Тонкослойный отстойник для разделения суспензий и эмульсий Советский патент 1984 года по МПК B01D21/00 B01D17/02 

Изобретение относится к наклонным тонкослойным отстойникам для разделе ния Суспензий или эмульсий и может найти применение в химической, нефте химической и других отраслях промышленности, в частности для очистки ст ных вод от твердых механических прим сей и всплывающих веществ. Известен осветлитель для сточных, вод с медленно осаждающимися частица MHj представляющий собой наклонный тонкослойный отстойник, включающий резервуар, снабженный нижним патрубком для выхода шлама и наклонными полками, которые проходят параллельно главному направлению потока сточных вод в зоне подающего устройства; расположенного над полками, а также сливным устройством, расположенным над полками со стороны противоположной подающему устройству, причем вхо ное отверстие расположено в зоне ниж него конца полок. Полки .волнисты и .таким образом установлены в резервуаре, что волны лежат в направлении наклона полок. В питающей.камере, в которую выходит подающее устройство, установлены также полки, которые проходят параллельно -полкам, установленным в резервуаре 1.1« Однако отстойник обладает недостаточной степенью сгущения и осветления суспензий. Недостаточная степень сгущения данного устройства вызвана большими расстояниями (порядка 2 м и более), которые необходимо преодолеть жидкос ти между сгущающимися частицами твер дой фазы в камере сбора осадка для удаления жидкости в камеру разделения под основной тонкослойный модуль Уменьшение высоты зоны сгущения при малых габаритах камеры сбора осадка известного отстойника приводи к уменьшению степени сгущения осадков (ввиду малого времени пребывания их под действием силы тяжести), что вызвано перемешиванием осадка, поступающего вниз в камеру сбора осадка, с жидкостью, вьщеляющейся вверх из камеры сбора осадка в резул тате сгущения осадка.. Недостаточная степень осветления данного тонкоЬлойного отстойника выз вана тем, что вытесняющаяся из каме ры сбора осадка жидкость, перемешиваясь с исходным потоком. Повышает тем самым суммарный входной расход на входе снизу в пакет наклонных полок в главной осадительной камере, Б результате повьш1енного расхода увеличивается и скорость протекания (движения) суспензии в пространстве между полками модуля, что приводит к увеличению выноса твердых частиц в осветленную жидкость. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является тонкослойный отстойник для разделения двух несмешивающихся жидкостей, включающий корпус, камеру разделения с основным тонкослойным модулем, сборник легкого компонента с патрубком для его отвода, расположенньй в верхней части корпуса, камеру сбора тяжелого компонента с патрубком для его отвода и дополнительным тонкослойным модулем, расположеннуй в нижней части корпуса и устройство для подачи исходной смеси, выход которого расположен под основным тонкослойным модулем С 21. Преимуществом известного отстойника является наличие наклонных полок не только в камере разделения, но и установка их в камере сбора тяжелого компонента. За счет установки дополнительного тонкослойного модуля в камере сбора тяжелого компонента значительно уменьшаются расстояния, которые необходимо преодолеть потокам тяжелого и легкого компонентов для их расслаивания в камере сбора тяжелого компонента, и в результате увеличивается эффективность сгущения. I В известном отстойнике недостаточная степень сгущения и осветления исходной смеси, что вызвано взаимодействием струйных потоков легкого компонента, выходящих из каждого канала дополнительного тонкослойного модуля, с потоком смеси, образующейся в промежуточной зоне, расположенной между зоной питания и верхней частью дополнительного тонкослойного модуля. Смесь в промежуточной зоне образуется из исходной смеси, поступающей в зону питания, а также из потоков тяжелого компонента, сползающих с полок основного тонкослойного Модуля в камере разделения. Струйные потоки легкого компонента после их выхода из каналов дополнительного тонкослойного модуля дестабилнзи3tруются ввиду отсутствия ограничивающих потоки поверхностей и размываются, расширяясь кверху, что увеличивает степень их взаимодействия с потоком сгущенной смеси в промежуточ ной зоне. При этом уменьшается концентрация тяжелого компонента в смеси в промежуточной зоне, что приводит к уменьшению концентрации тяжело го компонента на входе в дополнитель ный модуль, а следовательно, и на выходе из этого модуля, а также на выходе из аппарата. Недостаточная степень осветления исходной смеси вызвана тем, что потоки легкого компонента из тонкослой ных каналов дополнительного модуля, проходя промежуточную зону, попадают в зону питания, объединяясь в единый общий поток с потоком исходной смеси, поступающей на разделение в основной тонкослойный модуль. Это повышает суммарный расход на входе в основной модуль и приводит к увеличе нию скорости движения разделяемой снеси между его полками, что, в конечном счете, приводит к увеличению выноса тяжелого компонента в сборник легкого компонента и снижению степени осветления смеси. Цель изобретения - повьпиенне эффективности разделения. Поставленная цель достигается тем, что тонкослойный отстойник для разделения суспензий и эмульсий, включающий корпус, камеру разделения с основным тонкослойным модулем, сборник легкого компонента с патрубком для его отвода, расположенный в верхней части корпуса, камеру сбора тяжелого компонента с патрубком для его отвода и дополнительным тонкослойным полочным модулем, расположенную в нижней части корпуса, устройство для подачи исходной смеси, имеющее выход в вертикальной боковой стенке корпуса под основной тонкослойный модуль и содержащее питающую камеру снабжен камерой отвода, установленной на противоположной устройству для подачи исходной смеси боковой стенке корпуса .и имеющей выход под основной тонкослойный модуль, с отдельным тонкослойным модулем и дополнительным средством отвода легкого компонента, расположенным в верхней части камеры и соединенным с патрубком отвода легкого компонен94 . та из сборника легкого компонента, и средством отвода легкого компонента из дополнительного полочного тонкослойного модуля, расположенным в верхних частях его полок с их нижний сторон и соединенным с П-образным трубопроводом с нижней частью основного тонкослойного модуля. При этом средство для отвода легкого компонента из дополнительногополочного тонкослойного модуля выполнено в виде вертикальных заборных козырьков, примыкающих верхними концами к верхним краям полок, и пат- рубков, соединенных коллектором. Кроме того, для регулирования режима разделения на П-образном трубопроводе и патрубке отвода тяжелого компонента установлены регулирующие вентили. На фиг. 1 представлен предлагаемый отстойник, вертикальный разрез с вырывом в верхней части; на фиг. 2 вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг, 1; на фиг. 4 - сечение (с вырывом) В-В на фиг. 2; на фиг.5сечение (с вьфывом) Г-Г на фиг.2. Тонкослойный отстойник состоит из корпуса 1, камеры 2 разделения, внутри которой установлен основной тонкослойный модуль 3 с наклонными полками 4, сборника 5 легкого компонента с патрубком 6 для его отвода, расположенного в верхней части корпуса 1, камеры 7 сбора тяжелого компонента с патрубком 8 для его отвода и дополнительным тонкослойным модулем 9. с наклонны14И полками 10, расположенной в нижней части корпуса 1, устройства для подачи исходной смеси имеющего выход в вертикальной боковой стенке корпуса 1, выполненный в виде отверстия 11, под основной тонкослойный модуль 4 и содержащего питающую камеру 12с тонкослойным модулем 13 с его наклонными долками 14 в cjiyчае разделения суспензий и без нее в случае разделения эмульсий. Для подачи исходной суспензии служит питающий патрубок 15, установлешгый в верхней части питающей камеры 12 над полками 14 модуля 13. С целью повышения эффективности разделения отстойник снабжен клмерой 16 отвода, установленной на противоположной выходу устройства для подачи исходной смеси боковой вертикапьной стенке корпуса 1, В по.