Способ и устройство для осветления суспензии

Номер патента: 4972

Опубликовано: 28.10.2004

Авторы: Нюман Брор, Нуорала Матти

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ осветления и/или загустевания раствора, включающего твердые вещества, при использовании которого суспензию вначале подают в загрузочный колодец, установленный в центре верхней секции зоны осаждения для осветления, где в суспензию подмешивают флокулянт в загрузочном колодце, и из которого суспензию подают в зону осаждения, а осевшие твердые вещества или нижний продукт удаляют через канал выпуска, расположенный в центре зоны осаждения, а очищенный раствор удаляют как продукт слива, отличающийся тем, что флокулянт и суспензию подают в загрузочный колодец в виде слабого потока и перемешивают друг с другом с использованием собственного смесительного элемента загрузочного колодца, после чего перемешанную суспензию подают из загрузочного колодца на направляющий конус, который установлен ниже загрузочного колодца, и проходит до верхней части слоя нижнего продукта, и изнутри направляющего конуса, через отверстия, расположенные на нижней кромке направляющего конуса, в зону осаждения, в верхнюю часть слоя нижнего продукта в виде направленного вниз потока.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на кромке загрузочного колодца установлены отражательные пластины, при этом каналы выпуска в нижней части колодца расположены между отражательными пластинами так, что импульсы давления, образующиеся при работе смесительного элемента в месте расположения отражательных пластин, способствуют равномерному выпуску суспензии.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что скорость выхода суспензии в зону осаждения составляет 0,05-0,2 м/с.

4. Устройство для осветления и/или загустевания раствора, включающего твердые вещества, содержит резервуар (1) осветления и/или осаждения, оборудованный загрузочным колодцем (2) для осаждаемой суспензии, канал (9) выпуска осевших твердых веществ или нижнего продукта, расположенный в центре резервуара осаждения, выпускной желоб (16) для осветленного раствора или продукта слива и систему скребка (10), вращающуюся на валу (11), предназначенную для перемещения нижнего продукта в направлении от кромок к центру резервуара, отличающееся тем, что загрузочный колодец (2) оборудован смесительным элементом (3), вращающимся на валу (4), и который представляет собой спиральный смеситель, выполненный из двух труб (23), закрепленных на валу (4), с помощью элементов (24) крепления, которые огибают вал на 1/3-2 оборота, и направляющим конусом (5) для суспензии, закрепленным в нижней секции загрузочного колодца, состоящим по меньшей мере из одной конической поверхности (31), открытой изнутри и оборудованной каналами (32) направления суспензии.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что вал (11) скребка резервуара осаждения расположен так, что он проходит через вал (4) смесительного элемента загрузочного колодца.

6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что загрузочный колодец (2) оборудован отражательными пластинами (26).

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что высота, по меньшей мере, некоторых отражательных пластин (26), по существу, равна высоте загрузочного колодца (2).

8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что высота, по меньшей мере, некоторых отражательных пластин (26), по существу, составляет 1/3 от высоты загрузочного колодца (2).

9. Устройство по п.4, отличающееся тем, что на днище (28) загрузочного колодца установлены каналы (29) выпуска суспензии.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что каналы (29) выпуска суспензии расположены между отражательными пластинами (26).

11. Устройство по п.4, отличающееся тем, что коническая поверхность (31) направляющего конуса (5) имеет направленный вниз раскрыв под углом 45-75ш от горизонтали.

12. Устройство по п.4, отличающееся тем, что направляющий конус (5), прикрепленный к нижней части загрузочного колодца, состоит из двух конических поверхностей (30, 31), открытых изнутри.

13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что направляющий конус (5), прикрепленный к нижней части загрузочного колодца, состоит из двух конических поверхностей (30,31), открытых изнутри, из которых верхняя имеет направленный вниз раскрыв под углом 20-45ш от горизонтали, а нижняя - под углом 45-75ш от горизонтали.

14. Устройство по п.12, отличающееся тем, что по существу вертикальная нижняя кромка (33) соединена с нижней конической поверхностью (31) направляющего конуса.

15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что диаметр нижней кромки (33) направляющего конуса составляет 1,3-2 диаметра загрузочного колодца.

16. Устройство по п.12, отличающееся тем, что нижняя коническая поверхность оборудована каналами (32) направления суспензии.

