УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ТВЕРДЫХ ВЕЩЕСТВ И ЖИДКОСТЕЙ И СПОСОБ ИХ РАЗДЕЛЕНИЯ Российский патент 2018 года по МПК B01D12/00 B01D11/02 B01D15/00 C02F11/00 C02F11/14 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к разделителю твердых веществ и жидкостей и к способу разделения твердых веществ и жидкостей.

Уровень техники

Из уровня техники, относящегося к настоящему изобретению, известны патентный документ 1 и патентный документ 2.

В патентном документе 1 описана установка для удаления воды из содержащего воду угля путем использования цикла изменения состояния вещества (далее - вещество А), которым является газ при нормальной температуре и нормальном давлении и которое способно растворять воду и масло в сжиженном состоянии.

В патентном документе 2 описан источник теплоты, который используется в цикле изменения состояния упомянутого вещества А, и способ его применения.

Список процитированных материалов

Патентная литература

Патентный документ 1: WO 2003/101579

Патентный документ 2: WO 2008/111483

Краткое изложение сущности изобретения

Техническая задача

В качестве вещества А, которым является газ при нормальной температуре и нормальном давлении и которое способно растворять воду и масло при его ожижении, известны различные вещества. В патентном документе 1 описан способ разделения твердых веществ и жидкостей с использованием характеристик вещества А. В патентном документе 1 в качестве одного из примеров вещества А выбран DME (простой диметиловый эфир), который используется для удаления воды из угля. Поскольку в этом случае при изменении состояния DME используют компрессор, требуется выбирать компрессор безмасляного типа. В качестве компрессоров безмасляного типа известны турборефрижератор, винтовой рефрижератор, поршневой рефрижератор и т.п., но не существует промышленно применимого компрессора, поскольку недостатком безмасляных компрессоров перечисленных типов является слишком большое минимальное количество вещества для обработки, слишком короткий интервал между циклами технического обслуживания и т.п. при разделении твердых веществ и жидкостей с использованием вещества А.

Кроме того, для эффективного управления циклом требуется поддерживать надлежащее количество DME в цикле. Однако при большом количестве DME в цикле в теплообменнике образуется неблагоприятная для теплообмена жидкая фаза, а при малом количестве DME там, где в цикле должна присутствовать жидкая фаза, образуется газожидкостный двухфазный поток, в результате чего снижается эффективность цикла. Соответственно, необходим комплексный расчет надлежащего высокоэффективного количества DME с использованием диаграммы Р-Н на основе измеренных температур, давлений, расходов потоков и т.п., хотя надлежащее высокоэффективное количество DME лежит в узком интервале, а количество DME в цикле сложно точно определять и регулировать.

В патентном документе 2 описана установка с использованием теплоты внешней среды для обеспечения теплоты конденсации и теплоты испарения DME. Однако эффективность установки значительно снижается при отсутствии внешней среды с температурой, применимой для цикла изменения состояния DME. Кроме того, даже при наличии внешней среды с применимой температурой эффективность теплообмена является более низкой, чем в патентном документе 1, поскольку из-за использования теплосодержания отдельной среды требуется увеличение размеров теплообменника. К тому же, при использовании в качестве источника теплоты внешнего теплоносителя, который зависит от среды, в нем часто содержатся примеси, что приводит к загрязнению и забиванию теплообменника со стороны впуска внешней среды и снижению эффективности теплообмена, в результате чего требуется частое техническое обслуживание.

Соответственно, в настоящем изобретении предложен разделитель твердых веществ и жидкостей, который способен с высокой эффективностью изменять состояние вещества А и имеет низкую частоту технического обслуживания.

Решение задачи

С целью решения описанной выше задачи в настоящем изобретении предложен разделитель твердых веществ и жидкостей, в котором используется вещество А, способное растворять воду и масло, и осуществляется удаление воды и масла из подлежащего обработке объекта, которым является смесь воды и твердого вещества, масла и твердого вещества или воды, масла и твердого вещества в качестве подлежащего обработке объекта, при этом разделитель твердых веществ и жидкостей содержит вещество В, которое циркулирует, вызывая изменение состояния в замкнутой системе, компрессор, который сжимает вещество В, первый теплообменник, в котором происходит обмен теплотой конденсации вещества В и теплотой испарения вещества А, средство расширения, которое возвращает конденсированное вещество В к состоянию до сжатия, второй теплообменник, в котором происходит обмен теплотой испарения вещества В и теплотой конденсации вещества А, бак для обработки, в котором смешиваются вещество А, конденсированное во втором теплообменнике после испарения вещества А при отделении от воды и масла в первом теплообменнике, и подлежащий обработке объект, и насос для перекачивания вещества А.

В настоящем изобретении дополнительно предложен разделитель твердых веществ и жидкостей, в котором между первым теплообменником, в котором конденсируется вещество В, и средством расширения находится третий теплообменник, в котором для регулирования температуры вещества В используется наружный воздух или охлаждающая вода.

Кроме того, в настоящем изобретении предложен разделитель твердых веществ и жидкостей, в котором внутри бака для обработки или в канале для извлечения подлежащего обработке объекта из бака для обработки установлен магнитный разделитель для отделения магнитного вещества с сохранением смеси твердого вещества, содержащего магнитное вещество в качестве подлежащего обработке объекта, в виде дисперсии в веществе А.

В настоящем изобретении дополнительно предложен разделитель твердых веществ и жидкостей, в котором первым теплообменником является теплообменник кожухотрубного типа и предусмотрен датчик уровня жидкости, определяющий уровень слоя воды или слоя масла, которое осаждается в нижней части оболочки.

В настоящем изобретении дополнительно предложен разделитель твердых веществ и жидкостей, в котором вторым теплообменником является теплообменник кожухотрубного типа и предусмотрен датчик уровня жидкости, определяющий уровень вещества А, которое осаждается в нижней части оболочки.

Кроме того, с целью решения упомянутой выше задачи в настоящем изобретении предложен способ разделения твердых веществ и жидкостей, в котором используется вещество А, способное растворять воду и масло, и осуществляется удаление воды и масла из подлежащего обработке объекта, которым является смесь воды и твердого вещества, масла и твердого вещества или воды, масла и твердого вещества в качестве подлежащего обработке объекта, при этом способ включает циркуляцию вещества В, которое вызывает изменение состояния в замкнутой системе, сжатие вещества В, обмен теплотой конденсации вещества В и теплотой испарения вещества А в первом теплообменнике, возврат конденсированного вещества В к состоянию до сжатия, обмен теплотой испарения вещества В и теплотой конденсации вещества А во втором теплообменнике и смешивание вещества А, конденсированного во втором теплообменнике после испарения вещества А при отделении от воды и масла в первом теплообменнике, и подлежащего обработке объекта.

Кроме того, в настоящем изобретении предложен способ разделения твердых веществ и жидкостей, в котором между первым теплообменником и средством расширения находится третий теплообменник, в котором для регулирования температуры вещества В используется наружный воздух или охлаждающая вода.

В настоящем изобретении дополнительно предложен способ разделения твердых веществ и жидкостей, в котором для отделения магнитного вещества с сохранением смеси твердого вещества, содержащего магнитное вещество в качестве подлежащего обработке объекта, в виде дисперсии в веществе А предусмотрен магнитный разделитель в канале после конденсации вещества А во втором теплообменнике.

В настоящем изобретении дополнительно предложен способ разделения твердых веществ и жидкостей, в котором в качестве первого теплообменника используется теплообменник кожухотрубного типа и имеется датчик уровня жидкости, определяющий уровень слоя воды или слоя масла, которое осаждается в нижней части оболочки теплообменника.

