КОАГУЛЯТОР Российский патент 1997 года по МПК C02F1/463 

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

Известен коагулятор барабанный КБ-1, содержащий горизонтально расположенный корпус, выполненный из нержавеющей стали и снабженный загрузочным и разгрузочным устройствами, стационарно закрепленными в торцевых стенках корпуса, опорные ролики, раму, привод и пульт управления.

Основным недостатком данного коагулятора является недостаточная его производительность, обусловленная практически отсутствием условий для создания более полного процесса окисления, лучше всего происходящего на границе воздух-вода, т. е. отсутствием условий для создания развитой смоченной поверхности загрузки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к описываемому изобретению является другой коагулятор барабанный КБ-1, содержащий горизонтально расположенный корпус, выполненный из нержавеющей стали и снабженный загрузочным и разгрузочным устройствами, стационарно закрепленными в торцевых стенках корпуса, опоры, привод и основание для установки опор и привода, причем подводящая труба загрузочного устройства герметично прикреплена к торцевой стенке коагулятора.

Данный коагулятор принимаем в качестве прототипа.

Основным недостатком прототипа является недостаточная его производительность, определяемая тем, что практически нет условий для создания полного процесса окисления, так как процесс окисления лучше всего происходит на границе воздух-вода, а таких условий для создания развитой смоченной поверхности загрузки в данной конструкции коагулятора явно недостаточно.

Другим недостатком данного коагулятора является то, что неизбежна утечка воды через сальниковое уплотнение подающего трубопровода (при помощи которого подающий трубопровод крепится к торцевой стенке коагулятора), работающего в очень тяжелых условиях, причем тяжелые условия работы сальникового уплотнения вызваны тем, что в период работы коагулятора корпус коагулятора постоянно вращается, а подающий трубопровод, при этом, остается неподвижным, что вызывает довольно большую нагрузку, оказываемую на сальниковое уплотнение, что требует затраты дополнительной мощности и приводит в конце концов в разгерметизации соединения.

Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является, прежде всего, повышение производительности коагулятора, которая в заявляемом изобретении решается за счет создания условий для проведения полного процесса окисления, т. е. для создания развитой смоченной поверхности загрузки. Помимо этого ставится задача создания такой конструкции загрузочного устройства, которая исключала потребление дополнительной энергии, наружные утечки воды, а также случаи интенсивного выноса загрузки. При этом, конструкция загрузочного устройства предусматривает простоту и доступность осмотра, ремонта, а при необходимости и замены износившихся частей.

Таким образом, учитывая все вместе взятое, становится задача создания коагулятора с такими конструктивными особенностями, которые сделали бы его работу не только высокоэффективной, но и достаточно простой и надежной в эксплуатации.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый коагулятор отличается тем, что корпус расположен под углом к горизонтальной плоскости и снабжен съемной перфорированной стенкой, а загрузочное устройство выполнено в виде распределительной трубы, установленной по оси вращения корпуса с зазором между нижним ее концом и съемной стенкой корпуса, причем верхняя часть распределительной трубы закреплена на съемной стенке, а нижняя ее часть снабжена ребрами.

Заявляемый коагулятор представляет из себя единое целое только во взаимосвязи всех заявляемых признаков, совокупность которых достаточна для достижения технического результата, заключающегося в проведении полного процесса окисления, а также в увеличении того пути, который проходит вода, подвергаемая очистке, что приводит к повышению производительности коагулятора, а также к повышению качества очистки.

Так расположение корпуса коагулятора под углом к горизонтальной плоскости создает условия, при которых загрузка в коагуляторе при его вращении начинает совершать сложные перемещения, в результате которых большую часть времени находится в контакте с тонким слоем как очищаемой воды, так и воздуха, т. е. создаются условия для проведения полного процесса окисления, лучше всего происходящего на границе воздух-вода (как если бы загрузку смочили и тонко-тонко рассыпали). При этом усиливается эффект гальванопары.

