Способ разделения суспензий или смесей двух несмешивающихся жидкостей в тонкослойных отстойниках

 

Изобретение относится к способам разделения суспензий или смесей двух несмешивающихся жидкостей в тонкослойных отстойниках и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности как в основных технологических процессах, так и для очистки сточных вод от гипса, песка, загрязненного нефтепродуктами, и других трудноудаляемых мазеобразных осадков Цель изобретения - повышение эффективности разделения за счет ускорения отвода трудновыделяемого компонента при одновременном повышении производительности ,, Способ разделения суспензий или смесей двух несмешивающихся жидкостей в тонкослойных отстойниках включает подачу исходной суспензии или смеси, разделение в тонкослойном блоке с наклонными элементами с образованием трудновыделяемого компонента , отвод разделенных компонентов, наложение вибраций на тонкослойный блок в плоскости, параллельной наклонным элементам,, Частота вибраций составляет 0,5-75 Гц, амплитуда вибраций Х (1-7) мм, а скорость перемещения наклонных элементов удовлетворяет соотношению 2,4 L vft k K 4,2, где V к - средняя скорость перемещения наклонных элементов тонкослойного блока в направлении, противоположном направлению удаления трудновыделяемого компонента} vne,k средняя скорость перемещения наклонных элементов тонкослойного блока в направлении, совпадающем с направлением удаления трудновыделяемого компонента . Наклонные элементы могут быть полочными, трубчатыми и других форм поперечных сечений, а колебания осуществляют только в плоскости, параллельной наклонным элементам. Зил. Ј2 S (Л 05 со 05

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

00 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 467 7036/26 (22) 11.04.89 (46) 23.03.91. Бюп. У 11 (75) Л.Я.Живайкин, В.M.Колинько и Л.Я.Есипович (53) 66.066.7(088.8) (56) Патент Франции М 2236541, кл. В 01 D 21/00, 1975.

i54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СУСПЕНЗИЙ ИЛИ

СМЕСЕЙ ДВУХ НЕСМЕИИВАКЩИХСЯ ЖИДКОСТЕЙ В ТОНКОСЛОЙЖ1Х ОТСТОЙНИКАХ (57) Изобретение относится к способам разделения суспензий или смесей двух несмешивающихся жидкостей в тонкослойных отстойниках и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности как в основных технологических процессах, так и для очистки сточных вод от гипса, песка, загрязненного нефтепродуктами, и других трудноудаляемых мазеобразных осадков. Цель изобретения — повышение эффективности разделения за счет ускорения отвода трудновыделяемого компонента при одновременном повьппении производитель, ности. Способ разделения суспензий

Изобретение относится к способам разделения суспензий или смесей двух несмешивающихся жидкостей в тонкослойных отстойниках и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности как в основных технологических процессах так и для очистки сточных вод от

„„Я0„„1636011 А1 (51)5 В 01 D 21 /28 С 02 F 1/34

2 или смесей двух несмешивающихся жидкостей в тонкослойных отстойниках включает подачу исходной суспензии или смеси, разделение в тонкослойном блоке с наклонными элементами с образованием трудновыделяемого компонента, отвод разделенных компонентов, наложение вибраций на тонкослойный блок в плоскости, параллельной наклонным элементам. Частота вибраций составляет 0,5-75 Гц, амплитуда вибраций Q =(1-7) мм, а скорость перемещения наклонных элементов удовлетворяет соотношению 2,4 C ч g /чд g ( (4 2э где vá к — сред яя скорость перемещения наклонных элементов тонкослойного блока в направлении, противоположном направлению удаления трудновыделяемого компонента; ч„ — средняя скорость перемещения наклонных элементов тонкослойного блока в направлении, совпадающем с направлением удаления трудновьщеляемого компонента. Наклонные элементы могут быть полочными, трубчатыми и других форм поперечных сечений, а колебания осуществляют только в плоскости, параллельной наклонным элементам. 3 ил. гипса, песка, загрязненного нефтепродуктами, и других трудноудаляемых мазеобразных осадков.

Цель изобретения — повышение эффективности разделения за счет ускорения отвода трудноудаляемого компонента при одновременном повьппении производительности.!

636011

На фиг.1 представлен схематично противоточный тонкослойный отстойник, общий вид; на фиг.2 — тонкослойный полочный блок, аксонометрия; на фиг.3 — вид А на фигьI.

