Электросепаратор веществ суспензий

 

Использование: в устройствах, осуществляющих удаление примесей из суспензий или растворов, выделение веществ, частицы которых имеют поверхностный электрический заряд в производстве фарфора при обработке каолина, глины, для обработки и нейтрализации воды, выделения ионов металла из растворов. Сущность изобретения: электросепаратор содержит корпус, в нижней части которого имеется входное отверстие, в стенках - сливные отверстия, сеточные электроды, между которыми размещены стержневые электроды в изоляции и источник напряжения. Группа стержневых электродов в ряду и порядно через один соединены и подключены к первому зажиму источника напряжения. Другие электроды этих же рядов соединены и подключены к второму зажиму источника напряжения. В других рядах, образующих вторую группу, электроды между сетками соответственно в ряду и порядно соединены и подключены к третьему зажиму источника напряжения. Оставшиеся электроды соединены и подключены к четвертому зажиму источника напряжения. В верхней части стенок корпуса над рядами первой группы электродов с одной стороны имеются щели и слив к одному выходному отверстию, над рядами второй группы с другой стороны корпуса имеются щели и слив к второму выходному отверстию. 6 ил.

Изобретение относится к технике и технологии, а именно к конструкции устройств, осуществляющих удаление примесей из суспензий или растворов, выделения веществ, частицы которых имеют поверхностный электрический заряд, и может быть использовано в производстве фарфора при обработке каолина, глины, может быть использовано для обработки и нейтрализации воды, выделения ионов металла из растворов.

Известны сепараторы с ситом и пластиной.

Однако данные сепараторы предназначены для разделения проводящего и непроводящего материалов, имеют сложную конструкцию с вращающимися барабанами.

Наиболее близким к изобретению является устройство электрофильтр с пластинами, содержащее корпус, сеточные электроды (вариант).

Недостатком устройства для осуществления выше описанного способа входное и выходное отверстия, высоковольтный источник питания.

Однако, это устройство предназначено для обработки газообразных сред. Эффективность его работы с жидкими средами ведет к экранизации удаленных от электродов объемов жидкости.

Задача повышение количества обрабатываемой суспензии в единицу времени при заданном проценте удаления примесей (железосодержащих соединений), снижения затрат электрической энергии путем поляризации электростатическим полем, механическим разделением частиц за счет гидродинамических сил в сочетании с электрофорезом в пульсирующем электрическом поле.

Для этого в электросепаратор веществ из суспензий, содержащий корпус, в котором выполнены в нижней части входное отверстие, а в стенках сливные отверстия, устанавливаются параллельно друг другу в вертикальной плоскости заземленные электроды в виде металлической сетки, между которыми с зазором для прохождения суспензии размещены стержневые электроды, снабженные изоляцией, и заземленный источник напряжения.

Согласно изобретению одна группа стержневых электродов в ряду и порядно через один соединены и подключены к первому зажиму источника напряжения, другие электроды этой же цепи соединены и подключены ко второму зажиму источника напряжения, в других рядах, образующих вторую группу электродов, электроды между сетками соответственно в ряду и порядно через один соединены и подключены к третьему зажиму источника напряжения, оставшиеся электроды соединены и подключены к четвертому зажиму источника напряжения в верхней части стенок корпуса над рядами первой группы электродов с одной стороны имеются щели и слив к первому выходному отверстию, над рядами второй группы электродов имеются щели и слив к второму выходному отверстию.

Отличительной особенностью системы электродов и источника напряжения является то, что вертикально по уровням горизонтальных электродов создается поочередно пульсирующие электростатическое поле, способствующее движению зарядов вверх по ходу движения суспензии, кроме того за счет большего слива с одной стороны основной объем суспензии проходит через сетки, первая группа электродов имеет один знак, а вторая группа другой знак зарядов.

Эффективность и производительность удаления примесей обусловлены тем, что разделение частиц осуществляется за счет гидродинамических сил при соударении частиц с сеткой, а электрическое поле в основном осуществляет поляризацию частиц перед ударом и удержание их с разных сторон сетки.

На фиг. 1 показано расположение электродов в камере и схема их подключения к источнику; на фиг. 2 расположение электродов, вид сверху; на фиг. 3 стенка корпуса для крепления электродов со сливными каналами; на фиг. 4 сеточный электрод в рамке; на фиг. 5 расположение электродов и сливных каналов; на фиг. 6 временная диаграмма напряжений.

Сепаратор содержит корпус 1, снабженный входным отверстием 2 (патрубком) и сливными каналами 3 и 4, в корпусе установлены заземленные электроды сетки 5 (решетки), между сетками горизонтально рядами расположены стержневые электроды 6, снабженные изоляцией. Одна группа стержневых электродов в ряду и порядно через один соединены и подключены к первому зажиму 8 источника напряжения 9, другие электроды этих рядов соединены и подключены к второму зажиму 10 источника напряжения. В других рядах, образующих вторую группу, электроды между сетками соответственно в ряду и порядно через один соединены и подключены к третьему зажиму 11 источника, оставшиеся электроды соединены и подключены к четвертому зажиму 12 источника напряжения. Электроды закреплены между стенками 13 и 14 корпуса, имеющими щели над рядами электродов, при этом одна стенка имеет щели 15 над одной группой электродов, другая имеет щели 16 над второй группой электродов и, соответственно, имеются два слива 17 и 18 к сливным каналам 3 и 4. Корпус заземлен 19.

Сепаратор работает следующим образом.

В корпус 1 через входное отверстие 2 поступает суспензия, которая поднимается. При этом взаимодействующие разнополярные частицы (диполь) ориентируются горизонтально, ударяются о сетку, частицы разделяются и под действием электростатического поля частицы одного знака заряда остаются с одной стороны, если знак изолированных электродов с одной стороны противоположный, частицы другого знака переходят на другую сторону сетки к электродам своего противоположного знака. Дальнейшее перемещение частиц осуществляется в основном за счет гидродинамических сил движущейся жидкости. Например, гидротированные частицы каолина проходят через заземленную сетку, устремляются в сторону положительных электродов, а гидратированные частицы окиси железа устремляются к отрицательному электроду.

За счет периодического переключения напряжений электродов (фиг. 6), от отключенных электродов лучше удаляются частицы за счет движения жидкости, которые экранируют электроды. При последующем их включении этими электродами вновь создается интенсивное электростатическое поле.

Например, при напряжении 20 кВ при расстоянии 10 мм между сеткой и 20 по вертикали электродом с керамическим покрытием длиной 250 мм в количестве 400 шт. удаляется 50% железа при производительности 2 л в сек.

Кроме того, за счет поочередного отключения электродов, снабженных изоляцией, способствует отделению зарядов от них, подъему зарядов вверх за счет гидродинамических сил (эквивалентно "встряхиванию"). