Устройство для обезвоживания осадка Советский патент 1992 года по МПК B01D61/46 B01D61/56 B01D61/58 

ческой сетки; перемещающейся по системе роликов и огибающей барабан на протяжении определенного участка зоны просушки. Лента является анодом. На участке контакта металлической ленты с обезвоживаемым осадком в результате прохождения через последний постоянного электрического тока происходит интенсификация обезвоживания осадка за счет электроосмоса.

Известен также барабанный электроосмотический вакуум-фильтр НЭОФ-1 (Тиль- га А.К., Тапочка Л.Б. Исследование электроосмотического фильтрования суспензии на стадии набора осадка// Энер- гетические воздействия в процессах переработки минерального сырья. - М.: ИПКОН АН СССР, 1987. - С. 66-72) (2). Этот фильтр представляет собой барабан, максимально (на 75%) погруженный в ванну с разделяемой суспензией и экипированный бесконечным фильтровальным полотном; внутренняя часть барабана соединена с источником вакуума. Барабан в данной конструкции также является катодом; внутри ванны, концентрично по отношению к барабану, на некотором расстоянии от него расположен анод. Действие постоянного электрического поля в зоне фильтрования позволяет увеличить скорость набора осадка.

Известны также ленточные электроосмотические фильтры. Один из них (Пат. № 4376022 США, МКИ2 В 01 D 57/02, НКИ 204-180 R) (3) представляет собой две бесконечные фильтрующие ленты, движущиеся между двумя электродами, расположенными наклонно (или вертикально). В пространство между лентами подается обезвоживаемый шлам. По мере движения шлама происходит его фильтрование под действием гидростатического давления столба шлама, а также его электроосмотическое обезвоживание.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является установка для обезвоживания шлама (Заявка 63-44407 Япония МКИ4 В 01 D 35/06, 13/02) (4), которая состоит из вращающегося сплошного барабана-электрода, бесконечной сетчатой ленты - электрода, двух бесконечных фильтрующих полотен, устройства для натяжения и промывки фильтрующих полотен и ленты-электрода, системы направляющих роликов и привода. Исходная суспензия, как правило, с добавкой большого количества флокулян- та, подается на нижнюю фильтрующую ленту, где в результате дренажа удаляется свободная гравитационная влага. Затем полученный влажный осадок подвергается сжатию в клиновой зоне, и далее лента-катод совместно с фильтрующими лентами и находящимся между последними осадком огибают преимущественно нижнюю часть барабана-анода, в результате чего осадок

подвергается обезвоживанию под действием механического сжатия и постоянного электрического тока, Фильтрат проходит через фильтрующую ленту, ленту-катод, и поступает в лоток для сбора фильтрата.

0 Обезвоженный осадок удаляется с фильтрующих лент при помощи ножей, после чего обе ленты подвергаются двусторонней промывке при прохождении через промывные устройства.

5Недостатком данной конструкции является невозможность обезвоживания несфлокулированных суспензий. Это обусловлено тем, что в зоне дренирования влага из осадка удаляется только под действием

0 гравитационных сил, что не обеспечивает формирование осадка к концу зоны дренирования. Применение же флокулянтов снижает эффективность электроосмотического обезвоживания из-за уменьшения электро5 кинетического потенциала частиц твердой фазы. Недостатком этой установки является также низкая эффективность обезвоживания малосжимаемых осадков, из которых влага под действием отжима практически не

0 удаляется, и поэтому обезвоживание происходит только за счет относительно медленно протекающего процесса электроосмоса, что является недостаточным для значительного снижения влажности.

5

Целью изобретения является снижение влажности осадка.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом изобретении барабан0 электрод выполнен в виде перфорированной обечайки, разделенной по окружности на фильтровальные ячейки, и снабжен распределительной головкой, сообщающейся с внутренними полостями

5 фильтровальных ячеек системой коллекторов отвода фильтрата, присоединенных к передней по направлению вращения части фильтровальных ячеек и расположенных по касательной к окружности ра с предел итель0 ной головки по направлению вращения барабана-электрода, при этом устройство сопряжено с фильтром со сходящим полотном и снабжено сетчатой лентой - электродом, огибающей совместно с

5 фильтровальным полотном и находящимся между ними обезвоживаемым осадком, верхнюю часть поверхности барабана-электрода, вал которого кинематически связан с приводом сопрягаемого фильтра со сходящим полотном, а фильтровальное полотно

устройства соединено с фильтровальной перегородкой последнего.