Способ осуществляют следующим обр азом.

Исходную суспензию по патрубку 1 подают в камеру 2 питания. Отражаясь отбойником 3, исходная суспензия заходит снизу в тонкослойный блок 4 и заполняет полость аппарата. Переливаясь через кромку сливных желобов 5, осветленная жидкость попадает в них и по патрубкам 6 отводится из аппарата. Тяжелые нллипающие частицы при движении в тонкослойных каналах между полками 7 вылеляются из исходной суспензии, оседая на полки 7. Дпя ра- 20 боты полок без забивки от электропривода 8 по кинематической цепи: ведущий шкив 9 — ведомый шкив 10 — вал

11 — кулачок 12 — толкатель 13 и продольные колебания передаются на блок 25

4.

Наложение вибраций на тонкослойный блок осуществляют в плоскости, параллельной наклонным элементам, с частотой равной от 0,5 до 75 Гц и амплиту- 3р дой = 1-7 мм, скорость перемещения наклонных элементов равна соотношению

2э4 "- vsк/чввк g 4в2 ° где v — средняя скорость перемеще 5 в.g ния наклонных элементов тонкослойного блока в направлении, противоположном направлению удаления трудновьщеляемого компо- 40 нента; ч в — средняя скорость перемещения наклонных элементов в направлении, совпадающим с направлением удаления трудновьщеляемого компонента.

В результате продольных колебаний с частотой от 0,5 до 75 Гц, амплитудой в диапазоне от 1 до 7 мм и выпол" нением соотношения 2,4 (ч „ /чя в к4

< 4,2 между скоростями перемещения элементов блока, выделенные на полках твердые частицы ускоренно сползают с них и попацают в камеру 14, по степенно накапливаясь с ней. По мере концентрирования в камере 14 осадок через патрубок 15 отводится из полости аппарата по назначению.

Таким образом, даже при разделении суспензий с налипающими твердыми частицами межполочное пространство не загромождается твердой фазой, и непрерывная работа без остановки обеспечивается.

Существенными соотношениями для преплагаемого способа являются диапазо г; значений по частотам, амплитудам и диапазон по соотношению скоростей пере; ещений наклонных полок в различных противоположных направлениях.

При продольных колебаниях с частотой 63 меньше 0,5 Гц величина ЬС становится большей, чем среднее время нахождения осадка в тонкослойном канале. Это обстоятельство резко снижает положительный эффект от наложения вибраций на полки. В большинстве случаев для различных промьппленных осадков их монолитная структура не разрушается, ввиду чего возможно постепенное наиливание блока и ухудшение эффективности в производительности процесса разделения. При продольных колебаниях с частотой И свыше

75 Гц время gc мало, и для создания колебаний требуемой интенсивности (для обеспечения достаточной эффективности разделения) необходимо увеличивать Я ) 7 мм, что потребует значительной энергии на создание колебаний, что приводит к большим потерям энергии. Кроме того, при работе возможен быстрый выход из строя элементов блока и кулачковой пары ввиду больших ускорений в ней.

При значениях v к/v„ s <(2,4 инерционные свойства осадка не позволяют преодолеть силу сцепления частиц твердой фазы и нарушить монолитность структуры для трудноудаляемых осадков.

Осадок не сходит с полок полностью.

Межполочное пространство постепенно заиливается. ри значениях в к / а в к ) 4э2 влияние вибраций резко снижается за счет того, чте величина 5 t становится одного порядка со временем пребывания осадка в канале и фактического уменьшения эквивалентной длины полок для разделения ввиду того, что они движутся практически в одну сторону.

При продольных колебаниях с амплитудами колебаний менее 1 мм мала ско-

5 16360 рость перемещения мазеобразных осадков по поверхностям полок при малых, сдвиговых напряжениях, возникающих в осадке о- действия вибрации. Возможно постепенно (хотя и не столь быстрое) заиливание блока и нарушение разделения с падением производительности.

При продольных колебаниях с амплитудами колебаний свыше 7 мм (суммарная амплитуда) велика скорость перемещений мазеобразных осадков по поверхностям полок при больших сдвиговых напряжениях, возникающих в осадке от действия вибрации. Заиливание блока не происходит. Однако большие сдвиговые напряжения вызывают повьппенный унос твердой фазы в чистый слив, загрязняя его. 20

Таким образом, оптимальным по амплитудам диапазоном является диапазон от 1 до 7 мм.

