ngoài ra còn có nhiệm vụ quan trọng là ngăn cản các giọt nước bị cuốn theo không khí. Trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh Tiểu Luận : Các quá Trình Và thiết bị Cơ Học 13 - Thiết bị lọc bụi theo kiểu vật liệu rỗng có khá năng khứ mùi rất tốt, đặc biệt khử mùi và chất độc hại trong không khí thả công nghiệp. Các thông số kỹ thuật của bộ lọc bụi bằng vật rỗng như sau: - Vận tốc không khí qua thiết diện ngang thiết bị: v = 1,8 ÷ 2 m/s. - Kích thước hạt bụi có thể lọc 2 Lọc huyền phù Cho huyền phù vào một bên vách ngăn rồi tạo ra trên bề mặt lớp huyền phù áp suất P1. Dưới tác dụng của áp suất, pha liên tục xuyên qua các mao dẫn trên vách ngăn chảy qua phía bên kia gọi là nước lọc, còn pha phân tán bị giữ lại ở trên goi là bã lọc. Trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh Tiểu Luận : Các quá Trình Và thiết bị Cơ Học 14 Chênh lêch áp suất giữa hai bên lọc ΔP = P1 – P2 ƒ Tăng P1 bằng cách dung chiều cao cột áp thủy tinh, dùng bơm hay máy nén để đưa huyền phù vào. Dùng phương pháp này gọi là lọc áp lực. ƒ Giảm P2 bằng cách dùng bơm chân không để hút không khí trong thiết bị. Dùng phương này gọi là lọc chân không. 2.1 Phương trình lọc 2.1.1 Tốc độ lọc và các yếu tố ảnh hướng đến thời gian lọc. Lượng nước thu được trên một đơn vị diện tích bề mặt vách ngăn lọc trên một dơn vị thời gian gọi là tốc độ lọc. Quá trình lọc huyền phù phụ thuộc vào các yếu tố sau: Tính chất huyền phù: độ nhớt, kích thước và hình dạng pha phân tán; động lực quá trình lọc; trở lực bã và vách ngăn; diện tích bề mặt vách lọc. Theo DAKSI, tốc độ lọc có thể biểu diễn dưới dạng phương trình sau: Khi nghiên cứu quá trình lọc, để đơn giản người ta chỉ tiến hành ở hai chế độ là lọc với áp suất không đổi và lọc với tốc độ lọc không đổi. Trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh Tiểu Luận : Các quá Trình Và thiết bị Cơ Học 15 2.1.2 Lọc với áp suất không đổi, ΔP = const Gọi q = V/F – lượng nước lọc riêng: là lượng nước lọc thu được trên 1m2 bề mặt vách lọc, m3/m2 2.1.3 Lọc với tốc độ lọc không đổi Do tốc độ lọc là không đổi nên sự biến thiên thể tích nước lọc trong một đơn vị thời gian là hằng số. 2.2 Thiết bị lọc huyền phù 2.2.1 Thiết bị lọc khung bản Đây là loại thiết bị lọc áp lực làm việc gián đoạn nghĩa là nhập liệu vào liên tục, nước lọc lấy ra liên tục nhưng bá được tháo ra theo chu kỳ. Thiết bị lọc khung bản có cấu tạo chủ yếu là khung và bản. Khung giữ vai trò chứa bã lọc và là nơi nhập huyền phù vào. Bản tạo ra bề mặt lọc với các rãnh dẫn nước lọc. Khung và bản thường được chế tạo có dạng hình vuông và phải có sự bịt kín tốt khi ghép khung và bản. Trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh Tiểu Luận : Các quá Trình Và thiết bị Cơ Học 16 Khung và bản được xếp liên tiếp nhau trên giá đỡ. Giữa khung và bản là vách lọc ngăn. Ép chặt khung và bản nhờ cơ cấu đai vít xoắn nhờ tay quay. Lỗ dần huyền phù nhập liệu của khung và bản được nối liền tạo thành ống dẫn nhô ra để ghép với hệ thống cấp liệu. Nước lọc chảy qua từ bản qua hệ thống đường ống và lấy ra ngoài. Bã được giữ lại trên bề mặt vách ngăn lọc và được chứa trong khung. Khi bã trong khung đầy thì dừng quá trình lọc để tiến hành rữa và tháo bã. Trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh Tiểu Luận : Các quá Trình Và thiết bị Cơ Học 17 2.2.2 Thiết bị lọc thùng quay Lọc chân không thùng quay là thiết bị làm việc liên tục với động lực quá trình được tạo ra bằng bơm chân không. Thùng quay được đặt trong bể chứa huyền phù với độ nhúng sâu cố định theo mực chất lỏng không đổi. Thường người ta chia ra 6 khu vực theo chu kì của thùng. Thùng quay dạng trụ, trên than đục lỗ, bên ngoài phủ vách ngăn lọc. Bên trong phân ra 12 ngăn riêng biệt, mỗi ngăn có đường ống nối với trục rỗng Trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh Tiểu Luận : Các quá Trình Và thiết bị Cơ Học 18 tại tâm thùng quay. Hệ thống đường ống cùng với trục rỗng tạo thành đường hút chân không và dẫn nước lọc. Khu vực làm ráo bã có hỗ trợ cơ cấu băng tải ép bớt nước lọc và nước rữa. Tháo cặn bằng nhiều cách: bằng cách dao cạo, con lăn, băng tải hoặc kết hợp các loại trên. 2.2.3 Lọc ly tâm Máy lọc ly tâm dùng để phân riêng huyền phù có kích thước pha rắn tương đối lớn. Trên thành roto của máy ly tâm học khoan nhiều lỗ hoặc bằng lưới. Đường kính lỗ trên thành roto thường trong dưới hạn 3 – 8 mm. Bên trong thành roto có lưới có kích thước nhỏ để lọc được hạt các huyền phù. Nếu đường kính các hạt rắn 1 – 2 mm, thì vách ngăn làm bằng thép tấm mỏng và được khoan các lỗ nhỏ có đường kính khoảng 1 – 1,5 mm. Nếu các hạt rắn nhỏ hơn nữa thì phải dùng lưới kim loại có lỗ hình vuông với kích thước lỗ dưới 0,1 – 0,5 mm. Nếu kích thước hạt rắn nhỏ hơn dùng lớp vải bằng sợi bong, sợi gai hoặc len… ™ Máy ly tâm nằm ngang thái bã bằng dao Loại máy ly tâm nằm ngang thái bã bằng dao cũng làm việc gián đoạn nhưng tất cả các gian đoạn đều được tự động hóa nên thời gian của một chu kỳ ngắn hơn loại tháo bã bằng tay. Sau khi mở máy roto quay thì cho huyền phù vào roto theo ống tiếp liệu (trên ống có lắp một van đặc biệt). Sau đó huyền phù đã vào đủ lượng yêu cầu thì van đóng lại và xảy ra quá trình ly tâm. Lớp bã trong roto ngày càng dày lên và khi đảm bảo chiều dày quy định thì xy lanh lực hạ pittong xuống kéo theo dao cạo bã, cạo thành lớp mỏng rơi xuống máng hứng phía dưới. Như vậy dao lấy bã ra một cách gián đoạn và chuyển động xoay của dao là nhờ chuyển động tịnh tiến của pittong. Trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh Tiểu Luận : Các quá Trình Và thiết bị Cơ Học 19 3 Lọc nước tinh khiết ngày nay, cùng với sự phát triển của các nghành công nghiệp thì tình trạng ô nhiễm môi trường, đặc biệt là các nguồn nước ngầm cũng bị ô nhiễm một cách đáng ngại. Do vậy việc sử dụng nước trong sinh hoạt, sản xuất cũng gặp khó khăn. Do nhu cầu nước sạch cho sản xuất cũng như nhu cầu sinh hoạt của con người nên người ta tiến hành thiết kế các thiết bị lọc dùng để tách các tạp chất trong nước. Hệ thống lọc nước cơ bản là: lọc nước tinh khiết. Quá trình lọc nước tinh khiết thường diễn ra qua 3 gian đoạn cơ bản: Lọc thô: Loại bỏ các tạp chất có kích thước lớn, khử mùi và màu… Lọc tinh: Loại bỏ các tạp chất có kích thước bé hơn (khoảng vài chục micromet), các vi khuẩn, virut, các ion kim loại… Thường dùng màng siêu lọc UF (Ultrafitration), các cột lọc tinh hoặc dùng phương pháp thẫm thấu ngược (đây có thể xem là phương pháp hiệu quả và hiện đại nhất trên thế giới từ trước đến nay). Trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh Tiểu Luận : Các quá Trình Và thiết bị Cơ Học 20 Thanh trùng: loại bỏ các vi khuẩn có hại cho sức khỏe con người, thường thanh trùng bằng ti cực tím, bằng phương pháp tạo ozone hoặc dùng phương pháp tiệt trùng bằng chlorine. 