Сгуститель Советский патент 1992 года по МПК B01D21/24 

Изобретение относится к устройствам для разделения суспензий и может найти применение на предприятиях химической, горно-химической и других отраслей промышленности.

Известен сгуститель, решающий задачу увеличения зоны осаждения за счет дискретно распределенного ввода суспензии в сгустителб. Этот сгуститель содержит цилиндрическую емкость с верхним лотком слива осветленной жидкости, штуцером разгрузки сгущенного осадка, узел ввода суспензий,-включающий загрузочный стакан и распределительное устройство в виде набора направленных в периферии труб, на концах которых расположены насадки.

.Недостатком известного устройства является малый коэффициент использования площади сгустителя, что связано С стационарной установкой распределительных труб.

Наиболее близким к предлагаемому ,зобретению по технической сущности и общим признакам, частично решающим увеличенуи поверхности осаждения за счет Henpef tikuHO распределенного ввода

суспензии, является сгуститель, содержащий цилиндрическую емкость, установленный в ней центральный вал с закрепленными на нем с возможностью вращения основной и хвостовой фермами для транспортировки осадка, одна из которых снабжена полным желобом для вывода суспензии, образованным боковыми и нижней с отверстиями поверхностями, и устройства для вывода сгущенного осадка и осветленной жидкости.

Недостатком этого устройства является наличие крупномасштабных циркуляционных потоков жидкости, в которых вовлекается часть тонкодисперсной твердой фазы, которая и выносится из аппарата с осветленным раствором. При этом боковая поверхность желоба не гасит кинетическую энергию циркуляционных потоков жидкости, так истечение последней происходит в область, расположенную сзади желоба. Эти гидродинамические условия приводят к тому, что критический размер осаждающихся частиц довольно большой и составляет 0,12-0,15 мм, а степень осветления 92-95%,

Другим недостатком известного устройства является большое лобовое сопротивление желоба, что приводит к перегрузке двигателя, вращающего распределительное устройство.

Цель изобретения - повышение производительности сгустителя за счет разрешения крупномасштабных вертикальных циркуляционных потоков суспензии, возникающих при прохождении суспензии через емкость,Поставленная цель достигается тем, что сгуститель содержащий цилиндрическую емкость, установленный в ней центральный вал с закрепленным на нем с возможностью вращения основной и хвостовой фермами для транспортировки осадка, одна из которых снабжена полым желобом для ввода суспензии образованным боковыми и нижней с отверстиями пoвepxнoctями, устройства для вывода сгущенного осадка и осветленной жидкости, снабжен закрепленным на второй ферме дополнительным желобом для ввода суспензии, при этом боковые поверхности обоих желобов выполнены вогнутыми в направлении к центральной оси с радиусом кривизны расположенным в горизонтальной плоскости, а сумма их центральных углов составляет 80-230°,

Установка дополнительного желоба приводит к разделению объема на секции, внутри которых происходят процессы разделения суспензий и гашения циркуляционных вихрей, и тем самым обеспечивается снижение масштабов циркуляционных потоков, что, в свою очередь, уменьшает вероятность выноса тонкодисперсных частиц. Выполнение .боковых поверхностей жело: бов вогнутыми с радиусом кривизны расположенным в горизонтальной плоскости также способствуетснижению уноса мелких частиц. При скольжении жидкости по вогнутой боковой поверхности желоба происход л гашение кинетический энергии потока

суспензии, и на боковой поверхности желоба осаждаются мелкодисперсные частицы. Под действием силы тяжести они двигаются вниз по боковой поверхности желоба.

Необходимость соблюдения суммарности центральных углов в пределах 80-230°, обусловлена устойчивым разрушением вихрей без зарастания поверхностей, желобов. При малЬй протяженности желобов (соответствующей сумме центральных углов менее 80°) поставленная цель не достигается за счет малой боковой поверхности, более того-возможна дополнительная турбулизация жидкости торцовьгми стенками, которая не гасится при большом расстоянии между

желобами. Другая граница - максимальная протяженность желобов - обусловлена возможностью зарастания их поверхности при сгущении суспензии легкокристаллизующихся солей, В этом случае при малых расстояниях между.желобами, соответствующих масштабу вихря разного радиусу аппарата, происходит чрезмерная ламиниризация потока. Это связано с тем, что турбулентные пульсации срывают кристаллы с поверхности желобов. При этом не наблюдается увеличения производительности аппарата. Используя радиус аппарата в качестве характерного масштаба, можно показать, что верхний предел угловой протяженности желоба приблизительно равен

« 180 120°

На фиг. 1 представлен сгуститель, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сверху.