чости камеры 16 отвода установлен отдельный тонкослойн151й модуль 17 с наклонными полками 18. Под отдельным модулем 17 в нижней части камеры 16 отвода в боковой стенке корпуса имеется выход под основной тонкослойный модуль 3, выполненный в виде отверстия 19, а над модулем 17 - дополнительное средство отвода легкого компонента, выполненное в виде трубы 20 с отверстиями в ее нижней части, соединенной трубопроводом 21 с патрубком 6, В нижней части отдельного тонкослойного модуля 17 между его полками 18 в боковой наружной стенке камеры 16 отвода вьшолнены отверстия, в которые вставлены трубки 22, соединенные коллекторе 23. Для отвода легкого компонента из дополнительного тонкослойного модуля 9, установленного в камере 7, слу жит средство отвода легкого компонен та, расположенное в верхних частях полок 10 с их нижних сторон. Средство для отвода легкого компонента из дополнительного тонкослойного модуля 9 вьшолнено в виде вертикальных заборных козырьков 24,примыкакщих верхними концами к верхним краям полок 10, перфорированных труб 25, рас положенных под козырьками 24 с отвер стиями в их нижней части, и патрубков 26, соединенных коллектором 27. Коллекторы 23 и 27 соединены.П-образ ным трубопроводом 28. С целью регулирования режима разделения на П-образном коллекторе 28 и на патрубке 8 отвода тяжелого компонента установлены соответственно регулирующие вентили 29 и 30. Тонкослойный отстойник работает следующим образом. Исходная суспензия через питающий патрубок 15 поступает в верхнюю част питающей камеры 12, распределяясь по всей ее ширине, и затем направляется в верхнюю часть тонкослойного модуля 13, установленного в камере 12. При нисходящем течении суспензии в каналах 13, образованных полками 14, происходит ее предварительное разделение под действием силы тяжести с вьщелением наиболее крупных частиц твердой фазы. Выделенные частицы, сползая с верхних стенотс лолок 14, совместно с жидкостным потоком через отверстие 1 1 в Н11жней части камеры 12 поступает под основной тонкослойный модуль 3, расположенный в верхней части корпуса 1. По мере движения суспензии вдоль нижних краев полок 4 модуля 3 вьщеленные крупные твердые частицы под действием силы тяжести оседают, направляясь к верхней части камеры 7 сбора осадка. Оставшиеся более мелкие частицы твердой фазы вместе с основным потоком заходят снизу в каналы модуля 3, образованные наклонными полками 4, и перемещаются к верхним краям полок 4. При этом происходит разделение суспензии под действием силы тяжести на осветленную жидкость и сгущенный осадок. Осветленная ;«идкость отводится из верхней части основного тонкослойного модуля 3, заполняет сборник 5 осветленной жид-. кости и через патрубок 6 удаляется из аппарата по назначению. Сгущенный осадок сползает с полок тонкослойного модуля 3, направляясь к верхней части камеры 7 сбора осадка, I. где объединяется с ранее выделенными крупными частицами твердой фазы. Объединенный поток суспёнзи-и, содержащий еще значительное количество жидкой фазы, поступает на разделение в дополнительный тонкослойный модуль 9 с полками 10; При этом твердые частицы под действием силы тяжести оседают на полки 10 и, сползая с меры 7, откуда по выгрузочному патрубку 8 в виде сгущенного осадка отводятся из аппарата по назначению. Одновременно сгущаемая в каналах дополнительного модуля 9 суспензия выжимает из них жидкость, которая перемещается по верхним стенкам каналов к верхней части тонкослойного модуля 9. В верхней части модуля 9 выделенная жидкость забирается вертикальными заборными козырьками 24 и по перфорированным трубам 25 с отверстиями в их нижней части и патрубками 26, без взаимодействия с поступающей в модуль 9 на сгущение суспензий, отводится в коллектор 27, откуда по П-образному трубопроводу 28 через коллектор 23 и трубки 22 поступает в нижнюю часть отдельного тонкослойного модуля 17 под его полки сбоку их. Жидкость, проходя снизу вверх по каналам отдельного тонкослойного модуля 17, образованным наклонными полками 18, разделяется в них, освобождаясь от твердых частиц, не вьщелившихся ранее при сгущении суспензии в дополнительном тонкослойном модуле 9. Очищенная от твердых частиц жидкость через трубу 20 с отверстиями в ее нижней части и трубопровод 21 отводится в патрубок 6, объединяясь с ранее вьщеленным основным потоком осветленной жидкости. Осадок, вьщелившийся в отдельном тонкослойном модуле 17, сползает с его полок 18 и через отверстие 19 в нижней части камеры 16 отвода поступает на вьщеление в камеру 7 сбора осадка. Расходы сгущенного осадка через патрубок 8 и легкого компонента, удаляемого через П-образный трубопровод 28, регулируют вен-гилями 29 и 30, добиваясь максимальной ективности разделения. Регулирование необходимо также в процессе выхода аппарата на нормальный режим работы или же при изменении параметров суспензии на входе (концентрация твердого на входе, расход на входе).