Рисунок 1

 

Текст

Смотреть все

1 Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к способу осветления и/или загустевания раствора,включающего твердые вещества, то есть, суспензии, и к устройству для выполнения этого способа. Благодаря использованию способа и устройства в соответствии с настоящим изобретением, в устройстве для осветления и загустевания суспензии выполняют равномерное подмешивание к суспензии флокулянта, подаваемого с небольшой силой сдвига в загрузочный колодец устройства. Загрузочный колодец оборудован смесительным устройством. Суспензия равномерно перемещается от загрузочного колодца в слой нижнего продукта резервуара осветления, что позволяет осуществлять отделение чистого раствора продукта слива. Устройство для осветления и загустевания содержит резервуар, в который подают осветляемую суспензию через загрузочный колодец,расположенный в центре резервуара осветления,в основном в его верхней секции. Термин "осветление" далее по тексту также может обозначать "загустевание", поскольку описанные способы и устройства можно применять для обеих целей. Диаметр резервуара осветления в десять раз больше, чем диаметр загрузочного колодца. Кроме суспензии в загрузочный колодец подают флокулянт, используемый для осветления. Флокулянт часто подмешивают к суспензии, по мере подачи ее в загрузочный колодец. В резервуаре осветления или загустевания может быть установлен скребок, работающий вблизи днища,или резервуар может работать без скребка. Очищенную жидкость, или жидкость слива, удаляют из резервуара осветления путем перелива ее через край, а уплотненную суспензию или нижний продукт удаляют в центральной части днища, куда он перемещается с помощью лопасти скребка. Днище резервуара загустевания обычно выполнено наклонным, то есть со скатом в направлении к центру, благодаря чему облегчается удаление твердых веществ. Количество лопастей скребка может изменяться в зависимости от конструктивного решения. Длина некоторых лопастей скребка может быть равна радиусу резервуара, другие могут быть выполнены более короткими. На лопасти скребка закреплены вертикальные пластины, и с их помощью обеспечивается перемещение суспензии от краев резервуара к его центру. Пластины закреплены либо перпендикулярно к лопасти скребка или, например, под углом 30 к ней. Уровень техники В известном уровне техники описаны различные способы подачи суспензии в загрузочный колодец. В публикации автора Probst A.: 2 232, описан способ подачи по касательной. Флокулянт подают под давлением в загрузочный колодец по касательной на уровне в два раза выше уровня подачи суспензии, или его подмешивают к суспензии до подачи в загрузочный колодец. Суспензию удаляют из нижней секции загрузочного колодца с использованием эффекта Вентури (завихрения). В устройстве, описанном в американском патенте US 5,269,928, суспензию подают в загрузочный колодец через центральную секцию днища резервуара загустевания и выводят в резервуар загустевания через отверстия в стенке загрузочного колодца. Очевидно, что в случае, когда подмешивание флокулянта в суспензию производят в загрузочном колодце, причем перемешивание обеспечивают, например, только благодаря подаче по касательной, не обеспечивается равномерное перемешивание флокулянта, и при этом возникает большая локальная сила сдвига. Однако флокулянты, используемые в настоящее время, представляют собой полимеры с крупными молекулами, работа которых ухудшается при увеличении силы сдвига. В случае, когда производят принудительную подачу суспензии из загрузочного колодца в резервуар осветления, существует опасность, что ее поток будет направлен в основном вверх, в направлении наименьшего давления, и таким образом, будет перемешиваться с отделенным, уже осветленным продуктом слива в верхней секции резервуара. Скребки резервуара осветления или загустевания обычно имеют "избыточную" способность перемещения суспензии, в результате чего они прижимают уплотненную суспензию к центру резервуара, где нагромождается груда,по высоте превышающая уровень остальной суспензии. Сущность изобретения Таким образом, необходимо разработать способ и устройство для осветления и/или загустевания раствора, содержащего твердые вещества, с помощью которого суспензию вначале подают в загрузочный колодец, расположенный в центре верхней секции зоны отстоя, предназначенной для осветления, при этом в указанном загрузочном колодце к суспензии подмешивают флокулянт. Из загрузочного колодца суспензию подают в зону отстоя и осевшие твердые вещества или нижний продукт удаляют через канал