3.1 Chất hấp thụ than hoạt tính 3.1.1 Nguyên tắc tạo than hoạt tính Than hoạt tính là vật liệu làm từ than có bitum, than non, gỗ, gáo dừa… được hoạt tính hóa bằng hơi nước, nhiệt độ trong điều kiện thiếu khí. Quá trình này tạo nên những lỗ nhỏ li ti có tác dụng hấp thụ và giữ các tạp chất. Than hoạt tính rất thông dụng trong công nghiệp xứ lý nước. Than hoạt tính lọc nước qua hai quá trình song song: 1) Lọc cơ học, giữ lại các hạt cặn bằng những lỗ nhỏ. 2) Hấp thụ các tạp chất hòa tan trong nước bằng cơ chế hấp thụ bề mặt hoặc trao đổi ion. 3.1.2 Công dụng của than hoạt tính - Loại bỏ mùi, cải thiện vị tự nhiên của nước. - Khử hóa chất, chlorine. - Khử màu. - Loại bỏ các hợp chất hữu cơ - Loại bỏ hợp chất tổng hợp như trihalomethane - Ứng dụng tốt cho xử lý nước uống, nước tắm Than hoạt tính là một chất liệu xốp, có rất nhiều lỗ lớn nhỏ. Dưới kính hiến vi điện tử, một hạt than có cấu tạo bên trong trông giống như một tổ kiến. Vì thế, diện tích tiếp xúc bề mặt của nó rất rộng để hấp thụ tập chất. Trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh Tiểu Luận : Các quá Trình Và thiết bị Cơ Học 21 3.1.3 Các dạng kết cấu của than hoạt tính a) Dạng bột cám: là loại được chế tạo theo công nghệ cũ, nay thường được sử dụng trong sản xuất pin, ac – quy. Có một số nhà sản xuất dùng loại này trộn với keo để đúc thành ống than. b) Dạng hạt: là những hạt than nhỏ rẽ tiền, thích hợp cho việc khử mùi. Tuy nhiên, nước toàn có xu hướng chảy xuyên qua những khoảng trống giữa những hạt than thay vì phải chui qua lỗ nhỏ. c) Dạng khối đặc: là loại hiệu quả nhất để lọc cặn, khuẩn Coliform, chì, độc tổ, khử màu và khử mùi chlorine. Loại này được làm từ nguyên một thỏi than, được ép định dạng dưới áp suất tới 800 tấn nên rất chắc chắn. Hiệu suất lọc của than hoạt tính tùy thuộc chủ yếu vào những yếu tố: 9 Tính chất vật lý của than hoạt tính: kết cấu, kích thước, mật độ lỗ, diện tích tiếp xúc. 9 Tính chất lý hóa của các loại tạp chất cần loại bỏ. 9 Thời gian tiếp xúc của nước với than hoạt tính càng lâu thì hấp thụ càng tốt. Trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh Tiểu Luận : Các quá Trình Và thiết bị Cơ Học 22 3.2 Công nghệ thẩm thấu ngược Thẫm thấu ngược là công nghệ cao cấp nhất trong nghành lọc nước (nó còn có tên gọi là Hyberfiltration). Thẩm thấu ngược là gì? Đó là một quy trình ngược của thẫm thấu. Thẫm thấu là một hiện tượng tự nhiên. Nước bao giờ cũng chuyển dịch từ nơi có nồng độ muối/khoảng đến nơi có nồng độ cao hơn. Quá trình diễn cho đến khi nồng độ muối khoáng từ hai nơi này bằng nhau. Thấm thẩu ngược: là quá trình ngược lại người ta dùng một áp lực đủ để đẩy ngược nước từ nơi có hàm lượng muối/khoảng cao “thấm” qua một loại màng đặc biệt để đến nơi không có hoặc có ít muối/khoáng hơn. Trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh Tiểu Luận : Các quá Trình Và thiết bị Cơ Học 23 3.2.1 Cấu tạo màng thấm thấu ngược Từ một màng mỏng làm từ vật liệu cellulozo acetate, polyamide hoặc màng TFC có những