КОАГУЛЯТОР Российский патент 1995 года по МПК B01D21/08 C02F1/52 

Изобретение относится к гидрометаллургии и очистке сточных вод и может быть использовано в металлургической, химической, машиностроительной, горной и других областях промышленности.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является коагулятор барабанный КБ-1, содержащий корпус с загрузочным устройством, в котором подводящая труба прикреплена к торцовой стенке коагулятора при помощи сальника, и разгрузочным устройством, опоры, привод и основание для установки опор и привода.

Недостатками данного коагулятора являются недостаточная его производительность из-за неполного заполнения барабана, а также то, что корпус его выполнен целиком из нержавеющей стали, являющейся довольно дорогой. Кроме того, по условиям прочности конструкции корпуса коагулятора, подвергающегося динамическим нагрузкам, требуется довольно толстый лист из нержавеющей стали, но толстый лист значительно усложняет сварочные работы по соединению его в прочную конструкцию корпуса.

Задача изобретения создание прочного, но более дешевого и простого в изготовлении корпуса коагулятора, а также повышение эффекта окисления органических веществ, подвергаемых очистке, приводящее, в свою очередь, к повышению производительности коагулятора, так как уменьшается время очистки и повышается ее качество.

Задача решается тем, что в коагуляторе, содержащем корпус с загрузочными и разгрузочными устройствами, привод, опоры и основание, согласно изобретению загрузочное и разгрузочное устройства выполнены каждое в виде гибкого трубопровода, один конец которого герметично соединен с корпусом, а другой снабжен воронкой, герметично соединенной с трубопроводом посредством, преимущественно, подшипника и опирающегося на него фланца, корпус выполнен в виде двух или нескольких цилиндрических обечаек из биметалла, наружный слой которого составляет обычная сталь, а внутренний нержавеющая сталь, и снабженных в месте соединения обечаек вставкой в виде кольца с прикрепленными к нему пластинами, при этом загрузочное устройство снабжено трубопроводом для подачи кислорода, соосно расположенным внутри гибкого трубопровода.

Изготовление корпуса коагулятора из двух или нескольких обечаек дает возможность качественного проведения сварочных работ с удобным доступом к сварочному шву внутри обечайки, имеющей малую длину, а выполнение корпуса коагулятора из биметалла, верхний слой которого состоит из обычной стали, а внутренний из нержавеющей стали, обеспечивает при сохранении достаточной степени прочности корпуса коагулятора простоту его изготовления, так как внутренний слой корпуса изготавливается из тонкостенного нержавеющего листа, сварка которого производится значительно легче, чем толстостенного. Кроме того, уменьшаются затраты при изготовлении корпуса коагулятора, так как нержавеющая сталь значительно дороже той стали, из которой изготовлен наружный слой корпуса коагулятора.

Причем оборудование загрузочного устройства коагулятора дополнительным трубопроводом для подачи кислорода позволяет увеличить эффект окисления органических и неорганических веществ, а установка вставки в виде кольца в месте соединения цилиндрических обечаек корпуса позволяет закрепить на ней пластины, наличие которых способствует лучшему "ворошению" загрузки, что, в свою очередь, повышает производительность коагулятора, так как увеличивает вероятность возникновения гальванопары между теми материалами, из которых состоит загрузка, за счет разницы их электрохимических потенциалов.

Все эти вместе взятые признаки позволяют решить поставленную задачу, а именно: создать прочный, но более дешевый и простой в изготовлении корпус коагулятора, а также повысить производительность коагулятора за счет повышения эффекта окисления.

На чертеже показан коагулятор, вид сбоку.

Коагулятор содержит горизонтально установленный вращающийся корпус 1, выполненный в виде барабана, состоящего из цилиндрических обечаек 2 и 3 (причем корпус 1 может состоять из двух или нескольких цилиндрических обечаек), выполненных из биметалла, наружный слой которого составляет преимущественно труба 4, выполненная из обычной стали, а внутренний тонкостенный лист 5 из нержавеющей стали, и снабженных в месте соединения обечаек 2 и 3 вставкой 6 в виде кольца, оборудованной пластинами 7. Коагулятор состоит также из основания 8, бандажа 9, привода 10, опор 11, загрузочного устройства 12, выполненного в виде гибкого трубопровода 13, конец 14 которого герметично соединен с горловиной 15 стенки 16 корпуса 1, а другой его конец 17 герметично с воронкой 18 при помощи фланца 19, опирающегося на подшипник 20, установленный с возможностью перемещения во фронтальной плоскости, проходящей по оси коагулятора, и разгрузочного устройства 21, выполненного из гибкого трубопровода 22, один конец 23 которого герметично соединен с горловиной 24 стенки 25 корпуса 1, а другой его конец 26 герметично соединен с воронкой 27 при помощи фланца 28, опирающегося на подшипник 29, установленный также с возможностью перемещения во фронтальной плоскости, проходящей по оси коагулятора. При этом загрузочное устройство 12 снабжено размещенным внутри него трубопроводом 30 для подачи кислорода. Кроме того, корпус 1 оборудован патрубком 31 для заполнения коагулятора загрузкой, патрубком 32 для опорожнения и устройством 33 для удаления воздуха.

