Способ сгущения суспензий Советский патент 1985 года по МПК B01D37/00 

ел

00

СП 4

Изобретение относится к технике фильтрации и может быть использовано в химической, микробиологической, пищевой и других родственных отраслях промышленности, где необходимо осуществлять сгущение суспензий.

Цель изобретения - улучшение качества конечного продукта путем предотвращения забивания фильтрующего элемента, повышение про изводительности процесса сгущения суспензии, создание непрерывности процесса и обеспечение его стабильности.

На чертеже изображено устройство для осуществления данного способа,

Устройство содержит цилиндрический фильтруюший элемент 1. В верхней части фильтрующий элемент 1 оканчивается сплошным цилиндрическим патрубком 2, в нижней - патрубком 3, суживающимся книзу. К патрубку 2 крепится крышка 4, на которой установлен по центру патрубок 5 подачи газового потока и на периферии штуцер 6 подачи исходной суспензии. В нижней части патрубок 5 подачи газового потока имеет расширение и с верхним цилиндрическим патрубком 2 образует камеру 7 с кольцевым зазором 8 в нижней части. Нижним патрубком 3 фильтрующий элемент 1 крепится к сборнику 9 сгущенной суспензии. В сборнике 9 имеется штуцер 10 отвода отработанного газового потока и внизу штуцер 11 вывода сгущенной суспензии. Для сбора фильтрата и отвода его из аппарата на крышке сборника 9 установлена цилиндрическая обечайка 12 со штуцером 13. Способ осуществляют следующим образом.

Исходную суспензию через штуцер 6 подают в камеру 7. Суспензия через кольцевой зазор 8, распределяясь равномерной пленкой, стекает но внутренней поверхности фильтрующего элемента 1, разделяясь на фильтрат, который, пройдя фильтрующий элемент 1, попадает в обечайку 12 и отводится через штуцер 13, и сгущенный продукт, который через патрубок 3 попадает в сборник 9 сгущенной суспензии и выводится через штуцер 11. Сверху через центральный патрубок 5 в фильтрующий элемент 1 подают газовый поток со скоростью 3-25 м/с. Скорость газй значительно выше скорости движения пленки и он за счет касательных напряжений воздействует на пленку, увеличивая скорость ее движения и тем самым исключает даже малейшее отложение твердых частиц на фильтрующей поверхности. В фильтрующем элементе за счет потерь напора по длине при движении газа создается небольшое избыточное давление, которое будет воздействовать на пленку стекающей суспензии и также способствовать увеличению скорости

39542

фильтрации жидкости через фильтрующий элемент. Пройдя фильтрующий элемент 1, газ попа/зает в сборник 9 и отводится через штуцер 10.

5 Пример 1. Исходная суспензия смесь порошка графита с размерами от 5 мкм до 5 мкм с водой. Начальное содержание графита в смесителе - 50 г/л. Необходимо сконцентрировать суспензию до 250 г/л.

Исходную суспензию в количестве 1000 л/ч через штуцер 6, камеру 7 и кольцевой зазор 8 в виде пленки подают внутрь фильтрующего элемента 1, изготовленного из - фильтровальной ткани и имеющего диаметр 0,1 ми длину 3 м. Проходя вдоль фильтрующего элемента 1, суспензия разделяется на фильтрат, который, попадая в обечайку 12, отводится через штуцер 13 в приемную емкость, и сгущенный продукт, который через патрубок 3, попадая в сборник 9, выводится через штуцер II. Одновременно через центральный штуцер 5 в фильтрующий элемент I подают газовый поток со ско ростью 3 м/с, однонаправленный с потоком движения суспензии. Проходя вдоль фильтрующего элемента, газ имеет скорость несколько выше скорости движения пленки суснензии и за счет касательных напряжений, воз30 действия на нленку жидкости увеличивает скорость ее движения и тем самым исключает даже малейшее отложение твердых частиц на фильтрующей поверхности. В фильтрующем элементе создается небольшое избыточное давле5 ние за счет потерь напора газа при его движении вдоль элемента, которое, воздействуя на пленку стекающей жндкости, также способствует увеличению скорости фильтрации жидкости через фильтрующий элемент. Далее газ

0 попадает в сборник 9 и выводится через штуцер 10. Концентрацию сгущенного продукта увеличивают с 50 г/л до 88 г/л, производительность по фильтрату составляет 387,6 л/ч.

5 Пример 2. Аналогичен примеру 1, только скорость газового потока 15 м/с. Концентрацию сгущенного продукта увеличивают с 50 г/л до 421 г/л, производительность по фильтрату составляет 881,2 л/ч.

0 Пример 3. Аналогичен примеру 1, только скорость газового потока равна 25 м/с. Концентрацию сгущенного продукта увеличивают с 50 г/л до 210 г/л, производительность по фильтрату составляет 762 л/ч.

5 Результаты проведенных опытов приведены в табл. 1. Кроме того, проведены оныты без подачи газового потока (прототип) и при скоростях газового потока меньше. 3 м/с и свыше 25 м/с до 30 м/с.

Из таблицы видно, что при отсутствии пидачи газового потока степень сгущения суспензии невысока - 60 г/л. При увеличении скорости газового потока до 3 м/с степень, сгущения суспензии возрастает незначительно, так как газовый поток при таких скоростях почти не оказывает заметного влияния на скорость течения суспензии, при скоростях 3-25 м/с видно интенсивное увеличение концентращга суспензии, т.е. в 2-7 раз, а при скоростях и газового потока выше 25 м/с давление в фильтрующем злементе достигает значительных величин, непрерывность процесса нарушается, концентрация сгушенного продукта резко падает и процесс останавливается.

Результаты исследований позволяют сделать вывод, что подача газа в фильтрующий элемент в направлении, сопутствующем движению пленки суспензии позволяет повысить производительность процесса по фильтрату до 895 л/ч и улучшить качество конечного продукта в 2-7 раз благодаря повыщению скорости движения пленки суспензии исключается возможность отложения твердых частиц на фильтрующей поверхности и тем самым позволяет увеличить пропускную способность филтрата и стабилизировать процесс сгущения, сдпян его непрерывным. Использованию образующегося небольшого избыточного давления в фильтрующем элементе как движущей силь процесса сгущения, кроме этого, наличие небольшого давления в фильтрующем элементе способствует более равномерному распределению пленки суспензии по всему кольцевому сечению, особенно при небольшом расходе подаваемой суспензии.

Таким образом, применение предлагаемого способа позволит увеличить производительность процесса сгущения суспензий по фильтру до 895 л/ч и качество конечного продукта по сравнению с известным от 60 г/л до 476 г/л, т.е. в 2-7 раз.

Продолжение таблицы

СПОСОБ СГУЩЕНИЯ СУСПЕНЗИЙ в вертикальном цилиндрическом фильтрующем элементе путем подачи суспензии в виде пленки в верхнюю часть фильтрующего элемента, сгущения и удаления фильтрата и сгущенного продукта, отличающийся тем, что, с целью улучщения качества конечного продукта путем предотвращения забивания фильтрующего элемента и повышения производительности процесса сгущения суспензии, создания непрерывности процесса и обеспечения его стабильности, в центр верхней части фильтрующего элемента подают газовый поток по направлению движения суспензии со скоростью 3-25 м/с.