Способ сгущения суспензий
СПОСОБ СГУЩЕНИЯ СУСПЕНЗИИ, включающий ее обработку реагентами при перемешивании в псевдоожиженном слое и наложении электромагнитного поля, отлич.ающий с я тем, что, с целью повышения степени сгущения , перемешивание осуществляют в присутствии ферромагнитной кольцеобразной насадки диаметром колец 1-60 мм и порозностью слоя 0,800 ,98, причем количество колец диаметром 1-30 мм составляет 40-90% от их общего количества.
COOS СОВЕ ТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (1% (И) 3(5й С 0 2 F 1/48
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3487488/23-26 (22) 30.08.82 (46) 23.09.84. Бюл; Р 35 (72) Б.С.Ксенофонтов и В.Д.Гвоздев (71) Калининский ордена Трудового
Красного Знамени политехнический институт (53) 628.337(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
Р 340623, кл. С 02 F 1/52, 1972.
2 ° Бабенков E.Ä. Очистка воды коагулянтами. М., "Наука", 1979, с.264.
3. Авторское свидетельство СССР
Р 947074, кл. С 02 F 1/48, 1980 (прототип). (54)(57) СПОСОБ СГУЩЕНИЯ СУСПЕНЗИИ, включающий ее обработку реагентами при перемешивании в псевдоожиженном слое и наложении электромагнитного поля, отличающийся тем, что, с целью повышения степени сгущения, перемешивание осуществляют в присутствии ферромагнитной кольцеобразной насадки диаметром колец
1-60 мм и порозностью слоя 0,80О, 98, причем количество колец диаметром 1-30 мм составляет 40-90% от их общего количества.
1114622
Изобретение относится к технологическим процессам химической микробиологической, пищевой и других отраслей промышленности, а более конкретно — и разделению и сгущению суспенэий. 5
Сгущение суспензий осуществляют различными методами: центрифугированием,отстаиванием в гравитационном поле с применением химических реагентов, обратным осмосом, ультра- 10 фильтрацией и другими способами.
Известен широко распространенный метод сгушения суспензий в гравитационном поле с применением коагулянтов и флокулянтов. Технология приме- 15 нения реагентов заключается в добавлении их в суспензию при перемешивании из расчета 0,01-2 вес.Ъ от со держаших твердой фазы в суспензии(11, Недостатком применения реагентов при сгущении суспензий является отрицательное влияние примесей, всегда присутствующих как в жидкой, так и в твердой фазе. Кроме того, изменения в химическом составе твердой и жидкой фаз приводят к различному расходу реагентов и изменению режима перемешивания суспензии с реагентами.
Известен способ сгущения суспензии, включающий проведение операций перемешивания различных реагентов, в частности электролроводящих, с суспензией и процесса флокуляции в псевдоожиженном слое. Согласно этому способу сгущаемую суспензию подают с заданной скоростью в емкость с расширяюшимся снизу вверх сечением, в котором частицы твердой фазы образуют лсевдоожиженный (киляший слой. Реагент вводят в суслензию перед пода- 40 чей ее в лсевдоожиженный слой, где происходит интенсивное перемеш вание частиц твердой фазы, их коагуляция и флокуляция ., 23 .
Недостатком этого способа являет- 45 ся низкая степень разделения суспенэии.
Наиболее близким по технической сушности к предлагаемому является способ сгущения суспензии, включаюший о обработку ее реагентами и перемешивание в псевдоожиженном слое, причем перемешивание проводят при наложении электромагнитного поля. ПараметРы Режима перемешивания в псевдоожиженном слое при наложении электро. магнитного поля выбирают на основании исследований. По известному способу сгущаемую суслензию подают в камеру хлопьеобразования. После дезинтеграции исходного материала и достижения стационарных условий в емкости исходный материал расслаивается так, что самые крупные частицы занимают л сосуде нижнее положение, а самые мелкие — верхнее. Переменное электри- 65 ческое поле частотой 0,1-1000 Гц накладывают в зоне, где наблюдается наиболее резкое изменение скорости движения. В этой зоне числа Рейнольдса устанавливают 500-8000. Электропроводный реагент вводят в зону наибольшей напряженности электрического поля (в центре трубы, между электродами . В частности, для сгущения суспензии микроорганизмов перемешивание электроводного реагента проводят при напряженности электромагнитного поля 1000-5000 Э и скорости псевдоожижения 0,05-0,6 м/с.
