Очистное устройство Советский патент 1978 года по МПК B01D21/00 B03D3/00 

Изобретение относится к технике разделения суспензий гравитационными способами и предназначено преимущественно для очистки моющих растворов от выпадающих в них при мойке загрязпений в том числе загрязнений, на поверхности которых адсорбированы поверхностно-активные вещества (ПАВ) и мелкие смолистые частицы, а также может быть использовано в устройствах для обогащеиия руд, обезвоживаиия хвостов флотации угольиых щламов и т. л., где необходимо отделить твердую фазу суспензий от жидкой.

Переходящие в моющий раствор с объекта мойки загрязнения необходимо в наиболее короткий срок вывести из объема раствора, не допуская их механического и химического дробления (нептнзации), так как с измельчением частиц твердой фазы растет их суммарная поверхность, на которую активно адсорбируются ПАВ. Это ведет к резкому снижению моющей способности растворов и делает их непригодными к дальиейщему использованию.

В настоящее время применительно к обогащению руд и сгущению хвостов флотации угольных щламов известны устройства, содержащие пакет параллельиых, наклонно установленных навстречу потоку плит с седемеитациоппыми (осадительными) элементами.

Очистка суспензий и особенно моющих растворов с помощью наклонных плит с осадительными элемеитами более целесообразна, так как эти устройства обладают

рядом достоинств, а именно имеют больщую удельиую нроизводительиость (в 16- 23 раза) но сравнению, нанример, с радиальными отстойниками нри одинаковой мутности слива, не ставят ограничений в

расположении устройств, обеспечивающих принудительное движение суспензий, ноэтому этн устройства могут устанавливаться на линии слива очии;енной жидкости, что сокращает бесполезное дроблеппе твердой фазы суспензий и является важным условием очистки растворов, содержанщх ПАВ; а также просты но устройству, иесложиы в изготовлении и не нуждаются в дорогих сооружениях н оборудовании при использовании.

Пзвестно очистное устройство, которое содержит открытый резервуар с наклонно установленным пакетом пластин, каждая из которых имеет осадительный элемент в виде узкого ромбовидного короба с открытым днннгем, но закрытый сбоку и сверху, причем верхняя часть имеет сифон 1.

Однако такое устройство имеет ряд значительных недостатков, которые заключаются в следующем.

Высокие гидравлические потери на входе в очистное устройство, значительное физико-химическое дробление твердой фазы суспензий, узкий диапазон отделения твердой фазы по весу и размерам частиц, неудовлетворительные условия выделения частиц из верхних слоев потока, движущегося между плитами, возмол :ность засорения входа крупными частицами обуславливают недостаточную эффективность работы устройства, особенно при очистке .моющих растворов, содержащих ПАВ.

В известных устройствах неудовлетворительно рещен также вопрос сбора и непрерывного удаления выпадающего осадка, устройства отличаются больщими габаритами и недостаточной удельной производительностью, низкой надежностью из-за возможного засорения.

С целью повыщения эффективности работы устройства, состоящего из наклонных плит с осадптельными элементами, путем расщирения диаиазона отделения твердой фазы суспензий по весу и размерам частиц, сокращения физико-химического дробления твердой фазы суспензий за счет сокращения гидравлических потерь; упрощения процесса непрерывного освобождения осадительных элементов от выпадающих в них осадков; и повыщения надежности и сокращения относительных размеров устройства при расчете на одинаковую производительность, по сравнению с известными предлагается очистное устройство, в котором короткие и сквозные пластины расположены на входе в устройство в одной вертикальной плоскости, выполнены разновеликими по длине, чередующимися друг над другом, закреплены на сквозных пластинах осадительных элементов второй ступени очистки с HaKvTOHOM к боковой стенки корпуса, имеют в плане формутрадеции, а осадительные элементы имеют форму диффузоров, установленных друг над другом в два ряда по ходу потока. Кроме того, в боковой стенке, в сторону которой обращен наклон пластин, против осадительных элементов выполнены окна для осадки.