В то же время, выполнение загрузочного устройства съемным позволяет легко и удобство осмотреть его, отремонтировать, а при необходимости и заменить, что значительно улучшает условия эксплуатации коагулятора.

Причем, снабжение загрузочного устройства распределительной трубой, установленной с зазором между нижним ее концом и стенкой коагулятора, обеспечивает подачу очищенной воды в самое удаленное от слива место, увеличивая, тем самым, время для ее обработки и повышая, следовательно, производительность коагулятора и качество очистки.

Установка распределительной трубы по оси вращения коагулятора дает возможность осуществить подачу очищаемой воды в коагулятор, так как в процессе работы коагулятор осуществляет вращение вокруг своей оси, поэтому установка распределительной трубы по оси, поэтому установка распределительной трубы по оси вращения является единственно правильным техническим решением, потому что положение распределительной трубы, в этом случае, остается неизменным. При условии установки распределительной трубы в любом другом месте распределительная труба будет совершать вращение вместе с коагулятором, а это сделает подвод очищаемой воды практически невозможным.

При этом, оборудование верхней части распределительной трубы диском дает возможность не только закрепить распределительную трубу в требуемом для этого месте, но и позволяет предотвратить вынос загрузки из корпуса коагулятора. В то же время, выполнение съемной стенки перфорированной создает условия для вывода очищенной воды из коагулятора.

Кроме того, оборудование нижней части распределительной трубы ребрами позволяет не только точно установить распределительную трубу по оси вращения коагулятора и с необходимым для этого зазором между нижней ее частью и стенкой коагулятора, но и способствует более интенсивному перемешиванию загрузки.

Все это вместе взятые признаки позволяет решить поставленную задачу, а именно, создать простую и удобную для коагуляции конструкцию коагулятора, а также повысить производительность коагулятора за счет создания развитой смоченной поверхности загрузки, ведущей к созданию более полного процесса окисления.

Изобретение поясняется чертежом, на котором показан коагулятор, вид сбоку.

Коагулятор состоит из вращающегося корпуса 1, выполненного в виде барабана, заполненного загрузкой, и установленного под углом к горизонтальной плоскости, основания 2, содержащего опорно-приводной вал 3, опирающийся на подшипник 4, установленный в опоре 5 и привода 6. Корпус 1 коагулятора оборудован съемной перфорированной стенкой загрузочным устройством 7, состоящим из подводящей трубы 8, распределительной трубы 9, верхняя часть 10 которой закреплена на перфорированной стенке 11, а нижняя часть 12 снабжена ребрами 13. Причем, нижняя часть 12 распределительной трубы 9 установлена с зазором между стенкой 14 корпуса 1 коагулятора.

Помимо этого корпус 1 коагулятора снабжен патрубком 15 для опорожнения.

Коагулятор работает следующим образом.

Перед началом работы корпус 1 коагулятора, выполненный или из нержавеющей стали, или из полимерных материалов, или из биметалла и т. д. заполняют загрузкой, представляющей из себя, например, смесь или железного и медного скрапа, или железного скрапа и кокса, составленные в определенных соотношениях.

В этих случаях за счет разницы электрохимических потенциалов загружаемых материалов возникают гальванопары, наличие которых позволяет вести процесс очистки сточной воды.

Для заполнения загрузкой корпуса 1 коагулятора или удаляют съемное загрузочное устройство 7 и через образовавшийся проем засыпают загрузку, или загрузку засыпают через окна перфорированного диска.

Затем исходную жидкость, подвергаемую очистке, подают в коагулятор через подводящую трубу 8. Исходная жидкость из подводящей трубы 8 попадает в распределительную трубу 9, а из нее в корпус 1 коагулятора. Включают привод 6 и корпус 1 начинает вращаться. Одновременно с вращением корпуса 1 коагулятора начинает перемещаться загрузка, заполняющая корпус 1 коагулятора, что приводит к созданию огромного количества гальванопар.