Благодаря наличию новых признаков предлагаемое устройство имеет существенные отличия в следующем. В предлагаемом устройстве барабан-электрод выполнен в виде фильтрующих ячеек, сообщающихся через распределительную головку с источником вакуума, и соединен с отрицательным полюсом источника тока, что обеспечивает интенсификацию обезвоживания осадка благодаря совместному действию механического отжима, электроосмоса и вытеснения поровой жидкости воздухом. При этом направления движения фильтрата под действием электроосмоса и вакуума совпадают. Огибание фильтровальным полотном и сетчатой лентой-электродом (анодом) с находящимся между ними осадком верхней части барабана-электрода (катода) обеспечивает преимущественное совпадение направления движения поровой жидкости с направлением действия силы тяжести, что способствует ускоренному отводу фильтра в фильтрующие ячейки. Соединение коллекторов отвода фильтрата с передней по направлению вращения частью фильтровальных ячеек и расположение по касательной (по направлению вращения) к окружности распределительной головки улучшает удаление фильтрата из фильтровальных ячеек в конце рабочей зоны, что позволяет увеличить ее угол до 270-320°, и. следовательно максимально повысить эффективность полезного использования поверхности барабана-электрода.

Следует отметить, что благодаря механическому сжатию в предлагаемом устройстве поступающего с сопрягаемого фильтра со сходящим полотном частично обезвоженного осадка происходит перераспределение в нем повровой жидкости, а в случае склонности осадка к растрескиванию - и заглаживание трещин, что дополнительно повышает эффективность обезвоживания осадка под действием вакуума.

На чертеже показан общий вид предлагаемого устройства для обезвоживания осадка.

Устройство состоит из барабана-электрода 1, состоящего из расположенных по окружности фильтровальных ячеек 2, разделенных перегородками 3 и покрытых сверху дренажным ситом 4. Внутренняя полость фильтровальной ячейки 2 коллектором 5 отвода фильтрата соединена с распределительной головкой 6, которая сообщается с источником вакуума. Барабан-электрод 1 установлен в подшипниках 7, кинематически связан с приводом 8 сопрягаемого фильтра 21 со сходящим полотном и соединен с отрицательным полюсом источника постоянного тока, т.е. является катодом. Бесконечная сетчатая лента-электрод 9

совместно с фильтровальным полотном 10, соединенным с фильтровальной перегородкой сопрягаемого фильтра 21, и осадком 11 последовательно огибает входной ролик 12,

0 барабан-электрод 1 и выходной ролик 13. Затем фильтровальное полотно 10 огибает разгрузочный ролик 14 и возвратный ролик 15, а сетчатая лента-электрод 9 - систему промежуточных роликов 16 и натяжной ро5 лик 17. Сетчатая лента-электрод 9 соединена с положительным полюсом источника постоянного тока, т.е. является анодом. Сетчатая лента-электрод 9 пропущена сквозь промывочное устройство 18, а для сьема

0 осадка установлены ножи 19 и 20.

Предлагаемое устройство работает следующим образом, Ветвь фильтровального полотна, например, ленточного вакуум- фильтра 21 со сходящим полотном, с нахо5 дящимся на ней частично обезвоженным осадком 11, перемещаясь, огибает совместно с сетчатой лентой-электродом 9 входной ролик 12, на котором осадок подвергается действию сжимающих и сдвиговых сил. Да0 лее, ленты 9 и 10 с находя щимся между ними осадком 11 огибают барабан-электрод 1, на котором осадок подвергается обезвоживанию воздухом, просасываемым через него под действием создаваемого в фильтро5 вальных ячейках 2 вакуума, и за счет электроосмоса под действием постоянного электрического поля, возникающего между лентой-электродом (анодом) 9 и барабаном- электродом (катодом) 1, а также за счет ме0 ханического сжатия осадка, величина которого может регулироваться путем изменения натяжения ленты - электрода 9 перемещением натяжного ролика 17, При этом выделяющаяся из осадка 11 жидкость отса5 сывается через дренажное сито 4 в фильтровальные ячейки 2 и далее через коллекторы 5 и распределительную головку 6 выводится из барабана-электрода 1. После прохождения выходного ролика 13 лента-электрод 9

0 отходит от фильтровального полотна 10 и, перемещаясь по промежуточным роликам 16 и натяжному ролику 17, подвергается промывке в устройстве 18 и возвращается на входной ролик 12, а фильтровальное по5 лотно 10 огибает разгрузочный ролик 14 и через направляющий ролик 15 возвращается на сопрягаемый фильтр 21 со сходящим полотном. Обезвоженный осадок отделяется от ленты-электрода 9 ножом 19 и полностью разгружается с фильтровального полотна 10 с помощью ножа 20.

