Способ получения фильтрующей загрузки Советский патент 1988 года по МПК B01D39/00 

4

ел to

со

Изобретение относится к очистке природных вод фильтрованием и может быть использовано для получения загрузки водопроводных фильтров при приготовлении питьевой воды путем утилизации отходов ТЭС.

Цель изобретения - получение загрузки фильтров для очистки ВОДЫ; обладающей повьппенными механической прочностью, химической стойкостью с увеличенной межзерновой пористостью и коэффициентом формы загрузки.

Для осуществления способа получения загрузки водопроводных фильтров для очистки воды, используемых для приготовления питьевой воды из. исходной, шлаковую массу, получаемую при жидком удалении минеральной части топлива с охлаждением гранулированием жидкого расплава в водяной ванне и его дроблением цри раздельном золо- шлакоудалении, подвергают рассеву сначала через сита с прямоугольными отверстиями, затем через сита с круг лыми отверстиями.

Шлаковая масса, получаемая при раздельном зЬлошлакоудалении,-не содержит частиц золы и проходит этап резкого охлаждения минеральной части топлива в водяной ванне, поэтому обладает пов Ш1енными механической стойкостью и химической стойкостью по сравнению с золопеском и известными топливными шлаками.

Пример, Берут 3 вида шлаковой массы и золопесок Новочеркасской ГРЭС (по известному способу) № 1 - шлаковая масса, получаемая при жидком шлакоудалении шлака с охлаждением его в водяной ванне и дроблением при совместном золошлакоудалении, например, шлак Кемеровской ГРЭС; № 2 - шлаковая масса, получаемая при сжигании мелкодисперсного угольного топлива при совместном твердом ншакоудале нии в топках с подвижной или обычной колосниковой решеткой, например, котельный шлак; № 3 - шлаковая масса, получаемая при жидком шлакоудалении шлака с охлаждением аго в водяной ванне и дроблением при раздельном золошлакоудалении, например, ишак Бурштынской ГРЭС.

Шлаковые массы и золоресок сравнивают по механической прочности, химической стойкости, наличию водорастворимых примесей и форме зерен.

0

5

0

5

0

5

0

5

Полученные данные приведены в табл.1.

Данные табл. показывают, что только шлаковая масса № 3 и золопесок могут быть применены для загрузки водопроводных фильтров, нспользуе- мых для приготовления питьевой водь из исходной, однако шлаковая масса № 3 обладает повьшгенными по сравнению с золопеском механической прочностью и химической стойкостью.

Шлаковая масса, полз 1аемая при жидком удалении минеральной части топлива с охлажд,ение1 1 жидкого расплава в водяной ванне и его дроблением при раздельном золошлакоудалении, обладает еще одним преимущест- вом: только при способе жидкого удаления шлаковой массы могут быть получены частицы вытянутой формы, влияющие на технологические свойства загрузки фильтров очистки воды, так как одним из главных факторов, влияющих на процесс осветления воды от взвешенных веществ, является межзерновая пористость загрузки фильтров дагя очистки воды. Частицы вытянутой формы увеличивают межзерновую пористость загрузки.

Наибольшее влияние на межзерновую пористость имеют вытянутые частицы с отношением диаметра к длине от 1:2 до 1:8 (частиц с отношением диаметра к длине более чем 1:8 обычно не бывает, что определяется параметрами дробильного оборудования ТЭС и растрескиванием их по длине при попадании в водяную ванну). Диаметр зерен загрузки d может меняться от iff,a,c . Д° Мин причем и d j;,-, определяются технологическим моделированием в зависимости от фракционного сос тава взвешенных веществ исходной воды. Зависимость межзерновой пористости ш от процентного содержания удлиненных частиц показьшает, что чем больше удлиненных частиц попало в загрузку фильтра для очистки воды, тем больше межзерновая пористость. Поэтому, для получения загрузки фильтра для очистки воды, обладающей наилучшими технологическими показателями, производят рассев пьлаковой массы таким образом, чтобы в загрузке оказалось максимальное число удлиненных частиц. Эта задача не может быть решена при рассеве шлаковой массы через сита с квадратньЫи ячейками, так как

удлиненная частица может пройти через верхнее сито с квадратными ячейками только тогда, когда она находится перпендикулярно к ситу, что не всегда бывает при рассеве. Для получения загрузки фильтра, обладающей наилучшими технологическими показателями, необходимо рассев шлаковой массы производить через верхнее сито с прямоугольными ячейками и размером просвета WC.KC (верхнее сито будет пропускать максимальное число удлиненных частиц) и через нижнее сито с круглыми отверстиями и минимальным просветом равным d (нижнее сито будет задерживать максимальное число удлиненных частиц).