lỗ nhỏ tới 0,001micron. Tất cả các màng này đều chịu áp suất cao nhưng khá năng chịu pH và chlorine không giống nhau. 3.2.2 Quá trình hoạt động Với tốc độ và áp lực cực lớn, dòng nước chảy liên tục trên bề mặt của màng RO. Một trong một số phân tử nước “chui” qua được những lỗ lọc. Các tạp chất bị dòng nước cuốn trôi và thải bỏ ra ngoài. Với cách thức này, bề mặt của màng RO liên tục được rửa sạch và có tuổi thọ tới 2 – 5 năm, các loại tạp chất không qua được lỗ lọc bị dòng nước rửa trôi trên bề mặt màng lọc và thải ra ngoài. 3.2.3 Hiệu suất loại bỏ tạp chất của màng RO Với cấu tạo đặc biệt, màng RO (thẫm thấu ngược) loại bỏ hiệu quả tất cả hầu như những gì không phải là nước. Trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh Tiểu Luận : Các quá Trình Và thiết bị Cơ Học 24 Tên chất Hiệu suất Tên chất Hiệu suất Nhôm 97 – 98% Nickel 97 – 99% Ammonia 85 – 95% Nitrte 93 – 96% Arsenic 94 – 96% Phosphate 99% Vi khuẩn 99+% Polyphosphate 98 – 99% Bicarbonate 95 – 96% Potassium 92% Bromide 93 – 96% Pyrogen 99+% Cadmium 96 – 98% Radioactivity 95 – 98% Canxi 96 – 98% Radium 97% Chloride 94 – 95% Selenium 97% Chromate 90 – 98% Silica 85 – 90% Chromium 96– 99% Silicate 95 – 97% Đồng 97 – 99% Bạc 95 – 97% Cyanide 90 – 95% Natri 92 – 98% Ferrocyanide 98 – 99% Sulphate 99+% Fluoride 94 – 96% Sulphite 96 – 98% Sắt 98 – 99% Thiếc 98 – 99% Chì 96 – 98% Virut 99+% Magie 96 – 98% Insecticides 97% Mangan 96 – 98% Detergents 97% Thủy ngân 96 – 98% Herbicides 97% % TDS 95 – 99% 3.3 Công nghệ lọc nước Ultrafiltration Ultrafiltration là một công nghệ lọc dùng màng áp suất thấp để loại bỏ những phân tử có kích thước lớn ra khỏi nguồn nước. Dưới áp suất không Trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh Tiểu Luận : Các quá Trình Và thiết bị Cơ Học 25 qua 2,5 bar, nước, muối khoáng và các phân tử ion nhỏ hơn lỗ lọt (0,1 – 0,005 micron) sẽ chui qua màng dễ dàng. Các phân tử lớn hơn, các loại viruts, vi khuẩn sẽ bị giữ lại và thải xả ra ngoài. 3.3.1 Cấu tạo bộ lọc màng Ultrafiltration Màng lọc Ultrafiltration được làm thành những ống nhỏ, đường kính ngoài bằng 1,6 mm. Một bộ lọc là một bó hang ngàn ống nhỏ nên diện tích lọc rất lớn, giúp tăng lưu lượng nước lên nhiều lần. Màng lọc này cũng có thể rữa ngược lại được và có tuổi thọ khá cao từ 3 – 5 năm. Vật liệu làm vỏ ống có thể là thép không rỉ, có độ bền cơ học cao hoặc các vật liệu chống ăn mòn, bền với thời gian. Hiện nay, người ta thường dùng ống làm bằng vật liệu composite vì có những ưu điểm như: gọn nhẹ, dễ tháo lắp, không bị ăn mòn. Trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh Tiểu Luận : Các quá Trình Và thiết bị Cơ Học 26 3.3.2 Một số đặc điểm tiêu biểu của công nghệ Ultrafiltration • Quá trình lọc diễn ra ở nhiệt độ bình thường và áp suất thấp nên tiêu thụ ít điện năng, cắt giảm chi phí hoạt động đáng kể. • Kích thước của hệ thống gọn nhẹ, cấu trúc đơn giản nên không tốn mặt bằng lắp đặt. • Quy trình vận hành đơn giản, không cần nhiều nhân công. Trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh Tiểu Luận : Các quá Trình Và thiết bị Cơ Học 27 • Cấu trúc và vật liệu màng lọc đồng nhất và sử dụng phương pháp lọc cơ học nên không làm biến đổi tính chất hóa học của nguồn nước. • Vật liệu của màng lọc không