Сгуститель

 

Изобретение относится к устройствам для разделения суспензий и может найти применение на предприятиях химической, горно-химической и других отраслях промышленности и позволяет повысить производительность сгустителя путем разрушения крупномасштабных вертикальных циркуля-циокных потоков суспензии, возникающих при прохождении ее через цилиндрическую емкость. Сгуститель содержит цилиндрическую ёмкость, установленный в ней центральный вал с закрепленными на нем с возможностью вращения основной и хвостовой фермами для транспортировки осадка, одна из которых снабжена полым желобом для ввода суспензии, образованным бокрвыми и нижней с отверстиями поверхностями, другая ферма снабжена дополнительным желобом, при этом боковые поверхности обоих желобов выполнены вогнутыми в направлении к° центральной оси с радиусом кривизны, расположенным в грризонтальной плоскости, а сумма их центральных углов составляет 80-230°. Таким образом, секционирование объема разделения и уменьшения выноса тонходисперсных частиц приводит к повышению производительности сгустителя. 2 ил.г?Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s В 01 О 21/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4816937/26 (22) 24.04.90 (46) 30.01.92. Бюл. 3Ф 4 . (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт галургии (72) С.И.Радин, M.Ë.Ïåòðåíêî, С.Н.Титков, В.Н.Маслаков. и П.С.Соляков (53) 628,334.51 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 301161, кл. В 01 D 21/24, 1970.

Жуков А.И., Монгайт И.Л. и Родзиллер ИД.

Методы очистки производственных сточных вод. М.: Стройиздат, 1977, с.50, рис. 3.23. (54) СГУСТИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к устройствам для разделения суспензий и может найти применение на предприятиях химической, горно-химической и других отраслях промышленности и позволяет повысить производительность сгустителя путем разрушения крупномаСштабных вертикальных циркуляИзобретение относится к устройствам для разделения суспензий и может найти применение на предприятиях химической, горно-химической и других отраслей промышленностии.

Известен сгуститель, решающий задачу увеличения зоны осаждения эа счет дискретно распределенного ввода суспензии в сгуститель. Этот сгуститель содержит цилиндрическую емкость с верхним лотком слива осветленной жидкости, штуцером разгрузки сгущенного осадка, узел ввода суспенэий,-включающий загрузочный ста.... Ж „1708388 А1 ционмых потоков суспензии, возникающих при прохождении ее через цилиндрическую емкость. Сгуститель содержит цилиндрическую емкость, установленный.в ней центральный вал с закрепленными на нем с возможностью вращения основной и хвосто- . вой фермами для транспортировки осадка, одна из которых снабжена полым желобом для ввода суспензии, образованным боковыми и нижней с отверстиями поверхностями, другая ферма снабжена дополнительным желобом, при этом боковые поверхности обоих желобов выполнены вогнутыми в на-. правлении к центральной оси-с радиусом кривизны, расположенным в грриэонталъной плоскости, а сумма их центральных углов со- Я ставляет 80-230О. Таким образом, секционирование объема разделения и уменьшения выноса тонкодисперсных частиц приводит к повышению производительности сгустителя. 2 ил. кан и распределительное устройство в виде ® набора направленных в периферии труб, на концах которых расположены насадки.

Недостатком известного устройства является малый коэффициент использования, площади сгустителя, что связано с стационарной установкой распределительных труб.

Наиболее близким к предлагаемому ., обретению по технической сущностй и об зим признакам, частично решающим задачу увеличен поверхности осаждения за счет непрерййно распределенного ввода

1708388 суспенэии, является сгуститель, содержащий цилиндрическую емкость, установленный в ней центральный вал с закрепленными на нем с возможностью вращения основной и хвостовой фермами для транспортировки осадка, одна из которых снабжена полным желобом для вывода суспенэии, образованным боковыми и нижней с отверстиями поверхностями, и устройства для вывода сгущенного осадка и осветленной жидкости.

Недостатком этого устройства является наличие крупномасштабных циркуляционных потоков жидкости, в которых вовлека„ется часть тойкодисперсной твердой фазы, которая и выносится из аппарата с осветленным раствором. При этом боковая поверхность желоба не гасит кинетическую энергию .циркуляционных потоков жидкости, так истечение последней происходит в область, расположенную сзади желоба, Эти гидродинамические условия приводят к тому, что критический размер осаждающихся частиц довольно большой и составляет

0,12-0,15 мм; а степень осветления 92 — 95%.

Другим недостатком известного устройства является большое лобовое сопротивление желоба, что приводит к перегрузке двигателя, вращающего распределительное устройство.

Цель изобретения -. повышение производительности сгустителя за счет разрешения крупномасштабных вертикальных циркуляционных потоков суспенэии, возникающих при прохождении. суспензии через емкость.

Поставленная цель достигается тем, что сгуститель содержащий цилиндрическую емкость, установленный в ней центральный вал с закрепленным на нем с воэможностью вращения основной и хвостовой фермами для транспортировки осадка. одна из которых снабжена полым желобом для ввода суспенэии образованным боковыми и нижней с отверстиями поверхностями, устройства для вывода сгущенного осадка и осветленной жидкости, снабжен закрепленным на второй ферме дополнительным желобом.для ввода суспензии, при этом боковые поверхности обоих желобов выполнены,вогнутыми в направлении к центральной оси с радиусом кривизны расположеНным в горизонтальной плоскости, а сумма их центральных углов составляет 80 — 230О.

Установка дополнительного желоба приводит к разделению объема на секции, внутри которых происходят процессы разделения суспенэий и гашения циркуляцион; ных вихрей, и тем самым обеспечивается снижение масштабов циркуляционных по10

20

30 ях между. желобами, соответствующих масштабу вихря разного радиусу аппарата, происходит черезмерная ламиниризация по35

55 токов, что, в свою очередь. уменьшает вероятность выноса тонкодисперсных частиц.