Такое выполнение очистных устройств, при котором осадок из осадительных элементов отводится не вниз, как это имеет место в известных устройствах, а в бок, за счет дополнительного поперечного к направлению потока жидкости наклона плит в сторону одной из вертикальных стенок короба, позволяет получить прямоточное движение жидкости через устройство без изменения направления за входным сечением, использовать больщую часть поперечного сечения для прохода жидкости через устройство, тем самым сократить гидравлические потери и упорядочить отбор осадка из полостей осадительных элементов.

Наличие в устройстве первой и второй ступеней очистки обеспечивает последовательное освобожч,ение суспензий от крупных и мелких частиц твердой фазы на коротком отрезке пути потока, позволяет сократить время контакта твердой фазы с 5 жидкой, уменьщить бесполезное механическое и химическое (пептизацию) дробление, что особенно важно при очистке моющих растворов, содерлсащих ПАВ моющего действия.

10 Па фиг. 1 изображен общий вид очистного устройства - осадительной части; на фиг. 2 - то же, вид сверху.

Очистное устройство состоит из последовательно установленных друг за другом

15 пакета пластин 1 и устройства 2 для обеспечения принудительного движения очищенной суснензии с заданной скоростью, которое примыкает к выходному сечению 3 накета пластин 1. Пакет пластин 1 установлен наклонно, навстречу движения жидкости через него, под углом. Пакет пластин 1 выполнен в плане по форме трапеции и его наружная часть представляет четырехгранный трапециедальный короб 4, внутри которого вмонтированы короткие 5 пластины и сквозные 6 пластины. При этом верхнюю и нижнюю грань короба 4 образуют соответственно верхняя и нижняя сквозные 6 пластины пакета, а боковые грани короба

0 образованы расходящимися в плане от входного сечения 7 к выходному сечению 3 вертикальными стенками 8 и 9. Короткие 5 и сквозные 6 пластины в нлане выполнены по форме трапеции, малое основание которой обращено к выходному сечению 3 пакета пластин и каждая пластина соединена только с вертикальными стенками 8 и 9 по линиям боковых сторон их образующей трапеции.

Па коротких 5 и сквозных 6 пластинах сверху и снизу, сразу же за входным сечением 7, закреплены профилированные пластины 10, ограничивающие пространство

5 верхних 11 и нижних 12 осадительных элементов первой ступени очистки. Пластины 10 имеют форму трапеции, малое основание которой обращено к входному сечению 7 и по линии малого основания, об0 разующей их трапеции пластины 10, скреплены с пластинами 5 и 6, а по линиягл боковых сторон-с вертикальными стенками 8 и 9. Пластинам 10 придана форма, при кото5 рой они совместно с вертикальными стенками 8 и 9 образуют щелевидные, расходящиеся в плане и коноидальные в профиле, насадки 13 - диффузоры. Короткие 5 пластины оканчиваются в зоне крепления диффузорных 14 пластин, установленных по обеим сторонам сквозных 6 пластин на расстоянии, обеспечивающим максимальное использование первой ступени для выделения твердой фазы суспензии.

Диффузорные 14 пластины выполнены по форме, при которой совместпо с вертикальными стенками 8 и 9 также образуют между двумя расположенными друг над другом сквозными 6 пластинами щелевидный, расходяпшйся в плане и сходяндийся в профиле, насадок 15 второй ступени очистки, а так же верхний 16 и нижний 17 осадительные элементы второй ступени очистки.

Короткие 5 и сквозные 6 пластины вместе с закрепленными на них пластинами 10 и 14 имеют поперечный наклон под углом к направлению потока жидкости в сторону одной из вертикальных стенок, например правой 9. Этот наклон является дополнительным но отношению к общему наклону плит навстречу направлению потока жидкости через пакет пластин 1.

