Способ выгрузки осадка из сгустителя

 

Сущность изобретения: выгрузку осадка производят через выгрузочный трубопровод и линию выгрузки осадка с низкочастотным пульсатором. Осадок периодически направляют на линию рециркуляции осадка с низкочастотным пульсатором, соединенную с выгрузочным трубопроводом и имеющую направление, противоположное линии выгрузки осадка. Соотношение расходов осадка , выгружаемого по линии рециркуляции и основнойлинии.составляет Орец/0осн 1 /18-1/10. Использование предлагаемого способа поможет в значительной мере устранить угрозу забивки выгрузочного трубопровода осадка, образование свода над выгрузочным отверстием , устранить забивку двумя или несколькими крупными кусками твердой фазы и повысить степень сгущения. 1 ил.

СОЮЗ СОВГ TCVVIX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 01 D 21/24.

ГОСУДЛ Р CTOF ННЫ и VQMVITT- T

ПО ИЗОБРГсТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4911074/26 (22) 29.10.90 (46) 15.08.92 Бюл. ¹ 30 (75) B.Ì.Êîëèíüêî, Л.Я,Есипович и Л.Я,Живайкин (56) Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. M.; Химия, 1971, с. 190.

Патент CLUA

¹ 3930999, кл. B 01 D 17/00, 1976. (54) СПОСОБ ВЫГРУЗКИ ОСАДКА ИЗ СГУСТИТЕЛЯ (57) Сущность изобретения; выгрузку осадка производят через выгрузочный трубопровод и линию выгрузки осадка с низкочастотИзобретение относится к способам выгрузки осадка иэ сгустителей и может быть использовано в химической, горнообогатительной, целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленности.

Известен способ выгрузки осадка из сгустителей через выгрузочный трубопровод, включающий подачу исходной суспензии, отвод осветленной жидкости через трубопровод и сгущенного осадка из бункера через выгрузочный трубопровод. Пои этом осадок (шлам) — текучая сгущенная суспензия (с концентрацией твердой фазы не более 35 †5) — удаляется из полости сгустителя при помощи диафрагмового насоса.

Недостатками известного способа являются низкая надежность выгрузки осадка из бункера отстойника иэ-за возможности образования свода осадка над выгрузочным трубопроводом, одновременного попада„„5U „„1754151 А1 ным пульсатором. Осадок периодически направляют на линию рециркуляции осадка с низкочастотным пульсатором, соединенную с выгрузочным трубопроводом и имеющую направление, противоположное лйнии выгрузки осадка. Соотношение расходов осадка, выгружаемого по линии рециркуляции и основной линии. составляет

Орец/Оосн=1/18-1/10. Использование предлагаемого способа поможет в значительной мере устранить угрозу забивки выгрузочного трубопровода осадка, образование свода над выгрузочным отверстием, устранить забивку двумя или несколькими крупными кусками твердой фазы и повысить степень сгущения. 1 ил, ния в устье выгрузочного трубопровода круаных кусков осадка. Это приводит к закупорке выгруэочного трубопровода и нарушению эксплуатации отстойника.

Известный способ обладает недостаточной эффективностью сгущения из-за отсутствия внешнего колебательного воздействия на процесс уплотнения осадка.

Известен также способ выгрузки осадка из сгустителя с пульсирующей выгрузкой осадка, включающий подачу исходной суспензии, отвод осветленной жидкости через выгрузочный трубопровод. В способе выгрузка осадка происходит пульсированно импульсами низкой частоты, причем длительность между импульсами составляет 120 мин, в продолжительность каждого импульса 0,5-1 с.

Такой способ за счет встряхивания осадка низкочастотными импульсами обла1754151 дает повышенной степенью сгущения осадка, Однако эа счет пульсаций осадка в бункере не устраняются причины, вызывающие забивку выгрузочного трубопровода: нарушение текучести осадков при высоких 5 экономически целесообразных их концентрациях; образование свода иэ-за взаимного влияния кусков твердой фазы над выгрузочным огверстие; одновременное попадание в трубопровод двух или более крупных кус- 10 ков твердой фазы.

