Установка замораживания-оттаивания Советский патент 1979 года по МПК B01D9/02 C02F1/02 C02F1/22 C02F1/02 C02F101/00 C02F103/00 

(54) УСТАНОВКА ЗАМОРАЖИВАНИЯ-ОТТАИВАНИЯ

1

Изобретение относится к химическому машиностроению, а точнее - к аппаратам, предназначенным для обработки частиц в дисперсных системах.

Известна установка замораживанияоттаивания, напри/мер, для улучшения водоотдающей способности осадков природных и сточных вод, включающая горизонтальный охлаждаемый барабан, устройство для подачи обрабатываемой воды на барабан, нож для отделения льда и установленный под ним бак-оттаиватель с перемешивающим устройством и нагревателемСОПеремешивающее устройство в этой установке выполнено в виде лопастной мешалки. В качестве нагревателя использована поверхность бака-оттаивателя, снабженного рубашкой для прохождения теплоносителя. В установке не предусматривается перед отделением льда с поверхности барабана планирование слоя на пластины заданной величины, что затрудняет отделение и оптимизацию времени плавления льда. Кроме того, оттаивание льда производится в месте размеш,ения теплообменных поверхностей нагревателя, что приводит к зарастанию

этих поверхностей осадком и к снижению их теплопередатошей способности, т. е. к снижению производительности установки. Для ускорения оттаивания и повышения коэффициентов теплоотдачи от теплопереаюшей поверхности нагревателя требуется интенсивное перемешивание, однако это- не способствует выводу осадка из бака-оттаивателя, а приводигк дополнительному осаждению осадка на поверхности нагревателя. В установке не предусматривается также

насыщение воды кислородом воздуха.

Цель изобретения - сокращение времени и повышение эффективности процесса обработки путем интенсификации плавления льда аэрации воды и снижеиня количества отлбжений на поверхностях нагревателя.

Это достигается тем, что в установке амораживания-оттаивания, включающей горизонтальный охлаждаемый барабан, устройство для подачи обрабатываемого осадка на барабан, ножевое устройство для отделения льда от поверхности барабана и установленный под ним бак-оттаиватель с перемешивающим устройством, бак-оттаиватель снабжен вертикальной перегородкой, деля1дей его на две сообщающиеся между собой в верхней и нижней частях камеры, в одной из которых расположен выполненный в виде вертикальных-труб или пластин нагреватель, оснащенный в нижней части барботером воздуха, а в другой распбложёно перёмещивающее устройство, выполненное в виде черпаков, закрепленных на валу; каждый черпак образован основанием в виде набора пластин, установленных на расстоянии одна от другой тангенциально к валу перемешивающего устройства, и боковыми стенками, одной из которых служит вал.

Ножевое устройство для отделения льда от барабана выполнено в виде продольного неподвижного ножа и набора поворотноисковых бороздорезов льда, установленных f j перед ножом, по направлению вращения барабана.

На фиг. 1 схематически показана установка замораживания-оттаивания, вертикальный разрез; на фиг. 2 - разрез А -А нафиг. I; на фиг. 3 - разрез Б фиг. 2; на фиг. 4 - вид по стрелке В на фиг. I; на фиг. 5 - узел I на фиг. 1.

Установка замораживания-оттаивания включает горизонтально расположенный цилиндрический, полый (для прохождения jj хладоносителя) барабан 1, устройство для подачи на барабан очищаемой воды, выполненное в виде поддона 2. Поддон 2 установлен в нижней части барабана. Вдоль всей образующей барабана размещен нож 3 для отделения льда, представляющий из себя оправку с закрепленным в ней прямолинейным срезающим лезвием. Установка снабжена набором поворотно-дисковых бороздорезов 4 льда, установленных перед ножом 3 по направлению вращения барабана 1. Дид- jj ки бороздорезов 4 выполнены в виде усеченных конусов, имеющих в основании острую режущую кромку. Между дисками бороздорезов 4 перпендикулярно к ним устан;оёл ены продольные острозаточенные льдорезы 5. Бороздорезы 4 и льдорезы 5 закреп-. лены на общем валу 6, вращающемся is концевых подщипниках. Для исключения осевых усилий на подщипники часть бороздорезов 4 имеет заточки с левой стороны, а часть - с правой. Режущие кромки бороздорезов 4 s и льдорезов 5 образуют замкнутые прямоугольные контуры..

Под ножом 3 для отделения льда от барабана 1 установлен бак-оттаиватель 7, полость которого разделена перегородкой 8 на камеры. Верхняя кромка вертикальной перегородки параллельна режущей кромке ножа 3. Нижняя часть бака-оттаивателя 7 выполнена с уклонами не менее 30° в сторону осадконакопителя, имеющего выводящую трубу 9. В верхней части первой камеры бака-оттаивателя 7 установлены горизонтальные черпаки 10, представляющие собой

704643

ковщи, имеющие перфорированные основания и боковые стенки. Основания черпаков 10 выполнены из пластин, тангенциально прикрепленных к валу 11 на расстоянии между собой, а боковые стенки выполнены сплошными, причем одной из стенок является вал 11. Отверстия 12 в основаниях черпаков 10 имеют меньщие размеры, чем расстояние между режущими кромками бороздорезов 4 и льдорезов 5 (по окружности). Черпаки 1,0 прикреплены к горизонтальному валу 11, соединенному с приводом вращения.

