连续物料-连续溢流洗涤参数的关联.docVIP

PAGE 0 PAGE 12 安徽省化学化工学会选荐 安徽省节能技术中心 一九八四年年会报告论文 选荐参加一九八五年 全国节能资料展览会（北京） 连续物料·连续溢流洗涤参数的关联 ——对降低洗涤能耗的基础理论研究 杜 昌 桂 （安徽省化工设计院） 一 九 八 四 年 内 容 摘 要 诸如化学、纺织、造纸等工业中，均常涵连续（固体）物料的液相处理和洗涤过程，然当今这方面的基础理论研究甚少；一直沿袭的一些工程设施普遍存在不同程度的结构不合理，生产能力低，水、电消耗高和污水量大等问题。鉴于此，本文开展了对此类过程中的水耗（ν）、物料流量（ω）、洗涤时间（τ）、物料附含污水量（V）、洗涤器的实际盛水容积（V0）以及洗涤液中杂质的瞬时浓度（C）和极限浓度（Ck）等诸参数进行关联的研究，求得几个关联方程式。其中主要的有： 两个代数函数： Ck= ； 一个指数衰减函数： C=－ （ e －1）； 和一个对数函数： =－ 等。 通过对这些方程的数学分析，敷之例算，并绘之以相对的定量图表，从而给研究“连续物料的液相处理和洗涤过程”提供了理论基础；为组织此类过程的生产，指明了增产、节料、节水、节能和减少污染的途径；以及对它们的相互制约明确了效率极限等。 本文并据此提出若干优化设计的明确结论。 连续物料 连续溢流洗涤参数的关联 ——对降低洗涤能耗的基础理论研究 连续物料、连续溢流的洗涤过程在化工、纺织、造纸等行业中经常用到。此类洗涤过程是指大宗的整体物料，连续不断地等速等量（重量、容量或面积、长度等）地流经洗涤器进行洗涤。器内予先注满（或至溢流口）清水，物料开始流动时，清水即连续不断地等速流向器内，当然，此时污水亦以同样的流速溢出器外。如此流水不息，物料不停连续不断地进行洗涤。如图1所示。 图1 连续物料连续溢流洗涤方法示意图 纺织、塑料、造纸工业中的洗涤等常属此类。常用的洗涤设置均类于上图所示。 研究一下此类洗涤方式中的耗水量、清洁度与洗涤容器的容积、物料和清水的流速，以及物料含杂质的量等因素之间的关系，从而找出增产节约的措施，是非常有意义的。 现令： V0——为洗涤器的实际盛水容积（器满或至溢流口的容积减去物料的容积），[m3]； V——为单位物料洗涤前、后所附含的污水容积（设前后相等），[m3]； ——为注入洗涤器的清水流速（亦即污水的排溢流速），[m3/min]； C——为洗涤液的瞬时浓度，[mg/L]； C1——为物料洗涤前所含的污水浓度（设每一宗物料全部相等），[mg/L]； C2——为物料洗涤后所附含的污水浓度（即洗涤液的浓度），[mg/L]； Ck——为污水的平衡浓度，[mg/L]； ——为时间，[min]； ——为达到平衡浓度时所需的时间，[min]； ——为物料的流量，[C、G单位/min]； W——为洗涤用水的时耗，[m3/h]； n——为洗涤次数，[次]； 设：洗涤开始后由于物料的搅动，水流的搀湍，污水的浓度时时都是均匀的。又，杂质对水容积的影响可忽略不计。 开始洗涤时，洗涤器内为清水，杂质浓度为0；洗涤开始后，连续注入洗涤器的也是清水，杂质浓度也为0，引起污水中杂质含量变化的有三个因素：其一是物料的连续带入，其二是洗涤后的物料的连续带出，其三是污水的连续排出。 因物料的流量不变，且其上所附含的杂质均匀，也就是物料连续带入杂质的流量不变；洗涤开始后，物料上的杂质不断进入洗涤液中，因污水不断溢流，流出物料所附含的污水杂质浓度，必较洗涤前为低。也即随着洗涤的进行，物料上的杂质将不断地（然而是逐渐减少地）遗留在洗涤液中；又因时时溢流中的杂质量只是“遗留”的一部分，故洗涤液中的杂质的浓度，在一定阶段内，将随着洗涤的进行而逐渐增大。 随着洗涤液杂质浓度的增大，被溢流和物料带走的杂质量也必然逐渐增加，致使“遗留积累”的速率，逐渐减小。当减小至0时，也就是于某一瞬间，物料带入的杂质的量 = 物料带出杂质的量 + 溢流带出杂质的量时，洗涤液中杂质的浓度就不再变化了，即达到了所谓的平衡状态。这个平衡状态是动态平衡。达到平衡状态后，流出的物料上的所附含的污水的杂质浓度不再增大。此时的浓度称为平衡浓度。一宗物料，此后的洗涤过程，清洁度都将保持在这样的水平上，不再改变了。 物料带入杂质量 = （单位物料洗涤前所附含的污水容积）（物料流量）（物料洗涤前所附含