Цель изобретения — повышение надежности в работе сгустителя и эффективности сгущения в нем осадка.

Поставленная цель достигается тем, что 15 осадок периодически, направляют на линию рециркуляции осадка с низкочастотным пульсатором, соединенную с выгруэочным трубопроводом и имеющую направление, противоположное линии выгрузки осадка, 20 причем соотношение расходов осадка, выгружаемого по линии рециркуляции и основной линии, составляет — =(— — — )

О е 1 1

О)су 18 10 25

Благодаря указанной отличительной операции (периодическое изменение направления движения осадка в выгрузочном трубопроводе на противоположное при указанном соотношении с основным выгружэ- 30 емым потоком) становится возможным периодически устранять возможность вознйкновения и образования свода осадка над выгрузочным отверстием; значительно уменьшать вероятность закупорки устья вы- 35 груэочного трубопровода одновременно попавшими в трубопровод крупными кусками осадка, проталкивая их для рассредоточения в нижнюю часть бункера; устранить пробки сгущенного осадка в выгруэочном 40 трубоп роводе отстойника.

За счет укаэанных обстоятельств повышается надежность работы сгустителя.

Кроме того, появляется возможность повышения степени сгущения осадков за 45 счет колебательного воздействия дополнительных низкочастотных импульсов (это справедливо для большинства встречающихся суспензий с кристаллическими и шарообразными твердыми частицами), что 50 особенно важно при необходимости высокой степени сгущения осадка по технологическим обстоятельствам, Соотношение получено экспериментальным путем, пригодно для широкого 55 класса суспензий и осадков и является оп1 тимальным. Если Орец/Оосн< —, то мал

18 расход обратного потока для разрушения свода осадка, размыва пробок осадка, устранения выталкивания одновременно попавших двух или нескольких крупных кусков твердой фазы. Кроме того, малая интенсивность и частота обратных импульсов осадка не позволяет получить ощутимого эффекта сгущения по сравнению с способом-прототипом.

Если Орец/Оосн> —, то значительно

10 уменьшается производительность по осадку ввиду возможности его накапливания в бункере, повышаются затраты энергии на обратную подачу дополнительных низкочастотных импульсов. Увеличивается число обратных низкочастотных импульсов при постоянном объеме диафрагмового насоса для обратной подачи импульсов, За счет этого степень сгущения может увеличиваться до предельных значений, при которых забивка может ускоряться.

Если Орец/Оосн находится в пределах диапазона, образуемого границами 1/18 и

1/10, то величины обратного потока достаточны для устранечия образования свода над выгрузочным отверстием, разрушения . пробок осадка и выталкивания одновременно попавших двух или нескольких крупных кусков твердой фазы внутрь бункера для их рассредоточения. 8следствие наложения на основные низкочастотные импульсы дополнительных низкочастотных обратных импульсов происходят колебания с импульсами более высокой частоты, чем частота основных импульсов, "встряхивания" осадка осуществляются чаще, и происходит повышение степени сгущения осадка до величины, при которой осадок сохраняет воэможность перемещения как в основном, так и в обратном направлении, Нэ чертеже дана схема осуществления способа.

Схема включает сгуститель 1, трубопровод 2 подачи исходной суспензии, трубопровод 3 слива осветленной жидкости, бункер 4 сгущения осадка, выгрузочный трубопровод 5, основную линию выгрузки осадка 6, осадкоприемник 7, основной диафрагмовый насос 8, линию подачи осадка на рециркуляцию 9, линию 10 отвода осадка на циркуляцию, дополнительный диафрагмовый насос 11, датчик окончания выгрузки осадка 12, реле времени 13, Схема функционирует следующим образом, Для выгрузки сгущенного до требуемой степени осадка иэ бункера 4 сгуститель 1 открывается вентиль 81, и осадок по линии

6 поступает в основной диафрагмовый насос 8, заполняя его, После заполнения насо1754151 са 8 на его эластичную мембрану подается сжатый газ, Одновременно вентиль В> закрывается и открывается вентиль В2. Осадок по линии 6 через вентиль В2 выгружается в осадкоприемник 7, Момент окончания выгрузки осадка фиксируется датчиком 12 (например, по разрыву струи), который передает сигнал на реле времени

