Тонкослойный отстойник для разделения суспензий и эмульсий
) 1. ТОНКОСЛОПНЫЙ ОТСТОЙНИК ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ СУСПЕНЗИЙ ТЛ ЭМУЛЬСИЙ, включающий корпус, камеру разделения с основным тонкослойным модулем, сборник легкого компонента с патрубком для его отвода, расположенный в верхней части корпуса, камеру сбора тяжелого компонента с патрубком для его отвода и дополнительным тонкослойным полочным модулем, расположенную в нижней части корпуса, устройство для подачи исходной смеси, имеющее выход в вертикальной боковой стенке корпуса под основной тонкослойный модуль и содержащее питающую камеру, отличающийся .тем, что, с целью повьопения эффективности разделения, он снабжен камерой отвода, установленной на противоположной устройству для подачи исходной смеси боковой стенке корпуса и имеющей выход под Основной тонкослойный модуль С отдельным тонкослойным модулем и дополнительным средством отвода легкого компонента, расположенным в верхней части камеры и соединенным с патрубком отвода легкого компонента из сборника легкого компонента и средством отвода легкого компонента из дополнительного полочного тонкослойного модуля, расположенным в верхних частях его полок с их нижних сторон, к соединенным с П-образнЕ 1м трубопроводом с нижней частью основного тонкослойного модуля. 2.Отстойлик по п. 1, отличающийся тем, что средство (Л для отвода легкого компонента из дополнительного полочного тонкослойного модуля вьтолнено в виде вертикальных заборных козырьков, примыкающих верхними концами к верхним краям полок, и патрубков, соединенных коллектором . 3.Отстойник по п. 1, отличающийся тем, что, с целью 00 регулирования режима разделения, на П-образном трубопроводе и патрубке 4; отвода тяжелого компонента установлесо ны регулирующие вентили.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
ОРИ ЛЮМИ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 (21) 3572358/23-26 (22) 04.04.83 (46) 15.09.84. Бюл. 1Ф 34 (72) В.М. Колинько и Л.Я. Есипович (53) 628.314.2(088,8) (56) 1. Патент ФРГ У 1584862, кл. 85 С 6/01, 1970.
2. Патент. Франции Р 2250557, кл. В 01 D 17/02, 1975 (прототип). (54) (57.) 1. ТОНКОСЛОЙНЫЙ ОТСТОЙНИК
ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ СУСПЕНЗИЙ И ЭМУЛЬСИЙ, включающий корпус, камеру разделения с основным тонкослойным модулем, сборник легкого компонента с патрубком для его отвода, расположенный в верхней части корпуса, камеру сбора тяжелого компонента с патрубком для его отвода и дополнительным тонкослойным полочным модулем, расположенную в нижней части корпуса, устройство для подачи исходной смеси, имеющее выход в вертикальной боковой стенке корпуса под основной тонкослойный модуль и содержащее питающую камеру, отличающийся .тем, что, с целью повышения эффективности разделения, он снабжен камерой отвода, установленной на противоположной устройству для подачи исход„.SU„„113149 A
3 > B 01 D 21/00; В 01 D 17/02 ной смеси боковой стенке корпуса и имеющей выход под основной тонкослойный модуль с отдельным тонкослойным модулем и дополнительным средством отвода легкого компонента, расположенным в верхней части камеры и соединенным с патрубком отвода легкого компонента из сборника легкого компонента и средством отвода легкого компонента из дополнительного полочного тонкослойного модуля, расположенйым в верхних частях его полок с их нижних сторон, и соединенным с П-образным трубопроводом с нижней частью основного тонкослойного модуля.
2. Отстойник по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что средство для отвода легкого компонента из дополнительного полочного тонкослойного модуля выполнено в виде вертикальных заборных козырьков, примыкающих р верхними концами к верхним краям полок, и патрубков, соединенных коллектором.