Как и угол наклона пакета пластин навстречу направлению потока жидкости, угол донолиительного поперечного наклона пластин 5 и 6 онределяется расчетом, исходя из обеспечения самопроизвольиого сдвига выпадающего осадка из полостей осадительных элементов (см. позиции 10, 12, 16 и 17), как первой, так и второй ступеней очистки в сторону вертикальной стенки 9. Против внутренних нолостей осадительных элементов 11, 12, 16 и 17 в вертикальной стенке 9, в сторону которой обращен поперечный наклон пластин, выполнены окна 18 для отвода выпадающего осадка в отсек 19. Отсек 19 примыкает к коробу 4 со стороны вертикальной стенки 9 и служит для сбора сгущенного осадка.

Устройство 2 содержит, например, осевой насос 20.

Очистное устройство работает следующим образом.

Суспензия под действием устройства 2 обеспечения принудительного движения жидкости, например, за счет работы осевого насоса «просасывается через пакет пластин 1 с расчетом обеспечения во входном сечении 7 критической скорости, равной 0,6-0,8 м/с, нри которой поток транспортирует частицы от 0,005 до 2,5-10 мм. Поток суспензии, пройдя насадки 13 первой ступени очистки, получает внезапное расщирсние из-за того, что короб 4 выполпен трапециедальпым, расширяющимся от входного сечения 7 в сторону выходного сечения 3, при этом падение величины скорости происходит, по сравнепию с известным устройством, интенсивнее, а осадок выпадает не только в нижние 12 осадительные элементы первой ступени очистки, но и в верхние 11, в которых образуется застойная зона. Поэтому процесс выпадения осадка идет интенсивнее. Скапливающийся в осадительных элементах 11 и 12 осадок через окна 18 самопроизвольно, благодаря ноперечному наклону пластин 5 и 6, сдвигается в отсек 19. Из отсека 19 сгущенный

осадок может удаляться с помощью различных устройств, например мпогоковщового замкнутого подъемника непрерывного действия.

Перед насадками 15 второй ступени очистки поток жидкости затормаживаются, так как эти щелевидные, расходящиеся в плане и сходящиеся в профиле, насадки обладают значительными сопротивлениями

на входе. Поэтому перед входом в насадки происходит как бы поджатие жидкости, в насадки входят более свободно средние слои жидкости, сходящие с конца коротких пластин 5. Тем самым слои жидкости, примыкающие к сквозным 6 пластинам, оказываются вне активного воздействия скоростиого нанора, чем создаются благоприятные условия для освобождения суспензии от твердых частиц.

В насадки 15 второй ступени очистки поток входит со скоростью 0,25-0,35 м/с и, пройдя их, резко теряет скорость до 0,10- 0,15 м/с. Падение скорости происходит не только за счет того, что за насадками 15

образуется диффузор внезапного расширения, но и за счет того, что короб 4 имеет расширение от входного сечения 7 к выходному сечению 3. Выпадение осадка происходит как в нижние 17, так и в верхние

16 осадительные элементы второй ступени очистки. Вынавщий осадок через окна 18 в вертикальиой стенке 9 самопроизвольно сдвигается в отсек 19 и поднимается из него нодъемником, например многоковшовь1м.

Так как скорость потока за насадками 15 составляет 0,10-0,15 м/с, что значительно ниже скорости заиления, то из суспензии выпадают частицы менее 0,005 мм. Следовательно, предлагаемое очистное устройство способно выделять из суспензии частицы твердой фазы диаметром от 10 до 0,005 мм на коротком участке движения нотока. Все вместе взятое позволяет повысить

эффективность работы устройства и увеличнть срок службы растворов, содержащих ПАВ, в 2-2,5 раза и получить значительный экономический эффект в народном хозяйстве.

Формула изобретения

1. Очистное устройство, включающее корпус с боковыми стенками и с расположенным в нем накетом наклонных пластин

с осадительными элементами, и устройство для обеспечения принудительного движения очищаемой жидкости с заданной скоростью, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства путем расширения диапазона выделения осаждаемых частиц по их весу и размерам, пластины пакета выполнены разновеликими по длине, чередующимися между собой, установлены с наклоном к боковой стенке корпуса, имеют в плане форму