xâm nhập vào nguồn nước, đảm bảo độ tinh khiết trong suốt quy trình xử lý. 3.3.3 Ứng dụng của màng Ultrafiltration - Lọc nước biển, nước muối (thủy sản, hóa chất) Để làm sạch nước biển mà vẫn giữ nồng độ muối, màng UF có thể thay thể cho toàn bộ quy trình phức tạp nhiều công đoạn: Nước biển → Khử trùng → Lọc thô → Lọc cát → Thanh hoạt tính → Nước biển sạch. Lọc nước ép trái cây, nước trà xanh Để loại bỏ những thành phần không có lợi trong nước ép trái cây người ta thường dùng men sinh học hoặc hóa chất để làm kết tủa chúng rồi gạn lấy phần nước trong nhưng vẫn không giảm độ đục xuống 2,0 NTU. Ứng dụng công nghệ màng có thể giảm tối lượng enzyme và hóa chất, đảm bảo tính thiên nhiên của trái cây trong cải thiện độ trong rõ reeij: 0,4 – 0,6NTU. Thu hồi dầu mỡ và nước thải Rất nhiều nghành công nghệ sử dụng dầu để làm mát, trơn và thường phải thải bỏ sau một thời gian. Với màng UF, ta có thể dễ dàng tách được dầu từ nguồn nước thải này. Kích thước của phân tử dầu đủ nhỏ để chui qua lỗ lọt nhưng sức căng bề mặt của nó lại cản trở điều này. Sau khi dùng màng UF nước thải chỉ cồn chưa tới 10 ppm dầu, phù hợp với quy định. Đặc biệt, có tới 30 – 60% lượng dầu được thu hồi để tái sử dụng. Làm sạch nước máy: Nếu nước máy không bị ô nhiễm nặng, không có asen, nitric, thuốc trừ sâu… ta chỉ cần dùng màng UF để tinh chế thành nước uống trực tiếp. Trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh Tiểu Luận : Các quá Trình Và thiết bị Cơ Học 28 3.4Thanh Trùng Tia Cực Tím - khử cho nước có thể dùng nhiều cách : bằng phương pháp vật lý hoặc theo phương pháp hoá học - quy trình ; cho nước chảy qua một ống kín trong đó có lắp đèn cực tím. Các tia UV được phóng vào dòng nước. cấu trúc DAN/RNA của vi sinh vật bị thay đổi làm cho chúng không thể tồn tại và sinh sản được. 3.5 Bài Tập ứng Dụng Câu 1 : Máy lọc khí bằng vải lọc A Năng suất cao và hiệu suất thấp B Có hiệu suất cao nhưng hay hỏng vải và dễ bị tắc nếu làm sạch khí ẩm C Năng suất cao, dễ sử dụng thao tác D Năng suất cao và hiệu suất thấp Trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh Tiểu Luận : Các quá Trình Và thiết bị Cơ Học 29 Bài giải Đáp án B vì qua một thời gian lọc, lượng bụi bám lại bên trong nhiều, khi đó hiệu quả lọc bụi cao 90÷95% nhưng trở lực khi đó lớn PaP 800600 ÷=Δ , nên sau một thời gian là việc phải định kì rũ bụi để tránh nghẽn dòng gió đi qua thiết bị. Câu 2 Máy lọc khung bản khi hoạt động , dung dịch A Chảy vào khung và ra ở bản B Chảy vào bản và ra ở khung C Chảy vào các đường rãnh D Chảy vào bản Bài giải Đáp án A vì nước lọc chảy ra từ bản qua hệ thống đường ống và lấy ra ngoài. Bã được giữ lại trên bề mặt vách ngăn lọc và được chứa trong khung. Câu 3 : Huyền Phù Là hệ có : A pha phân tán là rắn , pha liên tục là khí B pha phân tán là lỏng không hòa tan, pha liên tục là lỏng C pha phân tán là rắn pha liên tục là lỏng D pha phân tán là lỏng pha liên tục là khí Bài giải Đáp án A vì theo định nghĩa về huyền phù thì ta có như sau: Huyền phù là hệ có pha phân tán là rắn, pha liên tục là lỏng. Câu 4 : Nhũ tương là hệ có : A pha phân tán là rắn, pha liên tục là khí B pha phân tán là lỏng không hòa tan, pha liên tục là lỏng C pha phân tán là rắn pha liên tục là lỏng D pha phân tán là lỏng pha liên tục