Способ разделения суспензий в гидроциклоне

 

СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СУСПЕНЗИЙ В ГИДРОЦИКЛОНЕ, заключаюв(ийся в подаче суспензии в гццроциклон и разделении ее на фазы, отличающийся тем, что, с целью повьпения эффективности разделения, суспензию подают при температуре, превыаающей на 0,5-4°С равновесную термодинамическую.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПжЛИН

4(si> В 04 С 5/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

AO ДЕЛАМ ИЖЖРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

O A8TOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3672126/23-26 (22) 21. 09. 83 (46) 07.05.85. Бюл. У 17 (72) В.С. Круглов (71) Уральский филиал Всесоюзного ордена Октябрьской Революции научно-исследовательского и проектного института алюминиевой, магниевой и электродной промышленности (53) 621 ° 928.37 (088.8) .(56) 1. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М., "Химия", 1971, с. 227.

2. Мустафаев А.М. Теория и расчет гидроциклона. Баку, 1969, с. 8.

„„SU„„1153995 А (54) (57) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СУСПЕНЗИЙ

В ГИДРОЦИКЛОНЕ, заключающийся в подаче суспензии в гндроциклон и разделении ее на фазы, о т л и ч à юшийся тем, что, с целью повывения эффективности разделения, суспензию подают при температуре, превииающей на 0,5-4 С равновесную термодинамическую.

Однако применение гидроциклонов для разделения высококонцентриро.— ванных суспенэий оказывается малоэффективным, поскольку иэ-за высоких концентраций твердого в гидроциклоне, падает степень разделения, что объясняется сложностью гидродинамической обстановки в циклоне в условиях, стесненных для дрейфа твердых частиц и движения твердой и жидкой фаз одна относительно другой. Таким образом, с ростом объемной концентрации твердой фазы в исходной суспенэии эффективность гидроциклона падает.

Целью изобретения является повышение эффективнос1и разделения суспензий в гидроциклоне.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, заключающемуся в подаче суспензия в гидроциклон и разделении ее на фазы, 40

1 1153995

Изобретение относится к химическuiI и обогатительной технологии и

;ьожет быть использовано для разделения твердой фракции от жидкостей.

Известен способ осаждения в поле центробежных сил, в частности, с использованием центрифуг $17

Эти аппараты. быстро и эффективно разделяют среды с разной плотностью, но не просты в изготов- 1О ленни и обслуживании, поскольку имеют электропривод и требуют хорошей центровки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ раз- деления еуспензий, заключающийся в подаче суспензии в гидроциклон и разделении ее на фазы.

Способ заключается в следующем. (В цилиндрический корпус, в тангенциально расположенный штуцер, подают исходную суспензию со скоростью до 5 м/с. За счет центробежных сил в аппарате происходит разделение на верхний продукт — фугат и нижний — осадок. Разделяемая суспензия (жидкость + твердое), войдя в гидроциклон с большой скоростью, приобретает вращательное движение и по мере ее перемещения вниз крупные твердые частицы концентрируются вблизи внутренней поверхности конуса. В центральной части корпуса возникает встречный вос35 ходящий поток фугата f27 . суспензию подают при температуре, превьш ающей на 0,5-4 С равновесную термодинамическую, Суспензия поступает перегретой. н поэтому во входном штуцере гидроциклона и на входе в гидроциклон суспензия вскипает, образуя трехфазную смесь (твердое + жидкость +

+ газ). Паровая фаза в силу большого удельного объема увеличивает скорость движения суспенэии на входе в аппарат и в самом аппарате, а следовательно, при тех же размерах аппарата возрастает центробежное ускорение. Кроме того, с появлением в суспенэии газовой фазы уменьшается объемная концентрация твердой фазы, что способствует повышению степени разделения суспензии.

Давление в гидроциклоне может быть как равное атмосферному, так и отличное от него. Величина сброса температуры суспенэии для образования паровой фазы определяется необходимой величиной объема пара для создания нужной гидродинамической обстановки в гидроциклоне.

Пример 1. "Холодная" с температурой 94 С бокситовая пульпа (размолотый боксит и алюминатный раствор) с ж/т 5,3 подается в гидроциклон диаметром 500 мм с входным штуцером 150 мм. Количество подаваемой пульпы 100 м /ч. Скорость входа пульпы в гидроциклон составляет 2,08 м/с. Количество жидкой фазы 130 кг или 93 м, количество твердой фазы ?4,5 кг или

7 м .

При этом под конус (в пески) уходит 457 твердого, так как имеется

11 кг и 17,6 кг жидкой фазы, ж/т 1,6.

Пример 2. Вокситовая пульпа с температурой 116 С в количестве

100 м /ч с ж/т 5,3 подается в гидроциклон с входным штуцером 150 мм.

Температурная депрессия пульпы 1S С, т.е. алюминатный раствор.при атмос.ферном давлении вскипает при 115 С.

Таким образом, перегрев пульпы составляет 1"С. При входе пульпы в гидроциклон, где давление равно атмосферному, происходит сброс температуры на один градус, при этом пульпа вскипает с образованием 185 кг/ч пара. Объем этого лара равен 314 м .

Таким образом, объем суспензии, проходящей через гидроциклон, возрасСоставитель Э. Яшкова

Техред Л.Коцюбняк Корректор М. Демчик

Редактор О. Черниченко

Заказ 2573/8 Тираж 543 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

3 1 тает до 414 м /ч. Соответственно скорость суспензии на входе в гидроциклон составляет 8, 6! м/с, т. е. скорость возрастает в 4,1 раза, а центробежное ускорение — в 16,8 раза

С учетом этого фактора, а также того что объемная плотность пульпы уменьшается, технологические показатели разделения твердого от раствора в гидроциклоне улучшаются и составляют при ж/т из-под конуса

1,2, при этом в пески уходит 687 твердого или 16,7 кг.

П р и и е р 3. Бокситовая пульпа с температурой 120 С. в количестве 100 м /ч с ж/т 5,3 подается в гидроциклон с входным штуцером

150 мм. Температура кипения пульпы при атмосферном давлении равна

153995 4

115ОС т.е. перегрев составляет 5 С.

При входе пульпы в гидроциклон происходит ее вскипание и сброс температуры на 5 С. При этом образуется

925 кг/ч пара, объем которого составляет 1570 м . Скорость суспензии на входе в гидроциклон возрастает (по сравнению с примером 1) в 16 7 раза и составляет 34,7 м/с. При такой высокой скорости происходит срыв работы гидроциклона. В резуль тате движения газового потока происходит захват и унос газовой фазой не только жидкой фазы,.но и частичек твердой фазы. В результате большая часть твердой фазы выносится газожидкостным потоком через верхний сливной патрубок. При этом в пески с ж/т 1,6 уходит только 25Х твердой фазы или 6 1 т/ч.