выпуска, расположенный в центре зоны отстоя, а осветленный раствор удаляют с использованием перетока. Флокулянт и суспензию подают в загрузочный колодец в виде слабого потока и их перемешивание обеспечивается с помощью собственного смесительного элемента загрузочного колодца, после чего смешанную суспензию направляют из загрузочного колодца в зону отстоя, в верхнюю часть слоя нижнего продукта, в виде направленного вниз потока. Устройство состоит из резервуара осветления и/или осаждения, в котором установ 3 лен загрузочный колодец, предназначенный для подачи осаждаемой суспензии, канал выпуска осевших твердых веществ или нижнего продукта в центре резервуара осаждения, выпускной желоб для очищенного раствора или продукта слива, и система скребка, вращающаяся на валу,предназначенная для перемещения нижнего продукта в направлении от краев к центру. Загрузочный колодец оборудован смесительным элементом, вращающимся на собственном валу,и кроме того, на нем установлен направляющий конус для суспензии, закрепленный в нижней части загрузочного колодца. Существенные свойства настоящего изобретения будут очевидны из прилагаемой формулы изобретения. Суспензию, подаваемую в загрузочный колодец резервуара осветления-загустевания,флоккулируют с приложением малых сил сдвига при перемешивании, что, таким образом,предотвращает нарушение действия флокулянта. Суспензию подают в данный резервуар загустевания таким образом, что она распределяется наружу и вниз от загрузочного колодца. Нижняя секция загрузочного колодца выполнена в виде расширяющегося по направлению вниз открытого конуса с отверстиями, расположенными вблизи к нижней кромке конуса, через которые флоккулированную суспензию выпускают и распределяют в суспензию, находящуюся в резервуаре загустевания, без смешивания с отделенным верхним продуктом слива. Резервуар загустевания, действующий как зона осаждения, оборудован скребком, расположенным ближе к днищу. Способ, в соответствии с настоящим изобретением, в особенности пригоден для случаев,когда требуется получить чистый раствор слива,полностью отделенный от твердых веществ. Осевший и удаленный нижний продукт можно повторно использовать на предыдущих этапах процесса. Только эквивалентное количество накопленного нижнего продукта убирают, например, с использованием фильтрации. Таким образом, повышают интенсивность гидродинамического поведения зоны осаждения. Такие способ и устройство оказались эффективными, в частности, при обработке осадочной породы,содержащей гипс и гидроокись металла. Осадок формируется, при нейтрализации с использованием известковых составов кислотных и промывочных вод, получаемых при протравливании стали. В соответствии с настоящим изобретением, внутри устройства осветления или загустевания установлен загрузочный колодец, в который подают раствор, содержащий твердые вещества, или суспензию. Суспензию можно подавать в загрузочный колодец, например, сверху, но независимо от этого, поток подаваемой суспензии должен быть слабым. Используемый флокулянт также подают в загрузочный колодец. Загрузочный колодец предпочтительно вы 004972 4 полнен в виде вертикального цилиндра, в котором установлен собственный смесительный элемент. Смесительный элемент, предпочтительно, представляет собой смеситель спирального типа, работающий в соответствии с принципом, описанным в американском патенте US 5,182,087, со структурой из двух труб, вращающихся вокруг вала, закрученных на 1/3-2 оборота вокруг вала. Смешивание производят в направлении подъема. Благодаря наличию смесительного элемента, становится возможным равномерно подмешивать флокулянт в суспензию,и перемешивание выполняется с низкой и равномерной интенсивностью по всей зоне загрузочного колодца. Таким образом можно исключить сильное локализованное перемешивание. Диаметр смесительного элемента составляет 40-80% диаметра загрузочного колодца. Вал смесительного элемента выполнен в виде полого цилиндра с достаточно большим диаметром, который позволяет пропустить вал скребка резервуара осветления и даже соединительный фланец вала через вал смесительного элемента. Держатели, необходимые для установки спиральной трубы, соединены одним концом с трубами и другим - с корпусом вала смесительного элемента. Загрузочный колодец также может быть оборудован отражательными перегородками, которые расположены через равные интервалы вдоль кромки колодца. Некоторые из отражательных перегородок установлены по всей высоте загрузочного колодца, но предпочтительно, они чередуются с отражательными перегородками, проходящими в направлении от