3. Отстойник по п. 1, о т л илией чающий с я тем, что, с целью регулирования режима разделения, на
П-образном трубопроводе и патрубке отвода тяжелого компонента установле- 4 ны регулирующие вентили. CO
1113149
Изобретение относится к наклонным тонкослойным отстойникам для разделения суспензий или эмульсий и может найти применение в химической, нефтехимической и других отраслях промьпп- 5 ленности, в частности для очистки сточ ных вод от твердых механических примесей и всплывающих веществ.
Известен осветлитель для сточных. вод с медленно осаждающимися частица- 10 ми, представляющий собой наклонный тонкослойный отстойник, включающий резервуар, снабженный нижним патрубком для выхода шлама и наклонными полками, которые проходят параллельно главному направлению потока сточных вод в зоне подающего устройства; расположенного над полками, а также сливным устройством, расположенным над полками со стороны противополож- 20 ной подающему устройству, причем входное отверстие расположено в зоне нижнего конца полок. Полки, волнисты и .таким образом установлены в резервуаре, что волны лежат в направлении наклона полок. В питающей камере, в которую выходит подающее устройство, установлены также полки, которые проходят параллельно полкам, установленным в резервуаре (11. 30
Однако отстойник обладает недостаточной степенью сгущения и осветления суспензий.
Недостаточная степень сгущения данного устройства вызвана большими расстояниями (порядка 2 м и более), которые необходимо преодолеть жидкости между сгущающимися частицами твердой фазы в камере сбора осадка для удаления жидкости в камеру разделе- 40 ния под основной тонкослойный модуль.
Уменьшение высоты зоны сгущения при малых габаритах камеры сбора осадка известного отстойника приводит к уменьшению степени сгущения осад45 ков (ввиду малого времени пребывания их под действием силы тяжести), что вызвано перемешиванием осадка, v поступающего вниз в камеру сбора осадка, с жидкостью, выделяющейся вверх из камеры сбора осадка в реэуль. тате сгущения осадка.
Недостаточная степень осветления данного тонкослойного отстойника вызвана тем, что вытесняющаяся иэ камеры сбора осадка жидкость, перемешиваясь с исходным потоком, повышает тем самым суммарный входной расход на входе снизу в пакет наклонных .полок в главной осадительной камере.
В результате повышенного расхода увеличивается и скорость протекания (движения) суспенэии в пространстве между полками модуля, что приводит к увеличению выноса твердых частиц в осветленную жидкость.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является тонкослойный о-:стойник для разделения двух несмешивающихся жидкостей, включающий корпус, камеру разделения с основным тонкослойным модулем, сборник легкого компонента с патрубком для его отвода, расположенный в верхней части корпуса, камеру сбора тяжелого компонента с патрубком для его отвода и дополнительным тонкослойным модулем, расположенную в нижней части корпуса и устройство для подачи исходной смеси, выход которого расположен под основным тонкослойнщм модулем 21.
Преимуществом известного отстойника является наличие наклонных полок не только в камере разделения, но и установка их в камере сбора тяжелого компонента.
3а счет установки дополнительного тонкослойного модуля в камере сбора тяжелого компонента значительно уменьшаются расстояния, которые необходимо преодолеть потокам тяжелого и легкого компонентов для их расслаивания в камере сбора тяжелого компонента, и в результате увеличивается эффективность сгущения. !
В известном отстойнике недостаточная степень сгущения и осветления исходной смеси, что вызвано взаимодействием струйных потоков легкого компонента, выходящих из каждого канала дополнительного тонкослойного модуля, с потоком смеси, образующейся в промежуточной зоне, расположенной между зоной питания и верхней частью дополнительного тонкослойного модуля. Смесь в промежуточной зоне образуется иэ исходной смеси, поступающей в зону питания, а также иэ потоков тяжелого компонента, сползающих с полок основного тонкослойного модуля в камере разделения. Струйные потоки легкого компонента после их выхода из каналов дополнительного тонкослойного модуля дестабилиэи3 111 руются ввиду отсутствия ограничивающих потоки поверхностей и размываются, расширяясь кверху, что увеличивает степень их взаимодействия с потоком сгущенной смеси в промежуточ- ной зоне. При этом уменьшается концентрация тяжелого компонента в смеси в промежуточной зоне, что приводит к уменьшению концентрации тяжелого компонента на входе в дополнитель- 10 ный модуль, а следовательно, и на выходе из этого модуля, а также на выходе из аппарата.
Недостаточная степень осветления исходной смеси вызвана тем, что потоки легкого компонента из тонкослойных каналов дополнительного модуля, проходя промежуточную зону, попадают в зону питания, объединяясь в единый общий поток с потоком исходной смеси, поступающей на разделение в основной тонкослойный модуль. Это повышает суммарный расход на входе в основной модуль и приводит к увеличению скорости движения разделяемой смеси между BFQ полками, что, в конечном счете, приводит к увеличению выноса тяжелого компонента в сборник легкого компонента и снижению степеии осветления смеси.
Цель изобретения — повышение эффективности разделения, Поставленная цель достигается тем, что тонкослойный отстойник для разделения суспензий и эмульсий, включающий корпус, камеру разделения с основным тонкослойным модулем, сборник легкого компонента с патрубком для его отвода, расположенный
s верхней части корпуса, камеру сбора тяжелого компонента с патрубком для его отвода и дополнительным тонкослойным полочным модулем, расположенную в нижней части корпуса, устройство для подачи исходной смеси, имеющее выход в вертикальной боковой стенке корпуса под основной тонкослойный модуль и содержащее питающую камеру снабжен камерой отвода, установленной на противоположной устройству для подачи исходной смеси боковой стенке корпуса и имеющей выход под основной тонкослойный модуль, с отдельным тонкослойным модулем и дополнительным средством отвода легкого компонента, расположенным в верхней части камеры и соединенным с патрубком отвода легкого компонен3149 4 та из сборника Легкого компонента, и средством отвода легкого компонента иэ дополнительного полочного тонкослойного модуля, расположенным в верхних частях его полок с их нижниМ сторон и соединенным с П-образным трубопроводом с нижней частью основного тонкослойного модуля.
При этом средство для отвода легкого компонента из дополнительного полочного тонкослойного модуля выполнено в виде вертикальных заборных козырьков, примыкающих верхними концами к верхним краям полок, и патрубков, соединенных коллектором.
Кроме того, для регулирования режима разделения на П-образном трубопроводе и патрубке отвода тяжелого компонента установлены регулирующие вентили.
На фиг. 1 представлен предлагаемый отстойник, вертикальный разрез с вырывом в верхней части; на фиг. 2 вид А на Фиг. 1; на фиг. 3 — вид Б на фиг. 1; на фиг. 4 — сечение (с вырывом) В-В на фиг. 2; на фиг.5— сечение (с вырывом) Г-Г на фиг.2.
Тонкослойный отстойник состоит из
30 корпуса 1, камеры 2 разделения, внутри которой установлен основной тонкослойный модуль.3 с наклонными полками 4, сборника 5 легкого компонента с патрубком 6 для его отвода, расположенного в верхней части корпуса 1, камеры 7 сбора тяжелого компонента с патрубком 8 для его отвода и дополнительным тонкослойным модулем 9. с наклонными полками 10, расположенной в нижней части корпуса 1, устройства для подачи исходной смеси имеющего выход в вертикальной боковой стенке корпуса 1, выполненный в ниде отверстия 11, нод основной тонкослойный модуль 4 и содержащего питающую ка45 меру 12 с тонкослойным модулем 13 с его наклонными полками 14 в случае разделения суспензий и без «ее в случае разделения эмульсий. Для подачи исходной суспензии служит питающий патрубок 15, установленный в верхней части питающей камеры 12 над полками 14 модуля 13.
С целью повышения эффективности разделения отстойник снабжен камерой 16 отвода, установленной на противоположной выходу устройств» для подачи исходной смеси боковой вертикальной стенке корпуса 1. В полости! 113149 камеры 16 отвода установлен отдельный тонкослойный модуль 17 с наклонными полками 18. Под отдельным модулем 17 в нижней части камеры 16 отвода в боковой стенке корпуса имеет- 5 ся выход под основной тонкослойный модуль 3, выполненный в виде отверстия 19, а над модулем 17 — дополнительное средство отвода легкого компонента, выполненное в виде трубы 20 с отверстиями в ее нижней части, соединенной трубопроводом 21 с патрубком 6. В нижней части отдельного тонкослойного модуля 17 между его полками 18 в боковой наружной стенке камеры 16 отвода выполнены отверстия, в которые вставлены трубки 22, соединенные коллектором 23.
Для отвода легкого компонента из дополнительного тонкослойного моду- 20 ля 9, установленного в камере 7, служит средство отвода легкого компонента, расположенное в верхних частях полок 10 с их нижних сторон. Средство для отвода легкого компонента иэ 25 дополнительного тонкослойного моду.ля 9 выполнено в виде вертикальных. заборных козырьков 24 примыкающих верхними концами к верхним краям полок 10, перфорированных труб 25, рас- 30 положенных под козырьками 24 с отверстиями в их нижней части, и патрубков 26, соединенных коллектором 27.
Коллекторы 23 и 27 соединены.П-образным трубопроводом. 28.
С целью регулирования режима разделения на П-образном коллекторе 28 и на патрубке 8 отвода тяжелого компонента установлены соответственно регулирующие вентили 29 и 30. 40
Тонкослойный отстойник работает следующим образом.
Исходная суспензия через питающий патрубок 15 поступает в верхнюю часть питающей камеры 12, распределяясь по 45 всей ее ширине, и затем направляется в верхнюю часть тонкослойного модуля 13,. установленного в камере 12.
При нисходящем течении суспенэии в каналах 13, образованных полками 14, происходит ее предварительное разделение под действием силы тяжести с выделением наиболее крупных частиц твердой фазы.
Выделенные частицы, сползая с верхних стенок полок 14, совместно с жидкостным потоком через отверстие
11 в нижней части камеры 12 поступает под основной тонкослойный модуль 3, расположенный в верхней части корпуса 1. По мере движения суспензии вдоль нижних краев полок 4 модуля 3 выделенные крупные твердые частицы под действием силы тяжести оседают, направляясь к верхней части камеры 7 сбора осадка. Оставшиеся более мелкие частицы твердой фазы вместе с основным потоком заходят снизу в каналы модуля 3, образованные наклонными полками 4, и перемещаются к верхним краям полок 4. При этом происходит разделение суспензии под действием силы тяжести на осветленную жидкость и сгущенный осадок. Осветленная жидкость отводится из верхней части основного тонкослойного модуля 3, заполняет сборник 5 осветленной жид-. кости и через патрубок 6 удаляется из айпарата по назначению. Сгущенный осадок сползает с полок тонкослойного модуля 3, направляясь к верхней части камеры 7 сбора осадка, I где объединяется с ранее выделенными крупными частицами твердой фазы.
Объединенный поток суспензии, содержащий еще значительное количество жидкой фазы, поступает на разделение в дополнительный тонкослойный модуль
9 с полками 10 . При этом твердые частицы под действием силы тяжести оседают на полки 10 и, сползая с них, выгружаются в нижнюю часть камеры 7, откуда по выгрузочному патрубку 8 в виде сгущенного осадка отводятся из аппарата по назначению.
Одновременно сгущаемая в каналах дополнительного модуля 9 суспензия выжимает из них жидкость, которая перемещается по верхним стенкам каналов к верхней части тонкослойного модуля 9. В верхней части модуля 9 выделенная жидкость забирается вертикальными заборными козырьками 24 и по > перфорированным трубам 25 с отверстиями в их нижней части и патрубками
26, без взаимодействия с поступающей в модуль 9 на сгущение суспенэий, отводится в коллектор 27, откуда по
П-образному трубопроводу 28 через коллектор 23 и трубки 22 поступает в нижнюю часть отдельного тонкослойного модуля 17 под его полки сбоку их.
Жидкость, проходя снизу вверх по каналам отдельного тонкослойного модуля 17, образованным наклонными полками 18, разделяется в них, освобож1113149 даясь от твердых частиц, не выделившихся ранее при сгущении суспенэии в дополнительном тонкослойном модуле 9. Очищенная от твердых частиц жидкость через трубу 20 с отверсти- 5 ями в ее нижней части и трубопровод
21 отводится в патрубок 6, объединяясь с ранее выделенным основным потоком осветленной жидкости. Осадок, выделившийся в отдельном тонкослойном модуле 17, сползает с его полок
18 и через отверстие 19 в нижней части камеры 16 отвода поступает на выделение в камеру 7 сбора осадка.
Расходы сгущенного осадка через патрубок 8 и легкого компонента, удаляемого через П-образный трубопровод 28, регулируют вентилями 29 и 30, добиваясь максимальнойЪффективности разделения. Регулирование необ- 20 ходимо также в процессе выхода аппарата на нормальный режим работы или же при изменении параметров суспензии на входе (концентрация твердого на входе, расход на входе).
При разделении эмульсий работа предлагаемого отстойника осуществляется аналогично работе при разделении суспензий, причем в этом случае роль осветленной жидкости выполняет ЗО легкий компонент смеси двух несмешивающихся жидкостей (эмульсий), а сгущение осадка — тяжелый компонент смеси.
Отличие заключается н том, что эмульсию на разделение подают не через З5 питающий патрубок 15, а через отверстие 11 непосредственно под основной тонкослойный модуль 3. Это вызвано тем, что при подаче эмульсии через питающий патрубок 15,легкий компонент 4G смеси, выделяясь в модуле 13, накапливается в верхней части камеры 12 и препятствует поступлению исходной эмульсии в зону питания под основной тонкослойный модуль 3. Поэтому при разделении эмульсий питающую камеру
12 либо не устанавливают, либо перекрывают глухой перегородкой снизу тонкослойный модуль 13 с выходом исходной эмульсии в обоих случаях через отверстие 11. Геометрические параметры тонкослойных модулей 3, 9, 13 и 17 определяются расчетным путем в зависимости от параметров исходной смеси и требуемой эффективности разделения ° Заборные козырьки 24 выполнены вертикальными, образуя с полками 10, на которых установлены, угол — 900- с, где сс — угол наклона полок 10 к полости горизонта. При увеличении угла, поверхности козырьков 24 будут оказывать сопротивление движению потока тяжелого компонента, что может вызвать забивку их осадком в случае разделения суспензий ° При уменьшении угла р необходимо увеличивать длину козырьков 24 для перекрытия перфорированных труб 25. Это приводит к уменьшению пути разделения легкого и тяжелого компонентов в камере 7 сбора тяжелого компонента.
Таким образом, предложенный тонкослойный отстойник может быть использован как для разделения суспензий, так и для разделения эмульсий. От.стойник прост по конструкции и обладает повышенной эффективностью разделения по сравнению с известными тонкослойными отстойниками.
Ввиду того, что заборные козырьки в дополнительном тонкослойном модуле установлены вертикально (оптимальная устайовка), они не препятствуют прохождению смеси на сгущение в дополнительный тонкослойный модуль.
Это обеспечивает надежную работу аппарата при разделении эмульсий и суспензий.
1113149
1113149
1113149 сусаачжя
Фиг.,7
Г-/
Э
М юм
Составитель Е Пугаева
Редактор И. Ковальчук Техред M.Êóýüìà
Корректор А. Тяско
Подписное
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород,.ул. Проектная, 4
Заказ 6489/8 Тираж 681
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
