Устройство для обезвоживания отходов лесохимических производств

 

Изобретение относится к области химической технологии, в частностик обезвоживанию отходов лесохимических производств электроосмотическим способом. Цель - снижение энергозатрат и повышение производительности процесса обезвоживания отходов лесохимических производств в электроосмотической установке. Установка включает в себя два конвейера с электродами, подсоединенными к источнику постоянного напряжения, с зонами механического и электроосмотического обезвоживания, электроды выполнены в виде перфорированных металлических пластин с соотношением площадей перфорации анода и катода 1:3-1:2, расположенных под лентами конвейеров и снабженных локальными вакуум-отсосами, выполненными в виде ряда отсосов, крепящихся в локальных »^естах по ecef' длине поверхности электродов, 2 ил., 2 табл.(О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Щ) 5 С 02 F 1/469

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ЮТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И 01НРЬГГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4228532/26 (22) 17.03.87 (46) 07.02.92. Бюл. К 5 (71) Иркутский институт органической, химии СО АН СССР (72)- В.А.Бабкин, Е.Н.Сердобольский, О.Е.Голубкин и В.Н.Ермаков (53) 628.543(088.8) (56) Патент CUA V 4101400, кл. В 01 D 13/02, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ОТХОДОВ ЛЕСОХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ (57) Изобретение относится к области химической технологии, в частности к обезвоживанию отходов лесохимических производств электроосмотическим способом. Кель — снижение энергозаИзобретение относится к химичес- кой технологии, в частности к обезвоживанию осадков и утилизации побочных продуктов, и может быть использовано для обезвоживания шлам-лигнина, образующегося при химической очистке сточных вод сульфатцеллюлозного производства, избыточного активного ила и гидролизного лигнина.

Цель изобретения — снижение энергозатрат и повышение производительности процесса.

На фиг. 1 приведена установка для обезвоживания отходов лесохимических производств, общий вид; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1.

Установка для обезвоживания отходов представляет собой электроосмотический фильтр конвейерного типа

„„ЯЦ„„171О518 А1

2 трат и повышение производительности процесса обезвоживания отходов лесо! химических производств в электроосмотической установке. Установка включает в себя два конвейера с электродами, подсоединенными к источнику постоянного напряжения, с зонами механического и электроосмотического обезвоживания, электроды выполнены в виде перфорированных металлических пластин с соотношением площадей перфорации анода и катода 1:3-1:2, расположенных под лентами конвейеров и снабженных локальными вакуум-.отсосами;

BbllloJlHeHHblMH в виде ряда отсосов, крепящихся в локальных местах по всей а длине поверхности электродов. 2 ил., ®

2 табл. (фиг. 1), состоящий из загрузочного бункера 1, электролизера 2, отжимно"

ro устройства 3, привода 4, конвейера верхнего, включающего натяжной барабан 5, ролик сеткоправильный 6, приводной барабан 7, устройство промывное 8, фильтровальное полотно 9, конвейера нижнего, включающего натяжной барабан 10, устройство промывное

11 ролик сеткоправильный 12, приводной барабан 13, фильтровальное полотно 14.

Ф

Катод и анод (фиг. 2) состоят из оснований 15, которые представляют собой перфорированные стальные листы с отверстиями. В верхней части анода и нижней части катода установлены вакуум-отсосы 16 для отвода элек1710518 тродных газов и паров воды, С помощью резиновых труб 17 сосуны подключены к коллектору 18, который подсоединен к вакуум-системе электроосмотического фильтра. Расположенные по всей длине под и над электродами локальные вакуум-отсосы (сосуны) имеют минимально возможный объем, в результате чего создается высокое разрежение в локальных узких зонах электродов при невысоких значениях вакуума всей системы (0,015-0,03 мПа)-. Такое разрежение и такая конструкция. электродов позволяют не только осущест вить удаление газов и пара с поверхности. электродов, но способствует увеличению производительности обезво" живания и снижению энергозатрат за . счет эффективного разделения фаз в осадке и беспрепятственной эвакуации жидкости.из ме>кэлектродного пррстранства через фильтровальную ткань в сборник фильтрата. Производительность электроосмотического фильтра, в конструкции которого предусмотрен только общий вакуум-отсос, вдвое меньше.

В табл. I показано влияние соотношения площадей перфорации анода и катода на эффективность работы установки по обезвоживанию отходов лесохимических производств.

Из табл. 1 видно, что наилучшие условия, при которых происходит эффективное обезвоживание осадков при наименьших затратах электроэнергии, наблюдалось в интервале соотношений площадей перфорации анода и катода

1:3-1:2. При этих соотношениях скорость эвакуации жидкости из межэлектродного пространства в сборник фильтрата больше или равна скорости раз" деления жидкой и твердой фазы (скорости электроосмотического переносажидкости), т-.е. создаются эффектив- 4 ные и экономичные условия для обезвоживания продуктов. При соотношениИ

1:4 резко возрастают затраты электроэнергии вследствие того, что не создаются благоприятные условия как для удаления анодного газа и тепла, так и для быстрейшей эвакуации жидкости из межэлектродного пространства.

При использовании сплошного анода удаление анодного газа и тепла не происходит, в межэлектродном пространстве за счет выделения д>иоулевого

"паразитного" тепла происходит перегрев осадка, s результате чего возрастает электропроводность осадка, увеличивается ток и естественно возрастают затраты электроэнергии, кроме того, за счет снижения конденсации паров воды увеличивается влажность конечного продукта.

При соотношении 1:1 создаются условия, при которых скорость эвакуации жидкости из межэлектродного пространства меньше скорости электроосмо; тического переноса жидкости. В результате этого часть ионов электролита (осадка), которые при оптимальном соотношении площадей перфорации анода и. катода удалены из межэлектродного пространства, остается между электродами, тем самым увеличивая в системе ток, расход электроэнергии и влажность осадка.

Осадок через вентиль подается в загрузочный бункер 1, в котором осадок равномерно распределяется по всей ширине движущейся ленты нижнего конвейера, которая является дном бункера. С помощью вакуум-отсосов 16, расположенных под катодной фильтрующей лентой, из осадка удаляется то количество воды, которое не связано прочно с твердой фазой, и одновременно посредством сосунов устраняется проседание ленты под весом осадка.

Непосредственно из бункера, который для предотвращения выливания осадка по бокам ленты герметически соединен с межэлектродным пространством, осадок поступает в широкую часть электролизера 2. Высота межэлектродного пространства на входе больше пространства на выходе в 2-5-раз и зависит от количества гидродинамически неподвижно связанной воды в обезво" живаемых объектах, предварительно определяемой методом электроосмоса.

Межэлектродное пространство на входе и на выходе может быть или >иестко фиксированным, или плавно меняться в необходимых пределах. В межэлектродном пространстве связанная вода под действием электрокинетических сил отделяется от твердой фазы осадка и постепенно по мере продвижения через электролизер удаляется через перфорированный катод !фиг. 2). Для быстрейшей эвакуации жидкости и сни>иения энергозатрат вода из катодной зоны отводится с помощью ряда отсосов 16 (фиг. 5), соединенных с вакуум-сис1710518 темой и позволяющих создавать эффективные локальные отсосы по всей длине катода. Образующиеся электродные газы и пары воды эффективно удаляются из анода с помощью ряда сосу5 нов в вакуумную систему через отвер-. стия. По мере прохождения обезвоживаемого материала формируется твердая папка осадка, которая при выходе из зоны электроосмоса дополнительно обезвоживается механически в отжимном. устройстве. 3 на валках, расположенных с постепенным уменьшением зазора между нижним и верхним валками. Обез- 15 воженная папка с помощью ножей снимается с нижнего приводного барабана

13. Для регенерации ткани предусмот.рены промывные устройства верхнего

8 и нижнего конвейеров.

Применением предлагаемой установки устраняются технологические трудности, возникающие при подаче отходов в ус- . тановку, поскольку загрузочный бункер стоит непосредственно на движущейся ленте нижнего конвейера, являющегося его дном, и поэтому создаются условия равномерного растекания осадка по всей ширине ленты, а также устраняются переливы осадка, особен-. 30 но жидкого, по бокам ленты за счет того, что бункер герметически соединен с межэлектродным пространством и выполнен в едином блоке с узлом вакуумного удаления электролитов и то- 35 го количества воды, которое непрочно связано с твердой фазой осадка..

Кроме того, расположение вакуумсосунов под слоем осадка и нижней фильтровальной лентой позволяет пре- 10 дотвратить проседание ее под тяжестью осадка и также -способствует равномер; ному растеканию осадка в бункере.

Конструкция используемых перфорированных катода и анода позволяет за счет 45 эффективного отвода тепла и быстрейшей эвакуации жидкости из катодной зоны снизить величины плотностей тока до 0,01-0,02 А/см2 (60-70 В/см} и уменьшить разогрев обрабатываемого материала, фильтрата и рабочих деталей самой установки. Процесс обезвоживания протекает в-нормальном тепо ловом режиме при 40-50 С, причем снижаются удельные энергозатраты на обезвоживание единицы а.с.в. и увеличивается производительность установки.

Вакуумирующий анод является приспособлением для отвода образующих" б ся в результате электролиза газов, в основном Н и 02, и паров воды. В первом случае создаются условия без-! опасной работы установки и обслуживающего персонала, во втором увеличивается производительность установки . и снижаются энергозатраты за счет уда" ления паров воды, которые могут конденсироваться в нежэлектродном пространстве и увлажнять обезвоживаемый материал. В межэлектродном пространстве за счет того, что анод и катод выполнены в виде перфорированных толстых листов стали с зеркальной поверхностью и соединенных с вакуум-системой посредством ряда отсосов, создается жесткая зона между анодом-тканью и тканью-катодом, в котором помимо электрического поля осадок подвергается эффективному расклинивающему давлению, ведущему к более глубокому его обезвоживанию.

Вследствие наличия ряда отсосов, крепящихся к поверхности электродов и имеющих небольшой объем, создается высокое разрежение в локальных местах по всей длине межэлектродного пространства при невысоком значении вакуума всей системы (0,015-0,03 мПа).

Кроме того, при такой конструкции электродов обеспечивается высокая надежность работы устройства за счет того, что можно оперативно снять или перекрыть определенный сосуд с целью создания более высокого вакуума и скорости отсоса на определенном участке установки,а также при необходимости осуществить промывку отверстий в электродах и тщательно очистить фильтровальную ткань.

В табл. 2 представлены в сравнеиии показатели предлагаемого и известного устройств.

Таким образом, благодаря конструктивным особенностям предлагаемой установки, наличию в ней специальной конструкции перфорированных электродов с определенным соотношение площадей перфорации электродов и снабженных местными локальными вакуум-отсо" сами, можно, комбинируя величинами напряжения на электродах, скоростью передвижения осадка, глубиной вакуумирования, величиной угла между электродами и.зазором между валками в узле механического отжима, получить заданную стабильную влажность папки

Устройство для обезвоживания отходов лесохимических производств, содержащее фильтрующий элемент, выполненный в виде двух конвейерных лент, с электродами, подсоединенными к источнику постоянного напряжения, с зонами механического и электроосмоти1

Та бли ца 1

Влажность осадка, 4

Съем а.с.в., кг с 1 мз в

1 ч

Расход элек" троэнергии, кВт,ч/т а.с.в..Соотношение площадей пер- ° форации анод/

/катод, см

° » »»

84-86

78-82

70-75

48-80

82-85

О/1260

1/4

1/3

1/2

-1/!

1500-1600

1000"1100

250-400

500-600

700-900

2 5-3,0

5-.7

17 "20 ! 2-14

3,0- 5

Таблица 2

Физико-механические показатели для

1 свойства установки

»» извест- предланой гаемой

Время процесса,мин 60-90 7-8

Давление, ат 7"1О

Температура, С о

100 Без нагрева

Влажность шлам-лигнина после обезвоживания, Ф

Съем, а.с.в., кг с

1м в1ч

80-85 70" 78

2,5 I 2-19

1710518

8 обезвоженного продукта, повысить сте- ческого обезвоживания, о т л и ч а юпень водоотдачи осадков и снизить щ е е с я тем, что, с целью снижения энергозатраты. энергозатрат и повышения производительности процесса, электроды выполФ о р.м у л а и з о б р е т е н и я .иены в виле перфорированныхметаллических пластин с соотношением площадей перфорации анода и катода 1:3-1:2, расположенных с внешних сторон фильт10 рующего элемента и снабженных мест.ными локальными вакуум-отсосами, выполненными в виде ряда сосунов, раз- . мещенных по всей длине поверхности электродов.

1710518

Составитель Т. Барабаш

1 ехред Я. Олийнык Корректор Я.Пилипенко

Редактор A.éoòûëü т

Заказ 309 Тираж Подписное

ВНИ10!И Г ...,берст>и ного к...r,:ò,.ò,х и, пзлбретакнян и открытиям при i КНТ СССР

11303 э, . 1 к t;t, К-Ç5, Раушская над., ч, 4/5

l1p tf 3E3 ê! ñòtt ttlt<) и 3;tате. . t (: .ий к ди()1(нат Нате кт ™ г ° Ужг род QJI I 1ГRpHHë 10 1