днища вверх до высоты, составляющей только приблизительно 1/3 высоты длинных отражательных перегородок и всей высоты загрузочного колодца. Суспензию и подмешиваемый в нее флокулянт направляют от такого загрузочного колодца вниз через отверстия, выполненные в нижней кромке загрузочного колодца, которые всегда расположены между отражательными перегородками. Отверстия расположены перед отражательными перегородками в соответствии с направлением вращения смесителя. Таким образом, импульсы давления, создаваемые смесителем в точках отражательных перегородок,способствуют равномерному выбросу суспензии через каждое отверстие. Скорость выходного потока предпочтительно составляет около 0,050,2 м/с. Некоторое количество суспензии также может протекать через гнездо вала скребка. Из загрузочного колодца суспензия поступает на направляющий конус, расположенный под загрузочным колодцем, который проходит в верхнюю часть слоя суспензии в резервуаре осветления. Направляющий конус предназначен для придания суспензии, входящей в зону осаждения, компонента движения, направленного вниз, что уменьшает тенденцию отворота потока суспензии в направлении вверх. Таким обра 5 зом, обеспечивается равномерное распределение суспензии в уплотненный слой отстоя, без смешивания его с раствором верхнего потока. Направляющий конус, в соответствии с его названием, представляет собой расширяющийся в направлении вниз конус с раскрывом на внутренней стороне. Суспензия из загрузочного колодца выходит через отверстия в нижней части кромок направляющего конуса и поступает в резервуар осветления. Цельная нижняя кромка направляющей проталкивает вниз уплотненную суспензию, и благодаря разности давлений в резервуаре происходит равномерное разделение суспензии по различным каналам выпуска. Направляющий конус установлен в резервуаре осветления, в верхней части слоя суспензии, проходящей этап уплотнения. Было определено, что предпочтительная высота нижней секции направляющего конуса должна составлять 0,5-0,7 глубины раствора и суспензии в центре резервуара. В зоне осаждения, другими словами, в резервуаре осветления, нижний продукт, который осел вниз и уплотнился, одновременно, перемещается от краев резервуара в направлении к центру, благодаря использованию системы скребка. Если резервуар выполнен не цилиндрическим, перемещение нижнего продукта,осевшего в углах резервуара, к круговой границе, должно быть обеспечено с использованием известных в настоящее время способов. В разработанном устройстве скребок содержит две лопасти, доходящие до кромок цилиндрического резервуара, и между ними установлены две лопасти, которые имеют длину, равную только половине длины длинных лопастей. Конечно,очевидно, что количество длинных лопастей и вспомогательных лопастей можно изменять в пределах рамок настоящего изобретения, без ограничения двумя длинными и двумя вспомогательными лопастями. Для резервуара осветления в соответствии с таким конструктивным решением характерно, что способность перемещения нижнего продукта остается постоянной от краев резервуара к его центру. Измеренное значение способности перемещения равно скорости выпуска нижнего продукта из центральной части резервуара. Такой способ позволяет исключить чрезмерное перемещение, которое приводит к накоплению значительного количества уплотненной суспензии в центре устройства для осветления, которое поднимается в виде груды. Поверхность уплотненного нижнего продукта не может подняться выше уровня направляющего конуса загрузочного колодца, благодаря чему предотвращается неравномерная и канализованная подача суспензии. Равномерность скорости перемещения в зоне осаждения обеспечивается, благодаря изменению высоты пластин перемещения нижнего продукта, закрепленных на лопасти скребка. Пластины перемещения, расположенные на одном расстоянии от вала скребка, перемещают 6 нижний продукт из кольцевой области внутрь резервуара. Поскольку поперечное сечение кольцевой области становится меньшим по мере удаления от внешнего края резервуара, по мере прохождения к его центральной части, для обеспечения одинакового объема перемещения,высота пластин перемещения должна увеличиваться по мере приближения пластины к валу скребка. Все пластины перемещения, расположенные на одинаковом расстоянии от вала,имеют одинаковую высоту. При этом высота внешних пластин перемещения меньше, чем высота пластин, находящихся ближе к центру. Во внутренней секции зоны осаждения, где между длинными лопастями скребка расположены более короткие вспомогательные лопасти, способность перемещения увеличивается, поскольку