13. После этого вентиль Вр закрывается. Для сгущения осадка до требуемой концентрации осуществляют выдержку по времени. В момент ее окончания вентиль В3 открывается (вентиль В4 в течение всего описанного времени закрыт), и сгущенный осадок поступает из выгрузочного трубопровода 5 по линии 9 в дополнительный диафрагмовый насос 11 и заполняет его. После заполнения насоса 11 нэ его эл-стичную мембрану подается сжатый газ. Одновременно закрывается вентиль Вз и открывается вентиль В4, Далее рабочий цикл повторяется, Работа по предлагаемому способу целесообразна при оптимальном соотношении суммарного расхода Орц осадка через дополнительные линии рециркуляции 9 и.10 и расхода О,н осадка через основную линию

6 выгрузки, При необходимости выгрузки осадков с высокими концентрациями воз-. можно изменение соотношение Орец/Ооон путем, например. ручной регулировки вентилей Вз и В4, оставаясь тем не менее в оптимальном диапазоне соотношения

Орец/Оосн.

Кроме того, перед основной выгрузкой осадка возможно проведение нескольких циклов обратной подачи осадка в выгрузочный трубопровод 5 и нижнюю часть бункера

4 для устранения закупорки и возможности выгрузки осадка.

Границы области оптимальности подтверждаются примерами, Опыты проводились на двухмодульном перекрестном тонкослойном отстойнике с длиной корпуса 2,015 м и высотой 1,85 м. угол сектора части радиального полочного отстойника, который представляет опытный аппарат, составляет 30 . B отстойнике были установлены 2 тонкослойных модуля (блока), один из которых имел 8 перегородок, другой — 15 полок (перегородок), Ширина . полок 0,692 м, высота 1,04 м, начальное расстояние между полками 0,06 м, угол наклона полок к горизонту 60 .

Опыты проводились на тонкослойном отстойнике на водной суспензии поливинилхлорида (ПВХ) с содержанием твердой фазы в исходной суспензии 0,005-0,05, а также на сточных водах производства фторопластов Ф вЂ” 4 и Ф-4Д, В водной суспензии ПВХ содержались твердые частицы

21-240 мкм с произвольным распределением частиц в исходной суспензии. В суспензии встречались и отдельные крупные включения диаметром до 15-10 м (либо

5 скопления более мелких частиц, которые можно было трактовать с точки зрения гидродинамики и разделения как единую частицу)

Пример 1. В сгуститель по известному

10 способу (отключен диафрагмовый насос меньшей производительности, тем самым вся система, обеспечивающая движение осадка из трубопровода выгрузки сгущенного осадка и циркуляцию части осадка) пода15 валась при контрольном времени испытаний 72 ч водная суспензия поливи нилхлорида (ПВХ) с Снсх=0,0025. Выгрузка прекратилась через 41,4 ч непрерывной работы вследствие образования свода осадка.

20 перекрывающего выгрузочное отверстие.

При этом эффективность,осветления — безразмерная концентрация твердой фазы в осветленной суспензии Сос (вес. /100 ) не превышала максимально допустимого

25 предела Cocs.доп=0,6 10 (Coce

0,615. В момент прекращения выгрузки

30 Ссгущ=0,701

Пример 2. В сгуститель с конструктивными показателями, coNta aNQjiie со сгустителем по примеру 1, по предлагаемому способу подавалась та же суспензия, При

35 этом производительность по основным импульсам осадка Оо --0,143 м /ч, а по дополз нительным импульсам осадка Qpeq= 0,0010 з м /ч, (Орец=Одоп). Здесь и далее

40 Оосн . 18

" o" "= 1/143 (—

Выгрузка осадка .прекратилась через

2,67 ч по причине попадания в устье выгрузочного трубопровода двух крупных кусков осадка — 0,11.10 м и 0,12 10 м. Это явле45 ние в течение короткого времени было ликвидировано принудительной подачей дополнительных импульсов суммарной производительностью 0.0045 м /ч. После воз- о з обновления работы с прежним расходом

Одоп= 0,001 м /ч прекратилась выгрузка з осадка через 36,4 ч вследствие перекрытия выгрузочного отверстия сводом уплотненного осадка. Эффективная работа происходила в течение 26,1 ч (при Cocs.cp Coce.äîï=0,6

55 10 ), При этом Ccyr .cp.= 0,600, а Ссугщ=0,707.