При этом в рабочей зоне корпуса 1 протекают электрохимические процессы с образованием магнитных форм соединений железа и, прежде всего, магнетита. Одновременно с этим протекают несколько электрохимических, химических процессов, за счет которых усиливается эффект очистки исходной жидкости. Причем, загрузка за счет установки корпуса 1 коагулятора под углом к горизонтальной плоскости и наличии загрузочного устройства 7 совершает сложные перемещения, находясь, при этом, большую часть времени в контакте с тонким слоем исходной жидкости и воздуха, усиливая, тем самым, эффект гальванопары, а следовательно, и процесс окисления, лучше всего происходящего на границе воздух-вода.

Таким образом, исходная жидкость, выходящая из распределительной трубы 9, проходит между зернами загрузки и очищается. После этого очищенную воду через отверстия в перфорированном диске 11 выводят за пределы коагулятора.

Процесс очистки ведут непрерывно, поэтому, по мере истощения загрузки, ее периодически выполняют.

При этом, для осмотра или ремонта коагулятора предварительно из него при помощи патрубка 15 удаляют воду. Затем вынимают загрузочное устройство 7 и через образовавшийся проем производят осмотр, ремонт, а при необходимости и замену как корпуса 1 коагулятора, так и загрузочного устройства.

Заявляемое изобретение является промышленно применимым, так как небольшие изменения (к тому же простые в изготовлении) в конструкции коагулятора позволяют значительно повысить производительность коагулятора и эффективность очистки сточных вод за счет того, что создаются условия для проведения более полного процесса окисления ввиду расположения корпуса коагулятора под углом к горизонтальной плоскости и наличия съемного загрузочного устройства, что приводит к сложным перемещениям загрузки коагулятора при его вращении, в результате которых загрузка большую часть времени находится в контакте с тонким слоем воды и воздуха.

Причем, конструкция заявляемого коагулятора довольно проста и, самое главное, удобна в эксплуатации, так и наличие съемного загрузочного устройства позволяет легко и удобно осмотреть и отремонтировать не только самое устройство, но и корпус коагулятора.

Кроме того, исключаются случаи утечки воды через различные неплотности, а также случаи выноса загрузки и потребление дополнительной энергии.

Следует отметить, что коагуляторы нашли самое широкое распространение как в области гидрометаллургии и в области очистки сточных вод, так и при извлечении из растворов ионов благородных металлов, тяжелых металлов, мышьяка, изотопов стронция и других радиоактивных элементов. К тому же Юнеско рекомендовало метод очистки при помощи коагуляторов как наиболее эффективной в экологическом плане метод очистки сточных вод. Поэтому легко предложить, что заявляемый коагулятор, имеющий высокую производительность и эффективность очистки сточных вод, будет широко использоваться в промышленности, т. е. будет промышленно применимым.

Изобретение относится к области гидрометаллургии и очистки сточных вод и может быть использовано в металлургической, химической, машиностроительной, горной промышленности, а также в других областях. Коагулятор содержит вращающийся корпус, одна из стенок которого выполнена съемной и перфорированной, загрузку в виде гальванического элемента, загрузочное устройство в виде распределительной трубы, нижняя часть которой установлена на расстоянии от стенки, противоположной съемной стенке, и снабжена ребрами, а верхняя часть закреплена на съемной стенке, разгрузочное устройство, привод, опоры, основание. 1 ил.

Коагулятор, содержащий вращающийся корпус с загрузочным и разгрузочным устройствами, загрузку в виде гальванического элемента, привод, опоры и основание, отличающийся тем, что корпус расположен под углом к горизонтальной плоскости, при этом одна из стенок корпуса выполнена съемной и перфорированной, загрузочное устройство выполнено в виде распределительной трубы, нижняя часть которой установлена на расстоянии от стенки, противоположной съемной стенке, и снабжена ребрами, а верхняя часть закреплена на съемной стенке.