П р и м е-р. На лабораторной установке с вакуум-фильтровальной воронкой моделировался процесс обезвоживания при совместном действии вакуума и электроосмоса предварительно отфильтрованного осадка угольного флотоконцентрата зольностью 15% с содержанием частиц размером менее 0,071 мм 69,5%. В качестве фильтровальной перегородки использовались фильтроткань арт. 56007, в качестве катода - дренажная решетка из нержавеющей стали, в качестве анода - латунь. При вакууме 75 кПа, напряжении постоянного тока - 200 В, толщине обезвоживаемого осадка 26 мм и времени обезвоживания 180 с влажность обезвожен- ного осадка составляла 24,2% против влажности 29,8% достигаемой при действии только электроосмоса, т.е. снижалась на 5,6% абс., и против влажности 30,2%, получаемой на вакуум-фильтре, т.е. снижение на 6,0% абс.

Поскольку в проведенных опытах не моделировалось воздействие на процесс обезвоживания механического сжатия осадка, то при обезвоживании осадка на предлагаемой установке следует ожидать дополни- тельного (к полученному в данных опатыха) снижения влажности осадка.

По сравнению с прототипом предлагаемое техническое решение позволяет пол- учить снижение влажности получаемого с вакуум-фильтров со сходящим полотном осадка, что особенно важно для материалов, подвергающихся последующей термической сушке.

Формула изобретения Устройство для обезвоживания осадка, включающее вращающийся барабан-электрод, бесконечное фильтрующее полотно, устройство для натяжения и промывки фильтрующего полотна и ленты электрода, систему направляющих роликов и привод, отличающееся тем, что, с целью снижения влажности осадка, барабан- электрод выполнен в виде перфорированной обечайки, разделенной по окружности на фильтровальные ячейки, и снабжен распределительной головкой, сообщающейся с внутренними полостями фильтровальных ячеек системой коллекторов отвода фильтрата, присоединенных к передней по направлению вращения части фильтровальных ячеек и расположенных по касательной к окружности распределительной головки по направлению вращения барабана-электрода, при этом устройство снабжено сопрягаемым фильтром со сходящим полотном, привод которого кинематически связан с валом барабана-электрода, лента- электрод установлена с возможностью огибания совместно с фильтровальным полотном верхней части поверхности барабана-электрода, а его фильтровальное полотно соединено с Фильтровальной перегородкой сопрягаемого фильтра со сходящим полотном.

/

76,

Ifi

J

Использование: в горно-рудной, угольной, химической, пищевой и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: барабан - электрод 1, на котором осадок подвергается обезвоживанию за счет просасываемого через него под действием создаваемого в фильтровальных ячейках 2 воздуха за счет электроосмоса под действием постоянного электрического поля, возникающего между лентой-электродом (анодом) 9 и барабаном - электродом (катодом) 1, а также за счет механического сжатия осадка, величина которого может регулироваться путем изменения натяжения ленты - электрода 9 перемещением натяжного ролика 17. Выделяющаяся жидкость через дренажное сито 4, коллекторы 5 и распределительную головку 6 выводится из барабана. Фильтровальное полотно 10, огибая разгрузочный 14 и направляющий 15 ролики, возвращается на сопрягаемый фильтр 21 со сходящим полотном, а обезвоженный осадок удаляется с помощью ножа 20. 1 ил. гружен в резервуар, заполненный суспензией. Внутренняя часть барабана соединена с источником вакуума. По мере вращения барабана жидкая фаза суспензии под действием вакуума проходит через фильтровальную перегородку, закрепленную на поверхности барабана, а твердая фаза осаждается на фильтровальной перегородке, образуя осадок, который в дальнейшем обезвоживается в зоне просушки. Фильтр оснащен бесконечной лентой из металлиСО с vj О ю о ю 4