Коагулятор работает следующим образом.

Перед началом работы корпус 1 коагулятора через патрубок 31 заполняют загрузкой, представляющей смесь или железного и медного скрапа, или железного скрапа и кокса, составленную в определенных соотношениях. В этой смеси за счет разницы электрохимических потенциалов загружаемых материалов возникают гальванопары, наличие которых позволяет вести процесс очистки сточной воды. Затем воронки 18 и 27 за счет перемещения соответствующих подшипников 20 и 29 устанавливаются на определенной высоте относительно друг друга, создавая необходимый перепад высот, что в конечном итоге обеспечивает условия для полного заполнения коагулятора. После этого исходную жидкость, подвергаемую очистке, подают в коагулятор через загрузочное устройство 12, для чего воду вливают в приемную воронку 18, откуда она через гибкий трубопровод 13 и горловину 15 поступает в корпус 1 коагулятора. Затем включают привод 10 и корпус 1 вместе с загрузочным устройством 12 и разгрузочным устройством 21 начинает вращаться. При этом в рабочей зоне корпуса 1 протекают электрохимические процессы с образованием магнитных форм соединений железа, прежде всего магнетита. Одновременно с этим протекает несколько электрохимических и химических процессов. Причем в корпус 1 при помощи гибкого трубопровода 30 подают кислород, который увеличивает эффект окисления органики. В то же время при помощи пластин 7, приваренных к вставке 6 в месте соединения обечаек 2 и 3, обеспечивается процесс "ворошения" загрузки, заполняющей корпус 1 коагулятора, что также усиливает процесс очистки исходной воды. В результате всех процессов, происходящих в коагуляторе, получаем сточные воды с высокой степенью очистки от различных примесей. Очищенная вода через горловину 24, гибкий трубопровод 22 и воронку 27 выводится за пределы коагулятора. Воздух, неизбежно скапливающийся в верхней части корпуса 1 коагулятора, выводится за его пределы при помощи специального устройства 33.

Процесс очистки воды идет непрерывно, поэтому по мере истощения загрузки ее периодически восполняют, загружая более крупные фракции через патрубок 31, а мелкие через загрузочное устройство 12. При этом использованную загрузку периодически удаляют также при помощи патрубка 31, а полное удаление воды из коагулятора (для осмотра, ремонта) осуществляют через патрубок 32.

Предлагаемое изобретение является промышленно применимым, так как небольшие изменения (к тому же простые в изготовлении) в конструкции коагулятора позволяют упростить изготовление, а также сократить расход дефицитного материала за счет того, что корпус коагулятора можно изготавливать не полностью из нержавеющей стали, а только частично, не снижая при этом прочностных характеристик и коррозионной стойкости самого корпуса, что значительно увеличивает экономическую эффективность коагулятора. При этом увеличению экономической эффективности коагулятора способствует установка в загрузочном устройстве коагулятора трубопровода для подачи кислорода и оборудования корпуса коагулятора в месте соединения обечаек, из которых состоит корпус коагулятора, вставкой в виде кольца, снабженной пластинами.

Следует отметить, что коагуляторы нашли самое широкое распространение как в гидрометаллургии и в области очистки сточных вод, так и при выделении из растворов ионов благородных металлов, тяжелых металлов, мышьяка, изотопов и других радиоактивных элементов. Кроме того, ЮНЕСКО рекомендовало метод очистки при помощи коагуляторов как наиболее перспективный в экономическом плане метод очистки сточных вод, поэтому предположительно предлагаемый коагулятор будет широко использоваться в промышленности, т.е. будет промышленно применимым.

Использование: при очистке сточных вод. Сущность изобретения: коагулятор содержит корпус с загрузочным и разгрузочным устройствами, выполненными каждое в виде гибкого трубопровода, один конец которого герметично соединен с корпусом, а другой оборудован воронкой, герметично соединенной с трубопроводом посредством, например, фланца, опирающегося на подшипник, привод, опоры и основание. Корпус коагулятора состоит из двух или нескольких цилиндрических обечаек, выполненных из биметалла, наружный слой которого состоит из обычной стали, а внутренний из нержавеющей стали, и снабженных в месте соединения обечаек вставкой в виде кольца с прикрепленными к нему пластинами. Загрузочное устройство снабжено трубопроводом для подачи кислорода, соосно расположенным внутри гибкого трубопровода. 1 ил.

КОАГУЛЯТОР, содержащий корпус с загрузочным и разгрузочным устройствами, привод, опоры и основание, отличающийся тем, что загрузочное и разгрузочное устройства выполнены каждое в виде гибкого трубопровода, один конец которого герметично соединен с корпусом, а другой снабжен воронкой, герметично соединенной с трубопроводом посредством преимущественно подшипника и опирающегося на него фланца, корпус выполнен в виде двух или нескольких цилиндрических обечаек из биметалла, наружный слой которого состоит из обычной стали, а внутренний из нержавеющей стали, снабженных в месте соединения вставкой в виде кольца с прикрепленными к нему пластинами, при этом загрузочное устройство снабжено трубопроводом для подачи кислорода, соосно расположенным внутри гибкого трубопровода.