количество лопастей скребка удваивается, и таким образом, высота всех пластин перемещения может быть установлена на уровне высоты пластин перемещения, расположенных на концах лопастей скребка. От этого места высота пластин перемещения может вновь постепенно повышаться в направлении к центру. Высота последних пластин перемещения, расположенных ближе всего к валу скребка, в принципе,может быть оставлена одинаковой, что позволяет снизить скорость перемещения нижнего продукта с помощью лопасти скребка в центральной зоне. Высота пластин перемещения одинакова на расстоянии, которое соответствует 1530% длины лопасти скребка, проходящих по всей длины резервуара. Таким образом, при работе устройства внешняя масса нижнего продукта, перемещающаяся в направлении центра,помогает перемещать нижний продукт, находящийся в центре, в направлении к каналам выпуска. Давление, создаваемое нижним продуктом, перемещающимся наружу, дополнительно уплотняет нижний продукт и повышает содержание твердых веществ в удаляемом нижнем продукте. Как описано выше, способ, в соответствии с настоящим изобретением, позволяет предотвратить "избыточное" перемещение нижнего продукта. Когда силовая передача скребка содержит преобразователь частоты, благодаря возможности регулирования скорости вращения скребка, обеспечивается возможность регулирования скорости перемещения нижнего продукта,с выбором наиболее соответствующего режима для конкретной ситуации. Благодаря использованию предложенного способа может быть предотвращена ситуация, когда чрезмерное перемещение нижнего продукта приводит к его накоплению в центре резервуара осветления. Если образуется такая груда, она может заблокировать каналы выпуска нижнего продукта и, кроме того, может затруднить равномерное распределение в зоне осаждения суспензии, подаваемой из загрузочного колодца. Это, в свою очередь, 7 приведет к нарушению процесса осветления слива, как указано выше. Краткое описание чертежей Способ и устройство, в соответствии с настоящим изобретением, описаны ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых фиг. 1 - вид в вертикальном разрезе всего устройства осветления; фиг. 2 - устройство осветления на фиг. 1 на виде сверху; и фиг. 3 - вид в вертикальном разрезе резервуара осветления в соответствии с настоящим изобретением. Подробное описание изобретения На фиг. 1 показано устройство 1 осветления, внутри которого установлен колодец 2 подачи, расположенный в центре верхней секции устройства. Внутри загрузочного колодца установлен элемент 3 смесителя суспензии, закрепленный на валу 4. Направляющий конус 5, установленный в нижней секции загрузочного колодца, показан только частично. Осаждаемый нижний продукт перемещают с помощью системы скребка 10 в цилиндрический резервуар 6 осветления от краев 7 в направлении к конусу 9 нижнего продукта, расположенному в нижней секции центральной зоны 8 резервуара. Вал 11,на котором установлен скребок, проходит через вал 4 смесительного элемента. Силовая передача всех валов не показана подробно. Ниже лопасти 12 скребка установлены пластины 13 перемещения, и на схеме также показано, что высота пластин перемещения изменяется в зависимости от их расстояния от вала скребка и от количества лопастей скребка. Структура 14 держателя скребка расположена над скребком. Центральная зона 8 выполнена кольцевой по форме и расположена снаружи от вала скребка на расстоянии 15-30% от длины длинных лопастей 12 скребка. Высоту пластин перемещения в центральной зоне можно считать постоянной. Лопасти скребка установлены параллельно днищу 15 резервуара осветления, другими словами, они установлены под наклоном в направлении к валу скребка и к центру резервуара. Таким образом, резервуар осветления выполнен более глубоким в направлении к центру. Очищенный продукт слива удаляют из верхней секции резервуара через собственный желоб 16 выпуска. На фиг. 2 представлено устройство осветления по фиг. 1 на виде сверху. На чертеже показано, что скребок 10 в этом случае оборудован двумя длинными лопастями 12 и двумя более короткими вспомогательными лопастями 17,установленными между ними. На чертеже показана один лопасть скребка с балкой 18 держателя привода лопастей и другие без нее. На чертеже также показаны перекладины 19 держателей скребка. Все пластины 13 перемещения установлены на одинаковом расстоянии друг от друга вдоль лопасти скребка. Как показано на чертеже, пластины перемещения установлены 8 под углом приблизительно 30 к лопасти скребка. Длина пластин перемещения выполнена одинаковой вдоль всей лопасти