Сгуститель состоит из цилиндрической емкости 1, в центре которой расположена центральная колонна 2 с закрепленными на ней с возможностью вращения основной 3 и хвостовой 4 фермами для транспортировки осадка со скребками 5, Соосно с центральной колонной 2 жестко установлена приемная емкость 6, которая системой отводящих труб 7 соединена с полыми желобами для ввода суспензии 8, выполненными вогнутыми в направлении к центральной оси с радиусом кривизны, расположенным в горизонтальной плоскости, причем сумма их центральных углов составляет 80-230°.

В нижней части желобов 8 выполнены щели или окна 9, через которые осуществляется ввод суспензии в сгуститель. Выгрузка сгущенного осадка осуществляется через устройство 10, а осветленного раствора через устройство 1, Сгуститель работает следующим образом. Суспензия подается в приемную емкость 6, откуда через систему отводящих труб 7 поступает в вогнутые желоба 8. При движении жидкости через желоба 8 происходит частичное гащение скоростного напора, затем суспензия через загрузочны е щели или окна 9 поступает в цилиндрическую емкость 1, где и происходит ее разделение.. Суспензия движется в цилиндрической емкости 1 в направлении к центру. При горизонтальном движении происходит разделение жидкой и твердой фаз, и начинается седиментация частиц. Однако в емкости 1 возникают циркуляционные потоки жидкости, KOTOpbie захватывают с собой мелкие частицы и тем самь(м снижают зффективность разделения. Именно для повышения эффективности и установлены вогнутые желоба В. При контакте с ними происходит разрушение крупных циркуляционных вихрей и гашение вертикальной составляющей их скорости. Вблизи поверхности вогнутых желобов 8 образуется лиминарный слой, в котором происходит осаждение мелких частиц на поверхность вогнутых желобов 8, по которым затем частицы скользят вниз по направлению к устройству выгрузки 10. Тем самым обеспечивается уменьшение критического разряда ч;астиц на 20-40%, и соответственно увеличивается производительность сгустителя, примерно на 15%. Сгущенный осадок выгружается из аппарата через уСтройство 10, а осветленный раствор - через устройство 11. Изобретение иллюстрируется следующим примером. Согласно предложенному изобретению изготовлен аппарат диаметром 1 м, на котором проведены испытания. В качестве твердой фазы использованы тонкодисперсные частицы хлористого калия, а жидкой фазой являлся насыщенный раствор хлористого калия.Желоба, через которые осуществлялся ввод суспензии в сгуститель, располагались на расстоянии 0,35 м от центра. Количество желобов 2. Расход суспензии при проведении испытаний изменился таким образом, что содержание твердого в сливе составляло 1,0-1,4 г/л при содержании твердой фазы 5-7%. Содержание твердого в исходной суспензии 5-7%. В т аблице приведены результаты испытаний разработанной конструкции. Формула изобретения Сгуститель, содержащий цилиндрическую емкость, установ1ленный в ней центральный вал с закрепленными на нем с возможностью вращения основной к хвостовой фермами для транспортировки осадка, одна из которых снабжена желобомдля ввода суспензии, образованным боковыми и нижней с отверстиями поверхностями, устройства для вывода сгущенного осадка и осветленной жидкости, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения производительности за счет разрушени) крулномасштабных вертикальных циркуляционных потоков суспензии, возникающих при прохождении суспензии через емкость, он снабжен закрепленным на второй ферме дополнительным желобом для ввода суспензии, при этом боковые поверхности желобов выполнены вогнутыми в направлении к центральной оси с радиусом кривизны, расположенным в горизонтальной плбскости, а сумма центральных углов желобов составляет 80-230°.

Изобретение относится к устройствам для разделения суспензий и может найти применение на предприятиях химической, горно-химической и других отраслях промышленности и позволяет повысить производительность сгустителя путем разрушения крупномасштабных вертикальных циркуля-циокных потоков суспензии, возникающих при прохождении ее через цилиндрическую емкость. Сгуститель содержит цилиндрическую ёмкость, установленный в ней централь- ный вал с закрепленными на нем с возможностью вращения основной и хвостовой фермами для транспортировки осадка, одна из которых снабжена полым желобом для ввода суспензии, образованным бокрвы- ми и нижней с отверстиями поверхностями, другая ферма снабжена дополнительным желобом, при этом боковые поверхности обоих желобов выполнены вогнутыми в направлении к° центральной оси с радиусом кривизны, расположенным в грризонтальной плоскости, а сумма их центральных углов составляет 80-230°. Таким образом, секционирование объема разделения и уменьшения выноса тонходисперсных частиц приводит к повышению производительности сгустителя. 2 ил.г?Ё

Величина центрального угла каждого жело, ба,град.

Радиально расположенный желоб

(известный сгуститель)

25

40

90

115

120

135

-Наблюдается нарастание поверхности желобов.

Производительность, т/ч

1,2 1.2 1,4 1,7 1,8 1,8 1,7

f fe/i

Я S

иг.2