В настоящем изобретении дополнительно предложен способ разделения твердых веществ и жидкостей, в котором в качестве второго теплообменника используется теплообменник кожухотрубного типа и имеется датчик уровня жидкости, определяющий уровень вещества А, которое осаждается в нижней части оболочки теплообменника.

Полезные результаты изобретения

За счет устройства и способа разделения твердых веществ и жидкостей путем использования цикла изменения состояния вещества А, которым является газ при нормальной температуре и нормальном давлении, в настоящем изобретении может быть обеспечен разделитель твердых веществ и жидкостей и способ разделения твердых веществ и жидкостей, который позволяет изменять состояние описанного вещества в надлежащем количестве для обработки, увеличивать интервал между циклами технического обслуживания устройства, а также легко определять и регулировать количество вещества А в цикле и обеспечивать эффективную работу.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показан один из примеров блок-схемы разделителя твердых веществ и жидкостей согласно настоящему изобретению.

На фиг. 2 показан один из примеров диаграммы зависимости температуры и энтальпии (диаграммы Т-Н), иллюстрирующей изменение состояния каждого из веществ двух типов, которые используются в настоящем изобретении.

На фиг. 3 показан другой пример блок-схемы разделителя твердых веществ и жидкостей согласно настоящему изобретению.

Описание вариантов осуществления

Далее со ссылкой на чертежи описаны варианты осуществления настоящего изобретения.

1-й вариант осуществления

Разделитель твердых веществ и жидкостей и способ разделения твердых веществ и жидкостей согласно настоящему изобретению позволяют разделять смесь твердого вещества, воды и масла и получать, соответственно, твердое вещество, воду и масло. Кроме того, разделитель твердых веществ и жидкостей и способ разделения твердых веществ и жидкостей согласно настоящему изобретению также могут применяться в случае смеси твердого вещества и воды и смеси твердого вещества и масла. В частности, разделитель твердых веществ и жидкостей и способ разделения твердых веществ и жидкостей могут применяться для разделения твердых веществ и жидкостей различных типов, такого как разделение воды, масла и твердого вещества отстоя, образующегося при очистке воды, очистке почвы, загрязненной маслом, удалении воды/масла из планктона и десорбции примесей, абсорбированных активированным углем, который используется для очистки воды.

Хотя разделитель твердых веществ и жидкостей и способ разделения твердых веществ и жидкостей согласно настоящему изобретению описаны далее на примере устройства и способа регенерации активированного угля, применение настоящего изобретения не ограничено устройством и способом регенерации активированного угля.

Конфигурация устройства для регенерации активированного угля, которое является одним из примеров применения настоящего изобретения, будет описана со ссылкой на фиг. 1. В этом варианте осуществления в качестве вещества А, которое способно растворять воду и масло, используется простой диметиловый эфир (DME), а в качестве вещества (далее - вещество В), которое циркулирует, вызывая изменение состояния в замкнутой системе, используется хлорфторуглерод. Кроме того, в качестве примера показано применение двух теплообменников кожухотрубного типа, через которые во внетрубную зону поступает DME.

Сначала по трубопроводу 11 насоса 1 подают сжиженный DME в бак 2 для обработки, в который загружен использованный активированный уголь. В баке 2 для обработки растворяют примеси, такие как масло, сцепленное с активированным углем, в DME вместе со сцепленной с ним водой. Подают по трубопроводу 12 примеси и воду в первый теплообменник 3, пока они остаются растворенными в сжиженном DME. Поскольку в первый теплообменник 3 непрерывно поступает хлорфторуглерод с более высокой температурой, чем температура сжиженного DME, сжиженный DME нагревается до температуры кипения или более высокой температуры за счет скрытой теплоты и теплосодержания хлорфторуглерода, превращается в газообразный DME и выпускается. Большая часть воды и примесей, которые растворены в сжиженном DME, остаются внутри первого теплообменника 3 и не испаряются, поскольку температура в этот момент находится на уровне температур кипения воды и примесей или более низком уровне. Выпускаемый газообразный DME с высокой степенью чистоты подается во второй теплообменник по трубопроводу 13. Поскольку во второй теплообменник 4 непрерывно поступает хлорфторуглерод с более низкой температурой, чем температура сжиженного DME, газообразный DEM охлаждается до температуры кипения или более низкой температуры, превращается в сжиженный DME и выпускается. Выпускаемый сжиженный DME поступает в насос 1 по трубопроводу 14, в результате чего образуется цикл изменения состояния DME.

Кроме того, в первом теплообменнике 3 постепенно возрастают концентрации воды и примесей, и начинается выпадение в осадок не полностью смешанного вещества, такого как вода. Количество осадка является большим сразу после начала работы и постепенно снижается до нуля с повышением скорости очистки активированного угля. Соответственно, путем непрерывного измерения уровня воды с помощью датчика 7 уровня жидкости можно определять момент окончания очистки активированного угля. Дополнительно предусмотрен датчик 8а уровня жидкости для определения уровня сжиженного DME. Уровень сжиженного DME поддерживают ниже отверстия для выпуска газообразного DME и выше высокотемпературной стороны трубопровода (трубы) теплообменника, за счет чего ограничивается вытекание примесей и может поддерживаться высокая эффективность теплообмена.

Во втором теплообменнике 4 имеется датчик 8b уровня жидкости для определении уровня сжиженного DME. Уровень сжиженного DME поддерживают выше отверстия для выпуска газообразного DME и ниже низкотемпературной стороны трубопровода (трубы) теплообменника, за счет чего ограничивается вытекание двухфазного потока и может поддерживаться высокая эффективность теплообмена. Регулировка уровня жидкости может осуществляться путем изменения скорости работы насоса 1 или компрессора 5, и в случае избыточного и недостаточного количества DME в цикле, оно может регулироваться с помощью насоса, клапана и т.п. с использованием бака (не показанного), установленного вне цикла.

В начале работы уровень воды в баке 2 для обработки снижается, в результате чего количество DME в цикле для поддержания эффективной работы постепенно становится недостаточным. Тем не менее, в традиционном способе с использованием изменения давления с целью изменения состояния DME для подтверждения образования жидкой фазы используется диаграмма Р-Н на основании температуры и давления в выпускном отверстии участка конденсации после сжатия, но при нахождении цикла в рабочем состоянии невозможно подтвердить, что количество является надлежащим. Кроме того, хотя эффективность цикла DME в традиционном способе становится тем выше, чем меньше разность температур между участком испарения и участком конденсации, при уменьшении разности температур снижается степень переохлаждения после конденсации. Соответственно, повышается вероятность выпуска DME в виде двухфазного потока, а с учетом погрешности измерительного оборудования сложно продолжать эффективную работу.

В отличие от этого, в варианте осуществления настоящего изобретения можно легко определять количество DME в цикле во время работы, как описано выше, и даже при изменении применимого количества DME в соответствии с рабочими условия условиями его можно немедленно скорректировать до надлежащего уровня.

В то же время, хлорфторуглерод, который обеспечивает DME тепловой энергией и энергией холода, превращается в газ с высокой температурой и под высоким давлением, выпускается из компрессора 5 и по трубопроводу 21 поступает в первый теплообменник 3. В нем хлорфторуглерод с высокой температурой при конденсации отдает DME теплоту конденсации, а сжиженный DME использует ее как теплоту испарения и превращается в газообразный DME. Сжиженный хлорфторуглерод проходит по трубопроводу 22, возвращается к состоянию до сжатия в расширительном клапане 6, в результате чего его температура и давление снижаются, и образуется двухфазный поток, подаваемый по трубопроводу 23 во второй теплообменник 4. В нем газообразный DME с высокой температурой при конденсации отдает теплоту конденсации хлорфторуглероду, и хлорфторуглерод с низкой температурой использует ее в качестве теплоты испарения и превращается в газообразный хлорфторуглерод. Газообразный хлорфторуглерод подается в компрессор 5 по трубопроводу 24, в результате чего образуется холодильный цикл.

На фиг. 2 показана диаграмма Т-Н, иллюстрирующая зависимость цикла хлорфторуглерода, который используется в настоящем изобретении, и DME. Хлорфторуглерод проходит стадии сжатия, конденсации, расширения и испарения как в обычном холодильном цикле. Поскольку на стадии конденсации генерируется большое количество скрытой теплоты, она отдается DME с более низкой температурой и используется в качестве теплоты испарения DME. Кроме того, поскольку скрытая теплота испарения становится необходимой на стадии испарения хлорфторуглерода, получают теплоту конденсации газообразного DME с более высокой температурой. В этот момент давление DME всегда является преимущественно постоянным за исключением некоторого падения давления во время циркуляции. Поскольку в настоящем изобретении вместо изменения давления используется изменение температуры, чтобы осуществить описанный выше цикл изменения состояния DME, не требуется использовать дорогостоящий компрессор исключительно для органического газа, и цикл изменения состояния DME может обеспечиваться с помощью менее дорогостоящего насоса для химических веществ.

В настоящем изобретении циркулирующие объемы рассчитаны и регулируются таким образом, чтобы большую часть теплоты, отдаваемой в первом теплообменнике 3 и втором теплообменнике 4, составляла скрытая теплота, а не теплосодержание DME и хлорфторуглерода, а именно, скрытая теплота DME и хлорфторуглерода предпочтительно равны друг другу. Это объясняется тем, что коэффициенты теплоотдачи в момент кипения и момент конденсации значительно превышают коэффициенты теплоотдачи газа и жидкости, что позволяет повысить эффективность теплообмена и способствовать уменьшению размера теплообменника.

Кроме того, холодильный цикл хлорфторуглерода в этом состоянии позволяет уменьшать разность температур в отличие от установки для кондиционирования воздуха, при этом температура на стадии конденсации должна лишь немного превышать температуру кипения DME, а температура на стадии испарения должна быть лишь немного ниже температуры кипения DME. Соответственно, помимо возможности поддерживать низкие потери при сжатии, неизбежные для обеспечения циркуляции хлорфторуглерода, что касается циркуляции DME, для компенсации падения давления, которое происходит на протяжении цикла, требуется лишь насос, и, соответственно, во всем устройстве можно эффективно осуществлять изменение состояния вещества А.

В устройстве для регенерации активированного угля согласно настоящему изобретению цикл изменения состояния DME происходит множество раз. Это объясняется тем, что различные вещества имеют различную растворимость в сжиженном DME, и также существуют вещества, которые полностью не смешиваются со сжиженным DME, а за счет продолжения циркуляции DME с высокой степенью чистоты с целью достаточного рассеивания вещества с низкой растворимостью повышается степень удаления примесей.

Отличительным признаком настоящего изобретения является использование насоса в цикле изменения состояния DME. Ранее, при использовании компрессора требовалось выбирать безмасляный компрессор. Обычный компрессор, в котором смазочное масло смешивается с охлаждающей средой, не может использоваться в настоящем изобретении, поскольку в цикле изменения состояния DME в момент испарения DME происходит отделение масла, которое остается в середине цикла. Кроме того, хотя известны такие безмасляные компрессоры, как турборефрижератор, винтовой рефрижератор, поршневой рефрижератор и т.п., недостатком каждого из компрессоров первых двух типов является действующий высокий нижний предел количества вещества для обработки из-за утечки, происходящей вследствие зазора в перемычке между участком высокого давления и участком низкого давления, а недостатком компрессора последнего типа является присутствие уплотнителя на участке скольжения и высокая частота технического обслуживания из-за истирания, и, соответственно, не существует промышленно применимого компрессора. В отличие от этого, в качестве насоса DME, используемого в настоящем изобретении, применим обычный насос для химических веществ, и, соответственно, может быть легко реализована конфигурация согласно настоящему изобретению.