Пример 1. В тонкослойный канал с геометрическими параметрами— толщиной 60 мм, шириной 120 мм, дли Hoé 600 мм подают водную суспензию

iTi0 с нормальным распределением частиц твердой фазы по размерам: do

1,0 - 10 м; дисперсия G =0,5-10 м. 30

Отвод осадка с полок осуществляют с помощью известного способа при частоте колебаний механического вибратора 25 Гц, их амплитуде 0,6 мм и значении К = 1. При производительности в противоточном режиме по твердой фазе (тяжелому компоненту)

= 0,2 м /ч равной необходимой производительности для воспроизводства примера в опытно-промышленной ситуа- 4р ции, концентрация твердой фазы в осветленной жидкости

С о = 92,1 мг/л ) СА„в =60 мг/л.

Дополнительные исследования показывают, что пРи С а z 60 мг/л макси- 45 мально -допустимая производительность

Q p = О, 123 м /ч (с ()„,„.

Пример 2, В тонкослойный канал аналогично примеру 1 подают суспензию. Отвод осадка с полок осущест- 50 вляют по предлагаемому способу при частоте колебаний механического вибратора 25,0 Гц, амплитуде 0,6 мм, т.е. в диапазонах известного способа и значении К = 1,9. При производитель-55 ности (f =0,20 м /ч. Концентрация з твердой фазы в осветленной суспензии

С oc s = 64, 9 мг/л, что несколько превосходит допустимую.

l l 6

Пример 3 ° В тонкослойный канал по примеру 1 подают суспензию с той же производительностью по предла гаемому способу, а отвод осадка проводят при наложении на полку механических вибраций частотой 25 Гц и амплитудой 1,0 мм, при К = 30, Q sex

0,20 м /ч соответствует С О = — 59,43 мг/л < 60 мг/л = С „, Пример 4. В тонкослг ный канал аналогично примеру 1 подают суспензию с той же производительностью

-()и = 0,20 и /ч при наложении на осадительную полку механических колебаний частотой 75 Гц и амплитудой

7 мм, при К = 4,15. При этом концентрация твердой фазы в осветленной жидкости составляет С,> =58,6 мг/л (60 мг/л = Сдав, à 0 Аад =0,327 м /ч.

Пример 5. В тонкослойный канал по примеру 1 подают суспензию при q „,„= 0,20 м /ч при наложении на осадительную полку механических колебаний частотой 100 Гц и амплитудой 1 мм, т.е. в диапазоне известного способа, при K = 6,5 ) Кмакс=

4,2. При этом концентрация твердой фазы в осветленной жидкости С а,п, 69,7 мг/л О С 1 ап

Использование предлагаемого способа позволяет за счет увеличения ско. рости удаления трудновыделяемого осадка с поверхности наклонных элементов повысить эффективность разделения суспензий или смесей двух несмешивающихся жидкостей при одновременном сохранении производительности.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ разделения суспензий или смесей двух несмешивающихся жидкостей в тонкослойных отстойниках,включающий подачу исходной суспензии или смеси, разделение в тонкослойном блоке с наклонными элементами с образованием трудновыделяемого компонента, отвод разделенных компонентов, наложение вибраций на тонкослойный блок в плоскости, параллельной наклонным элементам, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разделения за счет ускорения отвода трудновыделяемого компонента при одновременном повышении производительности, частота вибраций Я составляет от 0,5 до 75 Гц, амплитуда вибраций h = 1-7 мм, а скорости перемещения наклонных элементов равны соотнонению

2,4 чв „(ч „в „6 4,2, 3 где v — средняя скорость перемев.к щения наклонных элементов тонкослойного блока в направлении, противоположном направлению удаления трудновыделяемого компонента; ч „ в — средняя скорость перемец ення тонкослойных элементов в направлении, совпадаюц|им с направлением удаления трудновыделяемого компонента.

16360! 1

dm8od осдеииюущаР м ибгослю

Составитель Т.Леднева

Техред С.Мигунова Корректор Н.Ренская

Редактор М. Бланар

Заказ 775

Тираж 458

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета.по изобретениям и открьгтиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101