Во вторую камеру бака-оттаивателя 7 вмонтирован съемный нагреватель 13, изготовленный из труб или полых пластин, расположенных вертикально. Нагреватель 13 имеет распределительные и сборные коллекторы с патрубками для ввода и вывода теплоагента. В нижней части нагревателя 13 установлены горизонтальные трубы-бработеры 14 с отверстиями 15, равномерно распределенными вдоль всей длины нагревателя 13. Отверстия расположены в нижней части труб-барботеров 14.

Установка работает .следующим образом.

В процессе замораживания-оттаивания осуществляется непрерывное прохождение хладоносителя через полость барабана 1 и теплоносителя - через нагреватель 13, а также истечение воздуха через отверстия в трубах-барботерах 14. Обрабатываемый осадок, содержащий до 10% трудно удаляемых твердых частиц, подается в поддон 2, где в результате намораживания на вращающейся поверхности барабана 1 образуется слой льда.

При замораживании обрабатываемого осадка за счет изм.енения исходной физикохимической структуры происходит улучщение его водоотдающей способности после оттаивания. После заданного времени замораживания слой льда подвергается планировке на поверхности барабана 1 в виде замкнутых прямоугольников. Для этого в результате вращения барабана 1 и фрикционного зацепления бороздорезов 4 со льдом на льду образуются борозды, разделяющие слой льда на полосы. Одновременно льдорезы 5 ограничивают длину полос, нанося на слой льда поперечные разрезы. Бороздорезы 4 и льдорезы 5 не только планируют слой льда, но и создают сдвиговые усилия в осевом и продольном направлении барабана 1, что облегчает отделение льда от барабана 1 ножом 3. После этого лед входит в контакт с ножом 3, снимается с поверхности барабана 1 в виде пластин и направляется в первую камеру бака-оттаивателя 7. Здесь пластины льда попадают на поверхность -воды, заполняющей бакоттаиватель. Затем лед подхватывается черг паками 10, поднимается; ссыпается вновь на поверхность воды и совершает вместе с черпаками 10 вращательное, движение под водой. при этом : пластиныльда иНтенсйВйо омываются водой, проходящей через отверстия 12 в черпаках 10, что способствует интенсификации плавления. После плавления льда осадок подают в осадконакопитель, откуда он выводится вместе с водой на дальнейшую стадию обработки-разделения. Воздух, подаваемый во вторую камеру бака 7 из отверстий труб-барботеров 14, насыщает воду кислородом, интенсифицирует теплоотдачу от труб нагревателя 13 к воде и осуществляет эрлифтную подачу нагретой воды над перегородкой 8 из второй камеры в первую - в место подачи льда. Вода циркулирует по контуру - первая камера, пространство под нижней кромкой перегородки 8, вторая камера, пространство над верхней кромкой перегородки 8, первая камера. Эффект от использования изобретения заключается в увеличения времени безостановочной работы установки и повыщении ее надежности за счет резделения осадка вне зоны расположения нагревателя, интенсификации процесса оттаивания льда за счет эрлифтной циркуляции воды и обработки льда потоком воды, создаваемой черпаками. Формула изобретения 1. Установка замораживания-отт,аивания содержащая горизонтальный охлаждающий барабан, ножевое устройство для отделения льда от барабана, бак-оттаиватель с перемешивающим устройством и нагреватель, отличающаяся тем, что, с целью сокращения времени и повышения эффективности процесса, бак-оттаиватель снабжен вертикальной перегородкой, делящей его на две сообщающиеся между собой в верхней и нижней частях камеры, в одной из которых расположен нагреватель, который снабжен расположенным в его нижней,.части барботером воздуха, а в другой - перемешивающее устройство. 2.Установка по п. 1, отличающаяся тем, что нагреватель выполнен в виде вертикальных труб или пластин. 3.Установка по п. 1, отличающаяся тем, что пееремещивающее устройство выполнено в виде черпаков закрепленных на валу, с основаниями в виде набора пластин, установленных на расстоянии друг от друга тангенциально к валу, и боковыми стенками. 4.Установка по п. 1, отличающаяся тем, что ножевое устройство выполнено в виде продольного неподвижного ножа и набора поворотно-дисковых бороздорезов льда, установленных перед ножом по направлению движения барабана. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. «Химическое и нефтяное машиностроение, № 9, 1967, с. 3 - 4 (прототип).

ч V//7///Z/.

Вид В

/

6 it

////////,А

// J

-fo