-4

Пример 3, В сгуститель по примеру 2 подавалась та же суспензия. При этом значение Оосн= 0,146 м /ч. Одоп.=0,011 м /ч, з

Одоп/Оосн=1/13,2.

1754151

Имела место нормальная, эффективная и надежная работа сгустителя; прекращения выгрузки не наблюдалось.

Сгущ.ср =0,6872, Ссгущ=0,715.

Пример 4, В сгуститель по примеру

2 подавалась та же суспензия, При этом

Оосн=0,147 м /ч, Одоп=0,00817 м /ч, Одоп /О осн=1 /18, Ссгущ.ср=0,696. Ссгущ.пр.=

0,711. Имела место устойчивая выгрузка осадка и неустойчивое образование свода пробок осадка, разрушавшихся за короткое время самопроизвольно и не препятствующих надежной работе сгустителя, Пример 5, В сгуститель по примеру 2 подавалась та же суспензия при О,с =0,143 м /ч, Одоп=0,0715 м /ч, Одоп/Оосн=1/2.

Имеет место надежная выгрузка осадка до концентрации Ссгущ=0,7026. Для обеспечения этого необходимо в 2 раза уменьшить производительность. Для вы работки дополнительных импульсов осадка низкой часто ты потребовались значительные, в 4,5 раза большие по сравнению с примером 4, затраты энергии.

Пример 6. В тот же сгуститель как по примеру 2 подавалась суспензия с

Сисх.=0,005 по предлагаемому способу, Оосн=0,146 м /ч, Одоп=0,0111 м /ч, Одоп/Оосн=1/13,2, Имела место нормальная и надежная работа сгустителя, прекращения выгрузки осадка не наблюдалось.

Сосв.ср-0,36 10, Ссгущ.ср.=-0, 124, -а

Пример 7. В сгуститель по примеру 2 подавалась та же суспензия с Снох=0,05. По предлагаемому способу Оосн=0,146 м /ч, 3

Одоп=0,0111 м /ч, Одоп/Оосн=1/13,2. Имела место нормальная и надежная работа сгустителя, Прекращения выгрузки не происходит, Сосв.ср=О 98 1 0 (Сосв.доп. =1 1 0 )

Ссгущ.cp=0,701 1, Ссгущ=0,7201, Пример 8. В тот же сгуститель

5 подается суспензия сточных вод фторопластов Ф вЂ” 4 и Ф вЂ” 4Д, При этом QocH=0,146 м /ч, з Одоп=0,0111 м /ч, Одоп/Оосн=1/13.2. Имела з место нормальная и надежная работа сгустителя, Прекращения выгрузки не происхо10 дит Сосв.ср=78.4 10, Ссгущ.ср.= 0,301, Сс гущ=0,307.

Использование предлагаемого способа поможет в значительной мере устранить угрозу забивки выгрузочного трубопровода

15 осадка пробками осадка, образование свода над выгрузочным отверстием, устранить забивку двумя или несколькими крупными кусками твердой фазы и повысить степень сгущения осадка.

20 Формула изобретения

Способ выгрузки осадка из сгустителя, включающий вывод сгущенного осадка через выгрузочный трубопровод и линию выгрузки осадка с низкочастотным

25 пульсатором, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе сгустителя и эффективности сгущения в нем осадка, осадок периодически направляют на линию рециркуляции осадка с низкоча30 стотным пульсатором, соединенную с выгрузочным трубопроводом и имеющую направление, противоположное линии выгрузки осадка, причем соотношение расходов осадка выгружаемого по линии

35 рециркуляции и основной линии, составляет

Оосн 18 10

1754151

Составитель Т.Леднева

Техред М. Моргентал Корректор И. Шулла

Редактор Н.Швыдкая

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

Заказ 2839 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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