là khí Bài giải Trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh Tiểu Luận : Các quá Trình Và thiết bị Cơ Học 30 Đáp án B vì theo định nghĩa về nhũ tương thì ta có như sau: nhũ tương là hệ có pha phân tán là lỏng không tan lẫn còn pha liên tục là lỏng. Câu 5 Thiết bị lọc khung bản là thiết bị lọc A áp lục và làm việc gián đoạn B chân không và làm việc gián đoạn C áp lực và làm việc liên tục D chân không và làm việc liên tục Bài giải Đáp án A vì ta có thiết bị lọc khung bản là thiết bị lọc áp lực làm việc gián đoạn nghĩa là thu nhập liệu vào liên tục, nước lọc lấy ra liên tục nhưng bã được tháo ra theo chu kì. Câu 6 Thiết bị lọc thùng quay là thiết bị lọc A áp lục và làm việc gián đoạn B chân không và làm việc gián đoạn C áp lực và làm việc liên tục D chân không và làm việc liên tục Bài giải Đáp án D vì theo định nghĩa về thiết bị lọc thùng quay là thiết bị lọc chân không thùng quay làm việc liên tục với động lực quá trình được tạo ra bằng bơm chân không. Câu 7 Thiết bị lọc bụi Xyclôn là tách được hạt bụi ra khỏi hỗn hợp khí nhờ : A lực ly tâm B Lực trọng trường C lực quán tính D áp suất thủy tĩnh Bài giải Trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh Tiểu Luận : Các quá Trình Và thiết bị Cơ Học 31 Đáp án A nhờ lực ly tâm Câu 8 Thiết bị lọc chân không thùng quay là thiết bị lọc có chế độ làm việc: A áp lục và làm việc gián đoạn B chân không và làm việc gián đoạn C áp lực và làm việc liên tục D chân không và làm việc liên tục Bài giải Đáp án D theo định nghĩa thiết bị lọc chân không là thiết bị làm việc liên tục với động lực quá trình được tạo ra bằng bơm chân không. Câu 9 Thiết bị lọc bụi điện trường có ưu điểm ; A hiệu suất lọc cao B hiệu suất lọc thấp C năng lượng điện tiêu tốn nhiều D năng suất lọc cao Bài giải Đáp án D trong qua trình lọc các hạt bụi ở dạng này tồn tại dưới dạng ion nên trong quá trình lọc thiết bị sẽ tao ra được các ion trái dấu nên sẽ hút đươc các hạt bụi nhỏ hơn lại nữa, đồng thời thiết bị lọc này cũng giữ được các chất bụi nhỏ hơn lỗ lọc của chúng do tạo thành các ion trái dấu nên hút nhau. Câu 10 Động lực quá trình Lọc là: A Sự chênh lệch về độ ẩm B Sự chênh lệch về nồng độ C Sự chênh lệch về áp suất D Sự chênh lệch về khối lượng Bài giải Trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh Tiểu Luận : Các quá Trình Và thiết bị Cơ Học 32 Đáp án C do sự chênh lệch áp suất do bơm chân không tạo ra Câu 11 Trong quá trình lọc : A Pha liên tục là nước lỏng, pha phân tán là bã lọc B Pha liên tục là bã lọc, pha phân tán là nước lọc C Pha liên tục là nước lọc, pha phân tán cũng là nước lọc D Pha liên tục là bã lọc, pha phân tán cũng là bã lọc Bài giải Đáp án A Câu 12 Tăng động lực quá trình lọc bằng cách : A Tăng áp suất nước vách ngăn lọc hoặc áp suất sau vách ngăn lọc B Giảm áp suất trước vách ngăn lọc hoặc giảm áp suất sau vách ngăn lọc C Tăng áp suất trước vách ngăn lọc hoặc giảm áp suất sau vách ngăn lọc D Giảm áp suất trước vách ngăn lọc hoặc tăng áp suất sau cách ngăn lọc Bài giải Đáp án C Trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh Tiểu Luận : Các quá Trình Và thiết bị Cơ Học 33 Chương II Khuấy trộn chất lỏng I Giới thiệu Khuấy trộn là một hoạt động quan trong nhiều giai đoạn khác nhau của quá trình xử lý nước thải nhằm: 1. Trộn lẫn hoàn toàn chất này với chất khác 2. Khuấy trộn các giọt chất lỏng lơ lửng ở trạng thái lơ lửng 3. Khuấy trộn các giọt chất lỏng ở trạng thái lơ lửng 4. Trộn lẫn các chất lỏng 5. Tạo bông cặn 6. Trao đổi nhiệt Thường quá trình khuấy trộn còn tạo ra được hiệu quả dó là việc cung cấp thêm oxy hòa tan cho quá trình phân hủy sinh học hiếu khí . Trong xử lý nước thải ,người ta sử dụng hai kiểu khuấy trộn : - Khuấy trộn nhanh, liên tực ( continuous rapid mixing) : thời gian khuấy từ 30 giây trở xuống nhằm trộn các hóa chất vào nước. Quá trình khuấy trộn này có thể diễn ra bởi (1) việc thay đổi phối trộn: để giữ các hạt chất rắn, áp suất thay đổi đột ngột ở các rãnh; (2) các ống hay máng khuếch tán; (3) trong đường ống; (4)bởi các ống bơm; (5) thiết bị khuấy tĩnh ; (6) thiết bị khuấy cơ học ( moteur gắn cánh khuấy). Trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh Tiểu Luận : Các quá Trình Và thiết bị Cơ Học 34 - Khuấy liên tục (continuous lỏng trong bể ở trạng thái lư lửng) : Quá trình khuấy trộn này có thể diễn ra bởi (1) các thiết bị khuấy cơ học; (2) khuấy khí động học ; (3) khuấy tĩnh và (4) bơm. Khuấy trộn trong môi trường lỏng thường được ứng dụng rộng rãi trong các nghành công nghiệp hóa chất và thực phẩm để tạo dung dịch huyền phù, nhũ tương, để tăng cường quá trình hòa tan, truyền nhiệt, chuyển khối và quá trình hóa học… Người ta có thể khuấy trộn chất lỏng bằng cơ khí, bằng khí nén, bằng tiết lưu hay tuần hoàn chất lỏng. Bài tập áp dụng Khuấy trộn làm : A Tăng độ phân tán B Cung cấp năng lượng cơ học C A và B đều đúng D A và B đều sai Bài Giải Trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh Tiểu Luận : Các quá Trình Và thiết bị Cơ Học 35 Đáp án C a và b đều đúng 1. Khuấy trộn bằng cơ khí 1.1 Khái niệm Khuấy trộn chất lỏng bằng cơ khí nghĩa là dung cánh khuấy Cánh khuấy có nhièu loại: - Cánh khuấy mái chèo: để trộn chất lỏng có độ nhớt nhỏ. Thường dùng để hòa tan chất rắn có khối lượng riêng không lớn lắm - Cánh khuấy chân vịt (chong chóng): dung để điều chế dung dịch huyền phù nhũ tương. Không thể dung cánh khuấy chân vịt để khuấy chất lỏng có độ nhớt cao hoặc khuấy chất lỏng trong đó có các hạt rắn có khối lượng riêng lớn. - Cánh khuấy tuyếc bin : dùng để khuấy chất lỏng có độ nhớt cao đến 5.105 cp, để điều chế huyền phù mịn , để hòa tan các chất rứn nhanh hoặc để khuấy động các hạt rắn đã lắng cạ có nồng độ pha rắn đến 60%. - Cánh khuấy đặc biệt : dùng trong trường hợp không thể dùng cánh khuấy mái chèo, chong chóng, tuốc bin. Thường dùng để khuấy bùn nhão hoặc chất lỏng có độ nhớt rất cao. - Đặc trưng của quá trình khuấy trộn là cường độ khuấy và năng lượng tiêu thụ: - Cường độ khuấy trộn là chất lượng của kết quả khuấy theo thời gian . Cường độ khuấy trộn phụ thuộc vòa nhiều yếu tố và cho đến nay chưa có phương pháp tính toán nào có thể tin cậy để xác định cường độ khuấy trộn. Theo pởăngnôpski và nicolaiep cường độ khuấy trộn có thể xác định bằng năng lượng tiêu hao của1 đơn vị chất lỏng khuấy trộn trong 1 đơn vị thời gian. - Cường độ khuấy trộn được dặc trưng bởi chế độ chuyển động của chất lỏng là đặc trưng bởi chuẩn số Re. Trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh Tiểu Luận : Các quá Trình Và thiết bị Cơ Học 3