СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ТВЕРДОЙ ФРАКЦИИ ПУЛЬПЫ Российский патент 2015 года по МПК B01D37/00 B01D29/11 

Предлагаемый способ выделения твердой фракции пульпы предназначен для обезвоживания извлекаемых насосом земснаряда донных отложений с целью их транспортировки для переработки или хранения.

Известен способ выделения твердой фракции пульпы с помощью пресс-фильтров, где отделение производится путем подачи пульпы в ряд замкнутых камер с последующим уменьшением их объема за счет перемещения образующих камеры плит с поверхностями из фильтрующего материала. При этом обеспечивается достаточно быстрое и эффективное обезвоживание твердой фракции. Такой способ описан, например, в кн. А.Г. Касаткин «Основные процессы и аппараты химических производств». ГНТизд. Химической литературы. 1955, с.755.

Недостатками этого способа являются сложность и высокая стоимость оборудования для его реализации и отсутствие непрерывности процесса из-за необходимости после каждого сжатия выгрузки твердой фракции.

Наиболее современным способом выделения твердой фракции пульпы является ее закачка в мягкие контейнеры Geotube, выполненные из фильтрующего материала. Разработанная технология Geotube Dewatering состоит в закачке пульпы в контейнер до его заполнения и последующего удаления фильтрата через поры ткани и его испарение или вымораживание. Процесс фильтрации ведется под перепадом давлений, создаваемым высотой уровня пульпы в контейнере. Затем контейнер разрезается и твердая фракция извлекается для транспортировки. Такой способ описан, например, в ж. «Экология производства», 2010, №5 и принят в качестве прототипа.

Его недостатками является длительность процесса обезвоживания (до 4-х месяцев), связанная с уменьшающимся по мере удаления фильтрата перепадом давлений на фильтрующих поверхностях контейнера, исключением из участия в процессе верхней части поверхности контейнера, где не создается перепад давлений, и забиванием пор фильтрующей поверхности нижней части осаждающимися твердыми частицами.

Технической задачей предлагаемого способа выделения твердой фракции пульпы является повышение его эффективности путем интенсификации процесса фильтрации.

Технический результат обеспечивается тем, что в контейнере поддерживают заданное избыточное давление регулированием подачи насоса в зависимости от заполненности контейнера и проницаемости фильтрующей поверхности.

Фильтрацию из контейнера производят через верхнюю часть его поверхности, выполненную из фильтрующего материала, например фильтрующего геотекстиля.

Сущность предлагаемого способа состоит в непрерывной подаче насосом в замкнутый контейнер пульпы в количестве, равном количеству фильтруемой через его стенки под заданным перепадом давлений жидкости.

Полость замкнутого контейнера, стенки которого выполнены из фильтрующего материала, соединяют с напорной линией насоса подающего пульпу. После заполнения контейнера пульпой в нем создается избыточное давление, величина которого определяется величиной подачи пульпы и расходом фильтрата. Внешняя утечка (расход) фильтрата первоначально зависит от площади и проницаемости фильтрующей поверхности и давления в полости. Подобрав насос с соответствующей напорно-расходной характеристикой, можно обеспечить требуемую величину избыточного давления исходя из максимального расхода фильтрата при обеспечении допустимых по условиям прочности напряжений в стенках контейнера. При постоянной подаче пульпы и одновременной утечке фильтрата контейнер все больше будет заполняться твердой фракцией. При этом эффективность фильтрации будет уменьшаться из-за образования дополнительного слоя твердой фракции и забивания пор фильтрующей ткани. Для поддержания необходимой величины избыточного давления производят автоматическое уменьшение подачи насоса любым известным способом (уменьшение частоты вращения вала, уменьшение проходного сечения задвижки, установка регулятора постоянного давления и т.д.).

Процесс заполнения контейнера прекращается, когда подача насоса достигает заданной минимальной величины.

По мере заполнения контейнера твердой фракцией удаление фильтрата через нижнюю часть стенок и днище становится все менее эффективным. Кроме того, ограничение напряжений, определяемых прочностью фильтрующего материала, не позволяет повысить давление в контейнере. Предлагается реализация предлагаемого способа путем организации фильтрации только через верхнюю часть поверхности контейнера, выполненную из фильтрующего материала. Она герметично соединяется с нижней частью, выполненной из более прочного нефильтрующего материала. Уменьшение площади фильтрующей поверхности компенсируется возможностью увеличения давления в контейнере, а следовательно, скорости фильтрации. Кроме того, фильтрующий материал, расположенный в верхней части контейнера, меньше забивается твердыми частицами, а площадь фильтрации при заполнении контейнера твердой фракцией изменяется незначительно, позволяет упростить систему автоматического поддержания заданного перепада давлений.

Изобретение относится к способам выделения твердой фракции пульпы и может быть использовано для обезвоживания извлекаемых насосом земснаряда донных отложений. Способ выделения твердой фракции пульпы характеризуется тем, что осуществляют непрерывную подачу пульпы насосом в замкнутый контейнер, верхняя часть которого выполнена из фильтрующего материала, а нижняя часть - из более прочного нефильтрующего материала, при этом в контейнере поддерживают заданное избыточное давление путем автоматического уменьшения подачи насоса при увеличении наполняемости контейнера твердой фракцией пульпы и снижении проницаемости фильтрующей поверхности. Технический результат: повышение эффективности выделения твердой фракции пульпы путем интенсификации процесса фильтрации. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ выделения твердой фракции пульпы, характеризующийся тем, что осуществляют непрерывную подачу пульпы насосом в замкнутый контейнер, верхняя часть которого выполнена из фильтрующего материала, а нижняя часть - из более прочного нефильтрующего материала, при этом в контейнере поддерживают заданное избыточное давление путем автоматического уменьшения подачи насоса при увеличении наполняемости контейнера твердой фракцией пульпы и снижении проницаемости фильтрующей поверхности.

2. Способ выделения твердой фракции по п.1, отличающийся тем, что фильтрацию из контейнера производят через верхнюю часть его поверхности, выполненной из фильтрующего материала.