скребка. Длину пластин перемещения задают такой, что задняя часть предыдущей пластины и передняя часть следующей пластины перекрываются на 1020%. Эффективность функционирования пластин перемещения также улучшена, благодаря тому, что пластины установлены под углом 525 к вертикальной плоскости, то есть, они слегка наклонены в направлении к валу скребка. По мере вращения скребка, нижний продукт перемещается в направлении к центру под действием отклоняющей силы описанных выше пластин перемещения, нижний продукт также немного поднимается над пластинами перемещения. Благодаря такой простой процедуре пластины перемещения не сжимают тонкий слой нижнего продукта под скребком, но напротив, поддерживают его в рыхлом состоянии, предотвращая заклинивание скребка. На фиг. 3 более подробно показан колодец 2 подачи резервуара осветления, который имеет форму вертикального цилиндра. Суспензию подают в резервуар по трубе 20, а флокулянт по другой трубе 21. Как суспензию, так и флокулянт можно подавать в загрузочный колодец в виде слабой струи, поскольку они смешиваются внутри резервуара с помощью смесительного элемента 3. На чертеже показано, что вал 4 смесителя выполнен в виде муфты так, что через него проходят вал 11 скребка смесительного резервуара, а также соединительный фланец 22 вала скребка. Смесительный элемент 3 состоит из двух труб 23, которые закручены вокруг вала на 1/3-2 оборота. Трубы 23 установлены на валу с помощью элементов 24 держателя. Перемешивание осуществляется в направлении 25 подъема. Диаметр смесительных элементов составляет 40-80% диаметра загрузочного колодца. Колодец 2 подачи также оборудован отражательными пластинами 26, которые расположены равномерно по внешней кромке 27 загрузочного колодца. Как суспензию, так и флокулянт предпочтительно направляют в загрузочный колодец рядом с отражательными пластинами с их передней стороны по отношению к направлению перемешивания. Некоторые из отражательных пластин, по существу, имеют ту же высоту, что загрузочный колодец, но некоторые, предпочтительно каждая вторая, установлены только до уровня 1/3 высоты загрузочного колодца. Все отражательные пластины установлены так, что они проходят в направлении вверх от основания колодца 28 подачи. Количество отражательных пластин составляет 12-24. Каналы 29 выпуска суспензии расположены в нижней части загрузочного колодца всегда между отражательными пластинами так, что они расположены перед отражательными пластинами по отношению к направлению вращения смеси 9 тельного элемента. Благодаря использованию загрузочного колодца в соответствии с настоящим изобретением, флокулянт быстро смешивается с суспензией, но когда время нахождения суспензии в загрузочном колодце регулируют в пределах 3-15 мин, суспензия хорошо флокулирует перед тем, как она будет направлена наружу. В нижней части загрузочного колодца установлен направляющий конус 5, раскрыв которого направлен вниз, и каналы выпуска загрузочного колодца выходят внутрь направляющего конуса. Направляющий конус состоит из одной или нескольких конических поверхностей и предпочтительно, хотя и не обязательно, открыт внутри. На фиг. 3 показаны две конические поверхности, из которых верхняя поверхность 30 имеет угол раскрыва по направлению вниз, равный в 20-45 (от горизонтали). Верхняя коническая поверхность жестко соединена с нижней конической поверхностью 31, которая имеет угол раскрыва в направлении вниз, равный 4575 (от горизонтали). В нижней части направляющего конуса выполнены каналы 32, направляющие суспензию. Количество каналов составляет, например, от 16 до 32, и поток суспензии через них можно регулировать в пределах диапазона 0,05-0,2 м/с. Нижняя кромка 33 направляющего конуса выполнена цельной и предпочтительно расположена вертикально. Направляющий конус предназначен для предотвращения потока суспензии, подаваемой в резервуар осветления, прямо в направлении поверхности слоя нижнего продукта, что вызывает опасность загрязнения осветленного раствора продукта слива. Размеры направляющего конуса выбирают такими, что диаметр его нижней кромки в1,3-2 раза больше, чем диаметр загрузочного колодца. Когда направляющий конус выполнен из нескольких конических поверхностей, коническая поверхность с самым крутым наклоном предпочтительно занимает 55-70% общей высоты всего направляющего конуса. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения Настоящее изобретение описано ниже на следующих примерах. Пример 1. Требуется обеспечить равномерное перемещение нижнего продукта в загустителе промышленного масштаба, в направлении от внешней кромки цилиндрического резервуара к колодцу нижнего продукта, установленному в центре. Диаметр загустителя составляет 27 м, и скорость перемещения нижнего продукта в колодец составляет 40 м 3/ч. Для системы скребка установили скорость работы 0,075 об/мин. В приложенной табл. 1 показано увеличение высоты пластин перемещения вначале от внешней кромки до начала вспомогательных лопастей скребка, где высота пластин уменьшается из-за 10 того, что их количество удваивается. После точки минимума на расстоянии кончика вспомогательных лопастей скребка, высота пластин перемещения снова увеличивается в направлении к центру. Последние пластины перемещения,которые расположены ближе всего к центру,имеет одинаковую высоту, при этом внешнее давление скребка дополнительно уплотняет нижний продукт. Таблица 1 Пример 2. Испытания по осаждению показали, что суспензия равномерно распределяется в загустителе в соответствии с настоящим изобретением. В качестве суспензии для испытаний использовали нижний продукт промышленного загустителя, полученный в результате нейтрализации вод, содержащих железо (III), хром (III) и никель (II), а также сульфаты, получаемых при протравливании высокосортной стали. В такой суспензии 52% твердого вещества составляет гипс, а остальное - гидроокиси металла. Диаметр испытательного загустителя составил 1100 мм, и эффективная глубина секции цилиндра равнялась 340 мм. Коническое днище наклонено под углом 9,5 по направлению к центру. В устройстве использовали скребок, в принципе, соответствующий описанию примера 1. Диаметр загрузочного колодца загустителя составил 172 мм, и его эффективная глубина - 315 мм. Отражательные пластины и направляющий конус выполнены в соответствии с описанием вводной части. Использовали смеситель загрузочного колодца спирального типа, то есть, содержащий две трубы, установленные вокруг вала, закрученные на один оборот в направлении перемешивания, и расположенные на постоянном расстоянии от вала. Диаметр смесителя составил 110 мм, а глубина - 252 мм. Нижний продукт, полученный в результате предварительного осаждения при испытаниях осаждения, закачивали обратно в циркуляцию через загрузочный колодец загустителя. Воду также подавали в загрузочный колодец в пропорции три части воды на одну часть нижнего продукта. Воду, отделенную в загустителе, удаляли как продукт слива загустителя. Подачу нижнего продукта и воды пропорционально увеличивали и затем уменьшали с поддержанием одинакового соотношения для определения возможностей по разделению и эффективности разделения загустителя. Вначале флокулянт не использовали, так что рабочие характеристики загустителя в значительной степени зависели от равномерности выхода суспензии из загрузочного колодца при первом перемешивании. В ходе испытания скорость оборотов смесителя составила 127 об/мин и скорость вращения скребка - 0,4 об/мин. На конечных этапах испытания чистый отделенный слой воды был получен при следующих условиях: Таблица 2 В соответствии с описанными выше результатами, максимальную скорость подачи испытательного загустителя можно определить на уровне приблизительно 120 л/ч воды и 40 л/ч нижнего продукта. Неожиданно оказалось, что входные потоки могут быть значительно увеличены при учете свойств осаждения и того факта, что при испытаниях не использовали флокулянт. Отделенный слой воды был совершенно чистым, что также указывает на то, что смеситель, используемый в загрузочном колодце, обеспечивает равномер 12 ную подачу загустителя. Нижний продукт, получаемый в обычном загустителе, который использовали для испытаний, не позволяет обеспечить такие же рабочие характеристики, поскольку отделенный нижний продукт оставался мутным. Пример 3. Испытания по примеру 2 выполняли с использованием флокулянта Fennopol A305, который подавали с дозировкой 0,5 г/л раствора,содержащего 136 мг/кг твердых веществ. Слой продукта слива составил порядка 100 мм и был совершенно чистым при подаче 360 л/ч воды и 120 л/ч нижнего продукта. Смеситель загрузочного колодца, таким образом, обеспечивает равномерное перемешивание воды, нижнего продукта и флокулянта и равномерное их распределение в слой суспензии устройства загустителя. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ осветления и/или загустевания раствора, включающего твердые вещества, при использовании которого суспензию вначале подают в загрузочный колодец, установленный в центре верхней секции зоны осаждения для осветления, где в суспензию подмешивают флокулянт в загрузочном колодце, и из которого суспензию подают в зону осаждения, а осевшие твердые вещества или нижний продукт удаляют через канал выпуска, расположенный в центре зоны осаждения, а очищенный раствор удаляют как продукт слива, отличающийся тем, что флокулянт и суспензию подают в загрузочный колодец в виде слабого потока и перемешивают друг с другом с использованием собственного смесительного элемента загрузочного колодца,после чего перемешанную суспензию подают из загрузочного колодца на направляющий конус,который установлен ниже загрузочного колодца, и проходит до верхней части слоя нижнего продукта, и изнутри направляющего конуса,через отверстия, расположенные на нижней кромке направляющего конуса, в зону осаждения, в верхнюю часть слоя нижнего продукта в виде направленного вниз потока. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на кромке загрузочного колодца установлены отражательные пластины, при этом каналы выпуска в нижней части колодца расположены между отражательными пластинами так, что импульсы давления, образующиеся при работе смесительного элемента в месте расположения отражательных пластин, способствуют равномерному выпуску суспензии. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что скорость выхода суспензии в зону осаждения составляет 0,05-0,2 м/с. 4. Устройство для осветления и/или загустевания раствора, включающего твердые вещества, содержит резервуар (1) осветления и/или осаждения, оборудованный загрузочным колод 13 цем (2) для осаждаемой суспензии, канал (9) выпуска осевших твердых веществ или нижнего продукта, расположенный в центре резервуара осаждения, выпускной желоб (16) для осветленного раствора или продукта слива и систему скребка (10), вращающуюся на валу (11), предназначенную для перемещения нижнего продукта в направлении от кромок к центру резервуара, отличающееся тем, что загрузочный колодец (2) оборудован смесительным элементом(3), вращающимся на валу (4), и который представляет собой спиральный смеситель, выполненный из двух труб (23), закрепленных на валу(4), с помощью элементов (24) крепления, которые огибают вал на 1/3-2 оборота, и направляющим конусом (5) для суспензии, закрепленным в нижней секции загрузочного колодца,состоящим по меньшей мере из одной конической поверхности (31), открытой изнутри и оборудованной каналами (32) направления суспензии. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем,что вал (11) скребка резервуара осаждения расположен так, что он проходит через вал (4) смесительного элемента загрузочного колодца. 6. Устройство по п.4, отличающееся тем,что загрузочный колодец (2) оборудован отражательными пластинами (26). 7. Устройство по п.6, отличающееся тем,что высота, по меньшей мере, некоторых отражательных пластин (26), по существу, равна высоте загрузочного колодца (2). 8. Устройство по п.6, отличающееся тем,что высота, по меньшей мере, некоторых отражательных пластин (26), по существу, составляет 1/3 от высоты загрузочного колодца (2). 14 9. Устройство по п.4, отличающееся тем,что на днище (28) загрузочного колодца установлены каналы (29) выпуска суспензии. 10. Устройство по п.9, отличающееся тем,что каналы (29) выпуска суспензии расположены между отражательными пластинами (26). 11. Устройство по п.4, отличающееся тем,что коническая поверхность (31) направляющего конуса (5) имеет направленный вниз раскрыв под углом 45-75 от горизонтали. 12. Устройство по п.4, отличающееся тем,что направляющий конус (5), прикрепленный к нижней части загрузочного колодца, состоит из двух конических поверхностей (30, 31), открытых изнутри. 13. Устройство по п.12, отличающееся тем,что направляющий конус (5), прикрепленный к нижней части загрузочного колодца, состоит из двух конических поверхностей (30,31), открытых изнутри, из которых верхняя имеет направленный вниз раскрыв под углом 20-45 от горизонтали, а нижняя - под углом 45-75 от горизонтали. 14. Устройство по п.12, отличающееся тем,что по существу вертикальная нижняя кромка(33) соединена с нижней конической поверхностью (31) направляющего конуса. 15. Устройство по п.14, отличающееся тем,что диаметр нижней кромки (33) направляющего конуса составляет 1,3-2 диаметра загрузочного колодца. 16. Устройство по п.12, отличающееся тем,что нижняя коническая поверхность оборудована каналами (32) направления суспензии.

МПК / Метки

МПК: B01F 7/24, B01D 21/24

Метки: устройство, способ, суспензии, осветления

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/8-4972-sposob-i-ustrojjstvo-dlya-osvetleniya-suspenzii.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ и устройство для осветления суспензии</a>

Похожие патенты