Способ разделения суспензий в гидроциклоне Советский патент 1985 года по МПК B04C5/20 

1,11 И:}оГ)ретение относится к химической и обогатительной технологии и может быть использовано для разделе няя твердой фракции от жидкостей. Известен способ осаждения в поле центробежных сил, в частности, с использованием центрифуг fij. Эти аппараты быстро и эффективно разделяют среды с разной плотностью, но не просты в изготовлении и обслуживании, поскольку име ют электропривод и требуют хорошей центровки. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигавмому результату является способ раз деления суспензий, заключающийся в подаче суспензии в гидроциклон и ра делении ее на фазы. Способ заключается в следующем. В цилиндрический корпус, в тангенциально расположенный штуцер, подают исходную суспензию со скоростью до 5 м/с. За счет центробежных сил в аппарате происходит разделение на верхний продукт - фу гат и нижний - осадок. Разделяемая суспензия (жидкость + твердое), войдя в гидроциклон с большой скоростью, приобретает вращательное движение и по мере ее перемещения вниз крупные твердые частицы конце трируются вблизи внутренней поверх ности конуса. В центральной части корпуса возникает встречный восходящий поток фугата 2, Однако применение гидроциклонов дпя разделения высококонцентрированных суспензий оказывается малоэффективным, поскольл у из-за высо ких концентраций твердого в гидроциклоне падает степень разделения, что объясняется сложностью гидродинамической обстановки в циклоне в условиях, стесненных для дрейфа твердых частиц и движения твердой и жидкой фаз одна относительно другой. Таким образом, с ростом объемной концентрации твердой фазы в исходной суспензии эффективность гидроциклона падает. Целью из обретения является повы шение эффективности разделения сус пензий в гидроциклоне. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, заключающемуся в подаче суспензии в гид роциклон и разделении ее на фазы. суспензию подают при температуре, превьт1ающей на П,5-4С равновесную термодинамическую. Суспензия поступает перегретой, и поэтому во входном штуцере гидроциклона и на входе в гидроциклон суспензия вскипает, образуя трехфазную смесь (твердое + жидкость + + газ). Паровая фаза в силу большого удельного объема увеличивает скорость движения суспензии на входе в аппарат и в самом аппарате, а следовательно, при тех же размерах аппарата возрастает центробежное ускорение. Кроме того, с появлением в суспензии газовой фазы уменьшается объемная концентрация твердой фазы, что способствует повьшению степени разделения суспензии. Давление в гидроциклоне может быть как равное атмосферному, так и отличное от него. Величина сброса температуры суспензии для образования паровой фазы определяется необходимой величиной объема пара для создания нужной гидродинамической обстановки в гидроциклоне. Пример 1. Холодная с температурой бокситовая пульпа (размолотый боксит и алюминатньй раствор) с ж/т 5,3 подается в гидроциклон диаметром 500 мм с входным штуцером 150 мм, Количество подаваемой пульпы 10.0 . Скорость входа пульпы в гидроциклон составляет 2,08 м/с. Количество жид кой фазы 130 кг или 93 м, количество твердой фазы 24,5 кг или 7 мз. При этом под конус (в пески) уходит 45% твердого, так как имеется 11 кг и 17,6 кг жидкой фазы, ж/т 1,6. Пример 2. Бокситовая пульпа с температурой 116С в количестве 100 с ж/т 5,3 подается в гидроциклон с входньм штуцере 150 мм. Температурная депрессия пульпы 15 С, т.е. алюминатньй раствор.при атмос.ферном давлении вскипает при 115 С. Таким образом, перегрев пульпы составляет lC. При входе пульпы в гидроциклон, где давление равно атмосферному, происходит сброс температуры на один градус, при этом пульпа вскипает с образованием 185 кг/ч пара. Объем этого пара равен 314 м . Таким образом, объем суспензии, проходящей через гидроциклон, возрас3

тает до 414 м/ч. Соответственно скорость суспензии на входе в г щpoциклон составляет 8,61 м/с, т.е. скорость возрастает в 4,1 раза, а центробежное ускорение - в 16,8 раз С учетом этого фактора, а также того, что объемная плотность пульпы уменьшается, технологические показатели разделения твердого от раствора в гидроциклоне улучшаются и составляют при ж/т из-под конуса 1,2, при этом в пески уходит 68% твердого или 16,7 кг.

Пример 3. Бокситовая пульпа с температурой 120°С в количестве 100 с ж/т 5,3 подается в гидроциклон с входным штуцером 150 мм. Температура кипения пульпы при атмосферном давлении равна

539954

115°С, т.е. перегрев составляет . При входе пульпы в гидроциклон происходит ее вскипание и сброс температуры на 5°С. При этом образуется

5 925 кг/ч пара, объем которого составляет 1570 м . Скорость суспензии на входе в гидроциклон врзраста.т (по сравнению с примером 1) в 16)7 раза и составляет 34,7 м/с. При та-, to кой высокой скорости происходит

срыв работы гкдроциклона. В резуль-. тате движения газового потока происходит захват и унос газовой фазой не только жидкой фазы,. но и частичек t5 твердой фазы. В результате большая часть твердой фазы выносится газожидкостным потоком через верхний сливной патрубок. При этом в пески с ж/т 1,6 уходит только 25% твердой 20 фазы или 6,1 т/ч.

СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СУСПЕНЗИЙ В ГИДРОЦИКЛОНЕ, заключаюв(ийся в подаче суспензии в гццроциклон и разделении ее на фазы, отличающийся тем, что, с целью повьпения эффективности разделения, суспензию подают при температуре, превыаающей на 0,5-4°С равновесную термодинамическую.