Способ разделения суспензий или смесей двух несмешивающихся жидкостей в тонкослойных отстойниках Советский патент 1991 года по МПК B01D21/28 C02F1/34 

Изобретение относится к способам разделения суспензий или смесей двух несмешивающихся жидкостей в тонкослойных отстойниках и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности как в основных технологических процессах так и для очистки сточных вод от

гипса, песка, загрязненного нефтепродуктами, и других трудноудаляемых мазеобразных осадков.

Цель изобретения - повышение эффективности разделения за счет ускорения отвода трудноудаляемого компонента при одновременном повышении производительностио

На фиг.1 представлен схематично противоточный тонкослойный отстойник, обгони вид; на фиг 2 - тонкослойный полочный блок, аксонометрия; на фигоЗ - вид А на фиг. 1 „

Способ осуществляют следующим образом.

Исходную суспензию по патрубку 1 подают в камеру 2 питания Отражаясь отбойником 3, исходная суспензия заходит снизу в тонкослойный блок 4 и заполняет полость аппарата Переливаясь через кромку сливных желобов 5, осветленная жидкость попадает в них и по патрубкам 6 отводится из аппарата Тяжелые налипающие частицы при движении в тонкослойных каналах между полками 7 выделяются из исходной суспензии, оседая на полки 70 Для ра- боты полок без забивки от электропривода 8 по кинематической цепи: ведущий шкив 9 - ведомый шкив 10 - вал 11 - кулачок 12 - толкатель 13 и продольные колебания передаются на блок 4

Наложение вибраций на тонкослойный блок осуществляют в плоскости, параллельной наклонным элементам, с часточерез патрубок 15 отводится из полости аппарата по назначению

Таким образом, даже при разделении суспензий с налипающими твердыми частицами межполочное пространство не загромождается твердой фазой, и непрерывная работа без остановки обеспечивается

Существенными соотношениями для предлагаемого способа являются диапазона значений по частотам, амплитудам и диапазон по соотношению скоростей переиещений наклонных полок в различных противоположных направлениях

При продольных колебаниях с частотой СО меньше 0,5 Гц величина At становится большей, чем среднее время нахождения осадка в тонкослойном канале Это обстоятельство резко снижает положительный эффект от наложения вибраций на полки В большинстве случаев для различных промышленных осадков их монолитная структура не разрушается, ввиду чего возможно постепенное наиливание блока и ухудшение эффективности в производительности процесса разделения При продольных колебаниях с частотой СО свыше

Изобретение относится к способам разделения суспензий или смесей двух несмешивающихся жидкостей в тонкослойных отстойниках и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности как в основных технологических процессах, так и для очистки сточных вод от гипса, песка, загрязненного нефтепродуктами, и других трудноудаляемых мазеобразных осадков Цель изобретения - повышение эффективности разделения за счет ускорения отвода трудновыделяемого компонента при одновременном повышении производительности,, Способ разделения суспензий или смесей двух несмешивающихся жидкостей в тонкослойных отстойниках включает подачу исходной суспензии или смеси, разделение в тонкослойном блоке с наклонными элементами с образованием трудновыделяемого компонента, отвод разделенных компонентов, наложение вибраций на тонкослойный блок в плоскости, параллельной наклонным элементам,, Частота вибраций составляет 0,5-75 Гц, амплитуда вибраций Х (1-7) мм, а скорость перемещения наклонных элементов удовлетворяет соотношению 2,4 L vft k K 4,2, где V к - средняя скорость перемещения наклонных элементов тонкослойного блока в направлении, противоположном направлению удаления трудновыделяемого компонента} vne,k средняя скорость перемещения наклонных элементов тонкослойного блока в направлении, совпадающем с направлением удаления трудновыделяемого компонента. Наклонные элементы могут быть полочными, трубчатыми и других форм поперечных сечений, а колебания осуществляют только в плоскости, параллельной наклонным элементам. Зил. Ј2 S (Л 05 со 05

той равной от 0,5 до 75 Гц и амплиту- 30 5 Гц время Јt мало, и для создания

дои 1-7 мм, скорость перемещения наклонных элементов равна соотношению

vB.x,/vn.B,K 4,2,

де v

в-К

40

п, в. к

в.К,

средняя скорость перемеще-35 ния наклонных элементов тонкослойного блока в направлении, противоположном направлению удаления трудновыделяемого компонента;

средняя скорость перемещения наклонных элементов в направлении, совпадающим с направлением удаления трудновыделяемого компонента

45

В результате продольных колебаний с частотой от 0,5 до 75 Гц, амплитудой в диапазоне от 1 до 7 мм и выполнением соотношения 2,4 V6lf/vn6i|fЈ 4,2 между скоростями перемещения элементов блока, выделенные на полках твердые частицы ускоренно сползают с них и попадают в камеру 14, постепенно накапливаясь с ней. По мере концентрирования в камере 14 осадок

колебаний требуемой интенсивности (для обеспечения достаточной эффективности разделения) необходимо увеличивать

fl 7

мм,

что потребует зна-

0

5

5

0

5

чительной энергии на создание колебаний, что приводит к большим потерям энергии0 Кроме того, при работе возможен быстрый выход из строя элементов блока и кулачковой пары ввиду больших ускорений в ней

При значениях vfcK/vn B ,4 инерционные свойства осадка не позволяют преодолеть силу сцепления частиц твердой фазы и нарушить монолитность структуры для трудноудаляемых осадков. Осадок не сходит с полок полностью Межполочное пространство постепенно заиливается

При значениях VB K /vn в к 4,2 влияние вибраций резко снижается за счет того, что величина fit становится одного порядка со временем пребывания осадка в канале и фактического уменьшения эквивалентной длины полок для разделения ввиду того, что они движутся практически в одну сторону.