П р и м е р 2. Технологическиь моделированием установлено, что для очистки мутных в.од требуется загрузка для водопроводных фильтров из шлако-. вой массы фракции 1-2,5 мм (от 1 ,0 мм до ,5 мм). Сравни-- тельный рассев через сита проводят в трех вариантах: I вариант - верхнее сито - квадратные ячейки размером просвета 2,,5 мм, нижнее сито - квадратные ячейки с размером просвета 1,0,О мм; II вариант - верхнее сито - прямоугольные ячейки с размером . просвета 2, мм; нижнее сито - квадратные ячейки с размером просвета - 1,0fl,0 мм; III вариант - верхнее сито - прямоугольные ячейки с размером просвета 2,520 мм, нижнее сито - круглые отверстия диаметром просвета 1,0 мм.

Получившуюся загрузку водопроводных фильтров для очистки воды сравнивают по межзерновой пористости и коэффициенту формы. Полученные данные сведены в табл. 2.

Как видно из данных табл. 2, пред- лагаемь1м способом рассева получают загрузку водопроводных фильтров для очистки воды с наибольшей пористостью и коэффициентом формы. Полученные загрузки испытывают по технологическим показателям на установке фильтра- ционно-технологического анализа.

Первую из колонок диаметром 100 мм, высотой 3000.мм загружают золопес- ком, вторую - загрузкой из отходов топливного шлака -согласно варианту рассева I; третью - загрузкой из тех же отходов согласно варианту рассева II, четвертую - загрузкой из тех же отходов согласно варианту рассе

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ва III. Высота слоя загрузки I м. Через все колонки фильтруют воду следующего состава: содержание взвешенных веществ 25 мг/л, щелочность 2,4, рН 7,05. Скорость фильтрования на всех колонках поддерживают постоянной и равной 12 м/ч, кроме колонки 1, где скорость - 6 м/ч, так как золопе- сок скорости 12 м/ч не обеспечивает. Содержание коагулянта 15 мг/л. Качество фильтрата соответствует ГОСТу 2874-82 по всем показателям.

Критерием эффективности технологических показателей загрузки служит продолжительность фильтроцикла и количество очищаемой за фильтроцикл воды.

Результаты приведены в табл.3.

Как видно из табл. 3, наиболее эффективной является загрузка дпя водопроводных фильтров очистки воды, получаемая по предлагаемому способу получения фильтрующей загрузки (колонка 4).

Предложенным способом проводится также утилизация отходов ТЭС, так как загрузка может быть внедрена в водопроводных фильтрах для очистки воды, используемых для приготовления питьевой воды из исходной, путем их простой перегрузки. Цри этом значительно повьшаются скорости фильтро.- вания, снижается расход промывной воды. Увеличение утилизации отходов ТЭС благотворно скажется на охране водного и воздушного бассейнов.

На применение загрузки из отходов ТЭС, получаемой по предложенному способу, в практике хозяйственно-питьевого водоснабжения имеется разрешение Минздрава СССР. Формула изобрет е к и я

Способ получения фильтрующей загрузки для водопроводных фильтров из отхода ТЭС, включающий рассев отхода с выделением заданной фракции, отличающий с я тем, что, с целью повышения механической прочности, химической стойкости, увеличения межзерновой пористости и коэффициента формы загрузки, в качестве отхода используют шлак - продукт водной грануляции расплава минеральной части твёрдого топлива, получаемой при его сжигании и раздельном золошлако- удалении, а рассев шлака осуществляют сначала через сита с прямоугольными отверстиями, затем через сита с круглыми отверстиями.

Таблица 2

Изобретение относится к очистке воды фильтрованием и может быть использовано для приготовления питьевой воды путем использования в качестве ф ильтрующей загрузки отходов ТЭС. Для осуществления способа шлак-продукт водной грануляции расплава минеральной части твердого топлива, получаемой при его сжигании и раздельной зо- лошлакоудалении, подвергают рассеву сначала через сита с прямоугольными отверстиями, затем через сита с круглыми отверстиями. Способ позволяет получить фильтрукицую загрузку с повышенной механической прочностью и хи- --- мической стойкостью, с увеличенными межзерновой пористостью и коэффициентом формы, что обеспечивает увеличение продолжительности фипьтроцикла и количества очищаемой за фильтроцикп воды, а также снижает расход промыв-, ной воды. 3 табл. & 1Л (Л

по варианту

I 1,42-1,52

по варианту

II 1 ,7-1 ,8

по варианту

III 1,8-2,2

Золопесок

1,17

Темп прироста потерь напора, см/ч

Скорость проникновения осадка в загрузку, см/ч

Продолжительность фильтроцикла, ч: По потере напора

51 53

55 36

53 54

57 42

5,2 3,2 2,6 -2,4

3,3 2,9 2,8 2,1

38,46 62,5 76,9 83,3