При разделении эмульсий работа предлагаемого отстойника осуществляется аналогично работе при разделении суспензий, причем в этом случае роль осветленной жидкости выполняет легкий компонент смеси двух несмешивницихся жидкостей (эмульсий), а сгущение осадка - тяжелый компонент смеси Отличие заключается в том, что эмульсию на разделение подают не через питакмций патрубок 15, а через отверстие 11 непосредственно под основной тонкослойный модуль 3. Это вызвано тем, что при подаче эмульсии через питающий патрубок 15,легкий компонент смеси, вьщеляясь в модуле 13, накапливается в верхней части камеры 12 и препятствует поступлению исходной эмульсии в зону питания под основной

тонкослойный модуль 3. Поэтому при разделении эмульсий питающую камеру

12либо не устанавливают, либо перекрывают глухой перегородкой снизу тонкослойный модуль 13 с выходом исходной эмульсии в обоих случаях через отверстие 11. Геометрические параметры тонкослойных модулей 3, 9,

13и 17 определяются расчетным путем в зависимости от параметров исходной смеси и требуемой эффективности разделения. Заборные козырьки 24 выполнены вертикальными, образуя с полками 10, на которых установлены, угол

Л 90°- оС , где oi - угол наклона полок 10 к полости горизонта. При увеличении угла Jb поверхности козырьков 24 будут оказывать сопротивление движению потока тяжелого компонента, что может вызвать забивку их осадком в случае разделения суспензий. При уменьшении угла ji необходимо увеличивать длину козырьков 24 .для перекрытия перфорированных труб 25. Это приводит к уменьшению пути разделения легкого и тяжелого компонентов в камере 7 сбора тяжелого компонента

Таким образом, предложенный тонкослойный отстойник может быть исползован как для разделения суспензий, так и для разделения эмульсий. 0т.стойник прост по конструкции и обладает повышенной эффективностью разделения по сравнению с известными тонкослойными отстойниками.

Ввиду того, что заборные козырьки в дополнительном тонкослойном модуле установлены вертикально (оптимальная установка), они не препятствуют прохождению смеси на сгущение в дополнительный тонкослойный модуль Это обеспечивает надежную работу аппарата при разделении эмульсий .и суспензий.

ВидА

15

компонент

Риг.г

Вадб

23

I

22

s«i III jii j

.

M ««

15

Ис)(однай

cycneHjuft

) 1. ТОНКОСЛОПНЫЙ ОТСТОЙНИК ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ СУСПЕНЗИЙ ТЛ ЭМУЛЬСИЙ, включающий корпус, камеру разделения с основным тонкослойным модулем, сборник легкого компонента с патрубком для его отвода, расположенный в верхней части корпуса, камеру сбора тяжелого компонента с патрубком для его отвода и дополнительным тонкослойным полочным модулем, расположенную в нижней части корпуса, устройство для подачи исходной смеси, имеющее выход в вертикальной боковой стенке корпуса под основной тонкослойный модуль и содержащее питающую камеру, отличающийся .тем, что, с целью повьопения эффективности разделения, он снабжен камерой отвода, установленной на противоположной устройству для подачи исходной смеси боковой стенке корпуса и имеющей выход под Основной тонкослойный модуль С отдельным тонкослойным модулем и дополнительным средством отвода легкого компонента, расположенным в верхней части камеры и соединенным с патрубком отвода легкого компонента из сборника легкого компонента и средством отвода легкого компонента из дополнительного полочного тонкослойного модуля, расположенным в верхних частях его полок с их нижних сторон, к соединенным с П-образнЕ 1м трубопроводом с нижней частью основного тонкослойного модуля. 2.Отстойлик по п. 1, отличающийся тем, что средство (Л для отвода легкого компонента из дополнительного полочного тонкослойного модуля вьтолнено в виде вертикальных заборных козырьков, примыкающих верхними концами к верхним краям полок, и патрубков, соединенных коллектором. 3.Отстойник по п. 1, отличающийся тем, что, с целью 00 регулирования режима разделения, на П-образном трубопроводе и патрубке 4; отвода тяжелого компонента установлесо ны регулирующие вентили.

Г-Г

Pui.l

Фиг.5