Гидроциклон Советский патент 1993 года по МПК B04C5/103 

Изобретение относится к технике разделения пульп и суспензий под действием центробежных сил и позволяет повысить эффективность разделения за счет использования принципа электрофлотационного извлечения твердой фазы.

Известен гидроциклон, включающий цилиндрический корпус с верхним танген- |циальным вводом разделяемой систем и ко- ни ч ёс кое днище с выходным патрубком, а такШйыЩц щую систему фугата, Недостатком конструкции является: во- первых, большая сила трения потока о стенки корпуса, в результате чего центробежная сила у периферии снижается; во-вторых, наличие частичного уноса потоком жидкости мельчайшей фракции твердого вещества, что снижает качество разделения.

Известна фильтрующая центрифуга, включающая вертикальный корпус и соосно установленная пара электродов, использующая центробежный принцип концентрации твердого материала в пристеночном слое, а также электрофлотационный метод извлечения дисперсной твердой фазы,

Недостатком этой конструкции являются скользящие контакты, подводящие ток к вращающемуся ротору.

В качестве прототипа выбрана конструкция гидроциклона, содержащая вертикальный корпус с тангенциальным входным патрубком, патрубки отвода фугата и шлама, соосный корпусу полый цилиндр, снабженный по наружной поверхности фильтровальной сеткой.

Недостатком конструкции снижение центробежной силы на периферийном участке в результате трения потока о стенки корпуса, приводящее к ослаблению эффективности разделения, а также повышенное гидравлическое сопротивление аппарата от установки в нем фильтровального элемента, также снижающее результативность процесса.

Цель изобретения - повышение эффективности разделения.

На чертеже изображен гидроциклон для разделения водных суспензий.

Он состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1 с патрубком тангенциального ввода суспензии 2, конического днища 3 с патрубком вывода фугата 4, полого цилиндра 5, установленного соосно корпусу, а также двух цилиндрических перфорированных электродов: анода 6 и катода 7, помещенных между корпусом и полым цилиндром и электроизолированных от них, причем полый цилиндр 5 при этом образует канал для флотации частиц твердой фазы

пузырьками электролизных газов на поверхность жидкости.

Устройство работает следующим образом. Разделяемая суспензия поступает в

корпус 1 через патрубок тангенциального ввода 2 и, закручиваясь, отбрасывается центробежными силами к периферии. При этом в пристенном слое происходит концентрация твердой фазы. На электроды 6 и 7 подается напряжение постоянного тока, достаточное для электролиза водной фазы, в результате чего образующиеся пузырьки захватывают твердые частицы, сконцентрированные здесь же в пристенном слое, и

выносят их в потоке сначала в коническую зону, а затем в режиме всплывания внутри полого цилиндра 5 вверх, образуя на поверхности пенный слой. Очищенная от твердых частиц жидкость-фугат сливается через выходной патрубок 4 в коническом днище 3. Установка электродов б и 7 в зоне максимальной концентрации твердой фазы позволяет создать благоприятные условия для обеспечения всех частиц твердого материала пузырьками электролиз газов с образованием комплекса частица-пузырек, а разделение объема гидроциклона на зону концентрации твердого и зону его выделение из жидкости с помощью цилиндра позволяетсоздать спокойную гидродинамическую обстановку для подъема комплексов вверх в пену без разрушения. При этом положительным является то, что пузырьки связывают в комплексы практически все фракции дисперсной твердой фазы, вплоть до единиц микронов, обеспечивая высокую степень разделения суспензия. Флотационное выделение из жидкости твердой фазы в значительной мере предотвращает унос ее потоком фугата, т.к. вектор скорости подъема электролизных газов около электродов, расположенных в пристенной зоне, значительно снижает трение потока суспензии о стенку корпуса, в результате чего эффект центробежного сгущения твердой фазы усиливается.

Гидроциклон может работать также в режиме коагуляционного разделения. В этом случае анод выполняется из растворимого материала, например, алюминия, железа, которые адсорбируют на своих гидроокисях твердую фазу и флотируются с ней в пену. Кроме того, располагая катод и анод вблизи полого цилиндра и корпуса

соответственно, /раздвигая их/ можно обеспечить помимо разделения системы обеззараживание ее водной фазы /фугата/, осуществляемое электрическим полем между электродами.

Таким образом, установка между корпусом гидроцилиндра и полым цилиндром двух цилиндрических перфорированных электродов и сочетание в результате этого принципов центробежного сгущения и электрофлотационного извлечения твердого из жидкого позволяет повысить эффективность разделения водных суспензий. Формула изобретения Гидроциклон, включающий вертикальный корпус с тангенциальным входным пат0

рубком, патрубками отвода фугата и шлама, соосный корпусу полый цилиндр, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разделения, он снабжен двумя цилиндрическими перфорированными электродами, установленными между корпусом и полым цилиндром, выполненным с открытым нижним торцом, при этом цилиндр образует канал флотации шлама в пену,

Использование: в технике .разделения пульп и суспензий под действием центробежных сил и принципа электрофлотационного извлечения твердой фазы. Суопевзия С Ј Гидроциклон, включающий вертикальный цилиндрический корпус 1 с патрубками тангенциального ввода суспензии 2, вывода фу- гата 4, полый цилиндр 5, установленный соосно корпусу 1, и образующий канал для флотации частиц твердой фазы пузырьками электролизных газов на поверхность жидкости. Между корпусом 1 и полым цилиндром 5 размещены два цилиндрических перфорированных электрода анод 6 и катод 7. На электроды 6,7 подают напряжение постоянного тока, достаточное для электролиза водной среды, образующиеся пузырьки захватывают твердые частицы, сконцентрированные в пристенном слое, и выносят их внутрь полого цилиндра 5, образуя пенный слой. Пузырьки связывают в комплексы практически все фракции дисперсной фазы вплоть до единиц микронов. 1 ил. 5 (/