Выполнение, боковых поверхностей желобов вогнутыми с радиусом кривизны расположенным в горизонтальной плоскости также способствует снижению уноса мелких частиц. При скольжении жидкости по вогнутой боковой поверхности желоба происхо-. дит гашение кинетический энергии потока суспензии, и на боковой поверхности желоба, осаждаются мелкодисперсные частицы, Под действием силы тяжести они двигаются вниз по боковой поверхности желоба.

Необходимость соблюдения суммарности центральных углов в пределах 80 — 230, обусловлена устойчивым разрушением вихрей без зарастания поверхностей. желобов.

При малой протяженности желобов (соответствующей сумме центральных углов менее 80 ) поставленная цель не достигается за счет малой боковой поверхности, более того — возможна дополнительная турбулизация жидкости торцовыми стенками, которая не гасится при большом расстоянии между желобами. Другая граница — максимальная протяженность желобов — обусловлена возможностью зарастания их поверхности при сгущении суспензии легкокристаллизующихся солей. В этом случае при малых расстоянитока. Это связано с тем, что турбулентные пульсации срывают кристаллы с поверхности желобов, При:этом не наблюдается увеличения производительности аппарата.

Используя радиус аппарата в качестве характерного масштаба, можно показать, что верхний предел угловой протяженности желоба приблизительно равен а=180 = 12У

Л

На фиг, 1 представлен сгуститель, общий вид; на фиг. 2 — то же, вид сверху, Сгуститель состоит из цилиндрической емкости 1, в центре которой расположена центральная колонна 2 с закрепленными на ней с возможностью вращения основной 3 и хвостовой 4 фермами для транспортировки осадка со скребками 5. Соосно с центральной колонной 2 жестко установлена приемная емкость 6, которая системой отводящих труб 7 соединена с полыми желобами для ввода суспензии 8, выполненными вогнутыми в направлении к центральной оси с радиусом кривизны, расположенным в го-ризонтальной плоскости, причем сумма их центральных углов составляет 80-230 .

В нижней части желобов 8 выполнены щели или окна 9, через которые осуществля1708388

+- Наблюдается нарастание поверхности желобов. ется ввод суспензии в сгуститель. Выгрузка сгущенного осадка осуществляется через устройство 10, а осветленного раствора— через устройство 1,1, Сгуститель работает следующим абра- 5 золл.

Суспензия подается в приемную емкость 6, откуда через систему отводящих труб 7 поступает в вогнутые желоба 8. При движении жидкости через желоба 8 проис- 10 ходит. частичное гашение скоростного напора, затем суспензия через загрузочные щели или окна 9 поступает в цилиндрическую емкость 1, где и происходит ее разделение, 15

Суспензия движется в цилиндрической емкости 1 в направлении к центру. При гориэонтальном движении происходит разделение жидкой и твердой фаз, и начинается 20 седиментация частиц. Однако в емкости 1 возникают циркуляционные потоки жидкости, которые захватывают с собой мелкие частицы и тем самым снижают эффективность разделения. Именно для повышения 25 эффективности и установлены вогнутые желоба 8. При контакте с ними происходит разрушение крупных циркуляционных вихрей и гашение вертикальной составляющей их скорости. Вблизи поверхности вогнутых 30 желобов 8 образуется лиминарный слой, в котором происходит осаждение мелких частиц на поверхность вогнутых желобов 8, по которым затем частицы скользят вниз по направлению к устройству выгрузки 10. Тем 35 самым обеспечивается уменьшение критичеСкого разряда частиц на 20-40%, и соответст- . венно увеличивается производительность сгустителя, примерно на 15%. Сгущенный осадок выгружается.из аппарата через уст- 40 ройство 10, а осветленный раствор — через устройство 11. Изобретение иллюстрируется следующим примером, Согласно предложенному изобретению изготовлен аппарат диаметром 1 м, на котором проведены испытания. В качестве твердой фазы использованы тонкодисперсные частицы хлористого калия, а жидкой фазой являлся насыщенный раствор хлористого калия.

Желоба, через которые осуществлялся ввод суспензии в сгуститель, располагались на расстоянии 0,35 м от центра. Количество .желобов 2. Расход суспензии при проведении испытаний изменился таким образом, что содержание твердого в сливе составляло 1;0-1,4 г/л при содержании твердойфаэы

5-7 Содержание твердого в исходной суспензии 5 — 7$.

В таблице приведены результаты испытаний разработанной конструкции .

Формула изобретения

Сгуститель, содержащий цилиндрическую емкость, установленный в ней центральный вал с закрепленными на нем с возможностью вращения основной и хвостовой фермами для транспортировки осадка, одна иэ которых снабжена желобом для ввода суспензии, образованным боковыми и нижней с отверстиями поверхностями, устройства для вывода сгущенного осадка и осветленной жидкости, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения производительности за счет разрушения крупномасштабных вертикальных циркуляционных потоков суспензии, возникающих при ïðîхождении суспензии через емкость, он снабжен закрепленным на второй ферме дополнительным желобом для ввода суспенэии, при этом боковые поверхности желобов выполнены вогнутыми в направлении к центральной оси с радиусом кривизны; расположенным в горизонтальной плоскости, а сумма центральных углов желобов составляет 80 — 230 .

1708388 т 6uzf) ° .

Составитель С.Радин

Техред M.Ìîðlåíòàë Корректор Т,Палий

Редактор И.Сегляник

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, уп.Го арина, 101

Заказ 380 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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