Помимо этого, хотя в описанном варианте осуществления в качестве примера растворителя для регенерации активированного угля приведен DME, аналогичную задачу способы решать такие вещества, как простой этилметиловый эфир, формальдегид, кетен и ацетальдегид.

Кроме того, хотя в качестве примера холодильного цикла на стороне источника теплоты, который используется в настоящем изобретении, приведен хлорфторуглерод, аналогичную задачу способны решать другие охлаждающие среды, такие как аммиак и изобутан.

Кроме того, значения температуры и давления, указанные на чертежах, служат примерами, приведенными в целях пояснения, и меняются в зависимости от рабочих условий, и, соответственно, настоящее изобретение не ограничено этими значениями.

Кроме того, в начале и в конце работы требуется загрузка/выгрузка активированного угля в бак/из бака 2 для обработки. В этот момент работа устройство для регенерации активированного угля может быть остановлена, и загрузка/выгрузка может осуществляться в выключенном состоянии, но при этом колонна для загрузки активированного угля, установленная на линии очистки воды, с помощью клапана и т.п. отсоединяется от линии очистки воды и подсоединяется к линии циркуляции DME, за счет чего колонна может использоваться как заменитель бака 2 для обработки.

2-й вариант осуществления

В другом примере осуществления настоящего изобретения предложен регенератор шлама. Шламом в контексте настоящего изобретения является смесь, магнитного порошка, масла, ила и воды, которая образуется при очистке загрязненной маслом воды методом флоккуляции и магнитного разделения.

Шлам, который образуется при очистке воды, обычно подвергают очистке как промышленные отходы, и, соответственно, обезвоживают с помощью механического дегидратора, такого как ленточный пресс, чтобы снизить стоимость удаления отходов. Тем не менее, содержание воды после обезвоживания составляет приблизительно 70%, т.е. на долю воды приходится большая часть обезвоженного шлама.

Кроме того, поскольку в процессе флоккуляции и магнитного разделения с целью очистки воды добавляют магнитный порошок, он смешивается со шламом. Соответственно, если бы магнитный порошок можно было восстанавливать, а не выбрасывать, за счет повторного использования и восстановления шлама снизились бы текущие расходы.

Регенератор шлама согласно настоящему изобретению позволяет по отдельности получать магнитный порошок и ил со значительно сниженным содержанием связанной воды и масла путем восстановления воды и масла из шлама с помощью сжиженного DME и позволяет снижать расходы на очистку шлама и текущие расходы.

Далее со ссылкой на фиг. 3 описана конфигурация регенератора шлама.

Циклы циркуляции DME и хлорфторуглерода в регенераторе шлама аналогичны циклам в устройстве для регенерации активированного угля согласно описанному выше варианту осуществления и отличаются тем, что веществом, которое загружают в бак 2 для обработки, является шлам, а не использованный активированный уголь.

Когда подлежащим обработке объектом является шлам, масло и вода остаются в первом теплообменнике 3 за счет циркуляции DME. После завершения обработки путем циркуляции DME ил и магнитный порошок остаются в баке 2 для обработки в состоянии, в котором они рассеяны в сжиженном DME. При подаче твердых частиц в магнитный разделитель 31 по трубопроводу 41 вместе со сжиженным DME с помощью насоса 1 и клапана 32 магнитная сила удерживает магнитный порошок в магнитном разделителе 31, а сжиженный DME и ил поступают в регенерационный бак 33 по трубопроводу 42, через клапан 32 и по трубопроводу 43. Затем снижают давление в магнитном разделителе 31 и внутри регенерационного бака, и испаряют сжиженный DME, в результате чего можно по отдельности получать магнитный порошок и ил со значительно сниженным содержанием связанной воды и масла. Кроме того, хотя в этом случае снаружи бака 2 для обработки установлены магниты и электромагниты, сжиженный DME и ил также можно разделять путем установки магнитов и электромагнитов внутри бака 2 для обработки, при этом выпускают сжиженный DME и ил, а магнитная сила удерживает магнитный порошок.

Помимо этого, поскольку в традиционном способе сброс давления в расширительном клапане осуществляется на пути испарения сжиженного DME, вода и масло, которые осаждаются при прохождении через расширительный клапан, легко образуют мелкие капли и эмульсию. После образования эмульсии из воды и масла сложно осуществить гравитационное разделение воды и масла.

Тем не менее, поскольку в настоящем изобретении сжиженный DME испаряют путем теплового воздействия в первом теплообменнике 3, испарение происходит в более мягких условиях, чем испарение путем снижения давления, и, соответственно, масло и вода почти не образуют эмульсию и могут быть легко разделены.

Температура в цикле согласно настоящему изобретению постепенно повышается вследствие потери хлорфторуглерода в холодильном цикле. Соответственно, для снижения температуры в цикле предпочтительно предусмотрен теплообменник с использованием наружного воздуха или охлаждающей воды. В цикле согласно настоящему изобретению предусмотрен третий теплообменник 34 посередине трубопровода 22, за счет чего в качестве среды на высокотемпературной стороне в устройстве может использоваться жидкость с относительно высокой температурой и благоприятным коэффициентом теплоотдачи, и, соответственно, может с высокой эффективностью осуществляться теплообмен.

Следует отметить, что настоящее изобретение не ограничено описанными выше вариантами осуществления и включает различные модификации. Например, настоящее изобретение, подробно описанное в приведенных выше вариантах осуществления с тем, чтобы его можно было легко понять, необязательно включает все из описанных компонентов. Кроме того, некоторые из компонентов одного варианта осуществления могут заменять компоненты другого варианта осуществления или компоненты одного варианта осуществления могут быть добавлены в другой вариант осуществления. Помимо этого, что касается некоторых из компонентов каждого из вариантов осуществления, могут быть добавлены, исключены и заменены другие компоненты.

Список позиций

1 Насос

2 Бак для обработки

3 Первый теплообменник

4 Второй теплообменник

5 Компрессор

6 Расширительный клапан

31 Магнитный разделитель

33 Регенерационный бак

Изобретение относится к разделителю твердых веществ и жидкостей и к способу разделения твердых веществ и жидкостей. Разделитель твердых веществ и жидкостей, в котором используется вещество А, способное растворять воду и масло, и осуществляется удаление воды и масла из подлежащего обработке объекта, которым является смесь воды и твердого вещества, или масла и твердого вещества, или воды, масла и твердого вещества в качестве подлежащего обработке объекта, содержащий вещество В, которое циркулирует в замкнутой системе, вызывая при этом изменение состояния в замкнутой системе, компрессор, который сжимает вещество В, первый теплообменник, в котором происходит обмен теплотой конденсации вещества В и теплотой испарения вещества А, средство расширения для декомпрессии, которое возвращает конденсированное вещество В к состоянию до сжатия, второй теплообменник, в котором происходит обмен теплотой испарения вещества В и теплотой конденсации вещества А, бак для обработки, в котором смешиваются вещество А, конденсированное во втором теплообменнике после испарения вещества А при отделении от воды и масла в первом теплообменнике, и подлежащий обработке объект, и насос для перекачивания вещества А. Заявлен также способ разделения твердых веществ и жидкостей. Технический результат – повышение эффективности изменения состояния вещества А. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Разделитель твердых веществ и жидкостей, в котором используется вещество А, способное растворять воду и масло, и осуществляется удаление воды и масла из подлежащего обработке объекта, которым является смесь воды и твердого вещества, или масла и твердого вещества, или воды, масла и твердого вещества в качестве подлежащего обработке объекта, содержащий:

вещество В, которое циркулирует в замкнутой системе, вызывая при этом изменение состояния в замкнутой системе,

компрессор, который сжимает вещество В,

первый теплообменник, в котором происходит обмен теплотой конденсации вещества В и теплотой испарения вещества А,

средство расширения для декомпрессии, которое возвращает конденсированное вещество В к состоянию до сжатия,

второй теплообменник, в котором происходит обмен теплотой испарения вещества В и теплотой конденсации вещества А,

бак для обработки, в котором смешиваются вещество А, конденсированное во втором теплообменнике после испарения вещества А при отделении от воды и масла в первом теплообменнике, и подлежащий обработке объект, и

насос для перекачивания вещества А.

2. Разделитель твердых веществ и жидкостей по п. 1, в котором между первым теплообменником, в котором конденсируется вещество В, и средством расширения, которое возвращает конденсированное вещество В к состоянию до сжатия, находится третий теплообменник, в котором для регулирования температуры вещества В используется наружный воздух или охлаждающая вода.

3. Разделитель твердых веществ и жидкостей по п. 1, в котором внутри бака для обработки или в канале для извлечения подлежащего обработке объекта из бака для обработки установлен магнитный разделитель для отделения магнитного вещества с сохранением смеси твердого вещества, содержащего магнитное вещество в качестве подлежащего обработке объекта, в виде дисперсии в веществе А.

4. Разделитель твердых веществ и жидкостей по п. 1, в котором первым теплообменником является теплообменник кожухотрубного типа и предусмотрен датчик уровня жидкости, определяющий уровень слоя воды или слоя масла, которое осаждается в нижней части оболочки.

5. Разделитель твердых веществ и жидкостей по п. 1, в котором вторым теплообменником является теплообменник кожухотрубного типа и предусмотрен датчик уровня жидкости, определяющий уровень вещества А, которое осаждается в нижней части оболочки.

6. Способ разделения твердых веществ и жидкостей, в котором используется вещество А, способное растворять воду и масло, и осуществляется удаление воды и масла из подлежащего обработке объекта, которым является смесь воды и твердого вещества, или масла и твердого вещества, или воды, масла и твердого вещества в качестве подлежащего обработке объекта, при этом способ включает:

циркуляцию вещества В, которое вызывает изменение состояния в замкнутой системе,

сжатие вещества В,

обмен теплотой конденсации вещества В и теплотой испарения вещества А в первом теплообменнике,

декомпрессию конденсированного вещества В к состоянию до сжатия посредством средства расширения,

обмен теплотой испарения вещества В и теплотой конденсации вещества А во втором теплообменнике и

смешивание вещества А, конденсированного во втором теплообменнике после испарения вещества А при отделении от воды и масла в первом теплообменнике, и подлежащего обработке объекта.

7. Способ разделения твердых веществ и жидкостей по п. 6, в котором между первым теплообменником и средством расширения находится третий теплообменник, в котором для регулирования температуры вещества В используется наружный воздух или охлаждающая вода.

8. Способ разделения твердых веществ и жидкостей по п. 6, в котором для отделения магнитного вещества с сохранением смеси твердого вещества, содержащего магнитное вещество в качестве подлежащего обработке объекта, в виде дисперсии в веществе А предусмотрен магнитный разделитель в канале после конденсации вещества А во втором теплообменнике.

9. Способ разделения твердых веществ и жидкостей по п. 6, в котором в качестве первого теплообменника используется теплообменник кожухотрубного типа и имеется датчик уровня жидкости, определяющий уровень слоя воды или слоя масла, которое осаждается в нижней части оболочки теплообменника.

10. Способ разделения твердых веществ и жидкостей по п. 6, в котором в качестве второго теплообменника используется теплообменник кожухотрубного типа и имеется датчик уровня жидкости, определяющий уровень вещества А, которое осаждается в нижней части оболочки теплообменника.