После гроведения стадий смешения реагентов, коагулянта, с суспензией и коагуляции суспензию подают в отстойник ГЗ).
Cymec твенным недостатком известного способа являются большие потери твердой фазы со сливом сгущаемой суспензии.
Цель изобретения — повышение степени сгущения суслензии.
Поставленная цель достигается тем, что по способу сгущения суспензии, включающему ее обработку реагентами при леремешивании в псевдоожиженном слое и наложении электромагнитного поля, перемешивание осуществляют в присутствии ферромагнитной кольцеобразной насадки диаметром колец. 160 мм и лорозностью слоя О, 80-0,98, причем количество колец диаметром
1-30 мм составляет 40-90Ъ от их обmего числа.
Способ осуществляют следующим образом.
Сгушение суслензии проводят путем добавления в нее реагентов лри перемешивании в псевдоожиженном слое в присутствии кольцеобразной(ферромагнитной насадки с наложением неоднородного врашающегося электромагнитного поля 400-5000 Э со степенью неоднородности от 5 Э/дм до 1000 Э/см и частотой вращения 50-1000 Гц. В качестве кольцеобразной ферромагнитной насадки используют кольца диаметром 1-60 мм и порозностью слоя
0,80-0,98,причем количество колец диаметром 1-30 мм составляет 40-90% от их общего количества.
Как показали проведенные экспериментальные исследования, для достижения наибольшего эффекта порозность слоя должна быть в пределах 0,80-0,98 с диаметром колец 1-60 мм.
Экспериментально установлено, что степень егушения и потери твердой фазы существенно зависят от диаметра используемых колец. Наилучшие технологические результаты получаются лри использовании ферромагнитных колец диам"-.тром 1-60 мм. При диаметре колег 1 мм и > 60 мм результаты сгушения суслензии резко уменьшаются.
При порозности меньше О, 80 и больше
1114622
Т а б л и ц а 1
Порозность псевдоожиженного слоя
Наличие ферромагнитной насадки с диаметром коле
1-60 мм
Содержание твердой фазы, %
Количество колец диаметром 130 мм,%
Без насадки (по известномуу способу1
35,8
64,2
С насад- кой
66,4
68,1
33,6
0,7
31,9
0,8
0,8
11,3
88,7
89,3
90,5
11,7
9,5
7,2
93,8
8,4
91,6
10,6
29,1
89, 4
70,9
11,6
88,4
12,3
87,7
69,9
30,2
0,98 создается псевдоожиженный слой со слабой турбулизацией потока, причем количество колец диаметром 130 мм должно составлять 40-90% от их общего количества. В противном случае степень сгущения суспензии снижа- 5 ется.
После перемешивания в слое псевдоожиженной ферромагнитной кольцеообраз. чой насадки суспензию направляют на
О, 89
О, 89
0,89
0,89
0,89
О, 89
0,95
0,98
0,99
Анализ приведенных в табл. 1 экспериментальных данных, полученных в лабораторных условиях, показывает целесообразность выбранной порозности псевдоожиженного слоя ферромагнит.ной кольцеобразной насадки и процентного содержания колец диаметром 130 мм в слое 60
Пример 1. Водную суспенэию фосфоритового концентрата класса
0,074 мм с содержанием твердой фазы
20 вес.% сгущают путем добавления отстаивание, где происходит ее сгущение и разделение на твердую и жидкую фазы.
Влияние насадки, количества и размера колец в ней, порозности слоя на технологические показатели процесса сгущения суспенэии фосфоритового кон центрата класса — 0,074-1,0 мм по известному и предлагаемому способам представлены в табл. 1.
В осадке В осветленной жидкости в суспензию гидроокиси при перемешивании в псевдоожиженном слое кольцевой ферромагнитной насадки, помещенной в неоднородное вращающееся электромагнитное поле с напряженностью
2700 Э с средней неоднородностью поля 525 Э/см. Порозность псевдоожи-женного слоя ферромагнитной насадки
О, 89. Количество колец насадки диаметром 1-30 мм составляет 65% от общего количества колец в слое. Остальные кольца используют диаметром 3060 мм (cM. табл. 2).
1114622
Диаметр колец, мм
16
20
25
20
10
60
ВНИИПИ Заказ 6693/14 Тираж 866 Подписное
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проеткная,4
В табл.2 представлено распределение ферромагнитных колец, используемых для перемешивания суспенэии с реагентом, по диаметрам.
Таблица 2
Количество колец заданного размера в слое, Ъ
После перемешивания суспензии с реагентом в псевдоожиженном слое ферромагнитной насадки, помещенной 30 во вращающееся с частотой 50 Гц электромагнитное поле, в течение 1, 8 мин с расходом гидроокиси железа 210 мм на 1 л суспенэии отбирают пробы суспензии и наливают в градуированные стеклянные цилиндры для исследования процесса отстаивания суспензии.
По окончании процесса отстаивания твердая фаза суспенэии распределяется следующим образом: в осадке
94, 7 вес.% в осветленной жидкости
5,3%. Степень сгущения при этом составляет 4,74, Пример 2. Водную суспензию 45 фосфоритового концентрата класса
0,074 мм с содержанием твердой фазы 20 вес.Ъ подвергают таким же технологическим операциям как и в примере 2, эа исключением того, что пороэность псевдоожиженного слоя равняется 0,80, а количество ферромагнитных колец диаметром 1-30 мм составляет 40% от общего количества колец в слое. 55
В результате получают распределение твердой фазы суспензии: в осадке — 84,3 вес.Ъ. в осветленной жидкости — 15,7 вес.Ъ. При этом степень сгущения суспензии составляет 4,22.
Пример 3. Водную суспенэию фосфоритового концентрата класса
0,074 мм с содержанием твердой фазы
20 вес.Ъ подвергают таким же технологическим операциям, как и в примере 2, эа исключением того, что порозность псевдоожиженного слоя равна 0,98, а количество ферромагнитных колец диаметром 1-30 мм составляет
90Ъ от общего количества в слое.
В результате получают распределение твердой фазы суспензии: в осадке
87,4 вес.Ъ в осветленной жидкости
12,6 вес.Ъ. Степень сгущения суспензии — 4,37, Влияние материала насадки на степень сгущения суспензии представлено в следующем примере.
Пример 4. Водную суспензию фосфоритного концентрата класса
0,074 мм с содержанием твердой фазы
20 вес.Ъ сгущают путем добавления и смешивания в псевдоожиженном слое инертной полимерной насадки гидроокиси железа с суспенэией. В качестве насадки используют кольца иэ фторопласта с внешним диаметром
30 мм и толщиной 5 мм.
На псевдоожиженный слой полимерной насадки накладывают неоднородное магнитное поле напряженностью 2700 Э со средней неоднородностью поля
525 Э/см. Пороэность псевдоожиженного слоя полимерной насадки — О, 89.
Перемешивание суспензии с реагентом проводят в течение 1, 8 мин с расходом гидроокиси железа 210 мм на
1 л сгущаемой суспензии. После перемешивания суспензии с реагентом отбирают пробы суспензии и наливают их в градуированные стеклянные цилиндры для исследования процесса отстаивания суспенэии.
По окончании процесса отстаивания твердая фаза суспенэии распределяется следующим образом: в осадке
78,1 вес.Ъ, в осветленной жидкости
21, 9 вес.Ъ. При этом степень сгущения составляет 3,9.
Таким образом, использование согласно способу сгущения суспензии при перемешивании в псевдоожиженном слое ферромагнитной насадки с оптимальными размерами колец и пороэностью слоя позволяет повысить степень сгущения суспензии в 1, 2-1, 3 раза и уменьшить потери твердой фазы в 3-5 раз.