При продольных колебаниях с ампли-i тудами колебаний менее 1 мм мала ско516

рость перемещения мазеобразных осадков по поверхностям полок при малых ,сдвиговых напряжениях, возникающих в осадке о- действия вибрации. Возможно постепенно (хотя и не столь быстрое) заиливание блока и нарушение разделения с падением производительности о

При продольных колебаниях с ам-

плитудами колебаний свыше 7 мм (суммарная амплитуда) велика скорость перемещений мазеобразных осадков по поверхностям полок при больших сдвиговых напряжениях, возникающих в осадке от действия вибрации Заиливание блока не происходит„ Однако большие сдвиговые напряжения вызывают повышенный унос твердой фазы в чистый слив, загрязняя его0

Таким образом, оптимальным по амплитудам диапазоном является диапазон от 1 до 7 мМо

Пример 1 о В тонкослойный канал с геометрическими параметрами - толщиной 60 мм, шириной 120 мм, дли- |ной 600 мм подают водную суспензию iTiO с нормальным распределением частиц твердой фазы по размерам: dcp 1, дисперсия (j 0,5- Отвод осадка с полок осуществляют с помощью известного способа при частоте колебаний механического вибратора 25 Гц, их амплитуде 0,6 мм и значении К 1„ При производительное- ти в противоточном режиме по твердой фазе (тяжелому компоненту) Q с 0,2 , равной необходимой производительности для воспроизводства примера в опытно-промышленной ситуа- ции, концентрация твердой фазы в осветленной жидкости

с осе, 92 мг/л САоп 6° мг/л Дополнительные исследования показывают, что при Сось 60 мг/л макси- мально -допустимая производительность QAon 0,123 м3/ч «. рисхо

Пример 2„ В тонкослойный канал аналогично примеру 1 подают суспензию,, Отвод осадка с полок осущест вляют по предлагаемому способу при частоте колебаний механического вибратора 25,0 Гц, амплитуде 0,6 мм, т«е0 в диапазонах известного способа и значении К 1,9„ При производитель ности 0,ир) 0,20 мэ/ч„ Концентрация твердой фазы в осветленной суспензии С осе 64,9 мг/л, что несколько превосходит допустимую,,

I6

ПримерЗ. В тонко алойный канал по примеру 1 подают суспензию с той же производительностью по предла4 гаемому способу, а отвод осадка проводят при наложении на полку механических вибраций частотой 25 Гц и амплитудой 1,0 мм, при К 30, Qflcx 0,20 соответствует Соев 59,43 мг/л 60 мг/л СДо,|0

Пример4„ В тонкослойный канал аналогично примеру 1 подают суспензию с той же производительностью -РИС4 0,20 м3/ч при наложении на осадительную полку механических колебаний частотой 75 Гц и амплитудой 7 мм, при К 4,15 При этом концентрация твердой фазы в осветленной жидкости составляет Сосв 58,6 мг/л С 60 мг/л Сдоп , a Q доо 0,327 м/ч

Пример 5 а В тонкослойный канал по примеру 1 подают суспензию при Q иех 0,20 м /ч при наложении на осадительную полку механических колебаний частотой 100 Гц и амплитудой 1 мм, т„е. в диапазоне известного способа, при К 6,5 /иакс 4,2„ При этом концентрация твердой фазы в осветленной жидкости СОСБ 69,7 мг/л С ftono

Использование предлагаемого способа позволяет за счет увеличения скорости удаления трудновыделяемого осадка с поверхности наклонных элементов повысить эффективность разделения суспензий или смесей двух несмешивающихся жидкостей при одновременном сохранении производительности

Формула изобретения

Способ разделения суспензий или смесей двух несмешивающихся жидкостей в тонкослойных отстойниках,включающий подачу исходной суспензии или смеси, разделение в тонкослойном блоке с наклонными элементами с образованием трудновыделяемого компонента, отвод разделенных компонентов, наложение вибраций на тонкослойный блок в плоскости, параллельной наклонным элементам, отлич ающийся тем, что, с целью повышения эффективности разделения за счет ускорения отвода трудновыделяемого компонента при одновременном повышении производительности, частота вибраций СО составляет от 0,5 до 75 Гц, амплитуда вибраций Д 1-7 мм, а скорости перемещения наклонных элементов равны соотношению

2,4 v в. к

VM /vn,B,k 6 -4.2

- средняя скорость переме- л щения наклонных элементов тонкослойного блока в направлении, противоположном направлению уда- jg

/5

л jg

v

8

ления трудновыделяемого компонента;

л в к - средняя скорость перемещения тонкослойных элементов в направлении, совпадающим с направлением удаления трудновыделяемого компонентао

Отвод сгущенного осадка

Фиг.1

Фиг. I ВибА

Отвод осветленной

.8

-9 -Ю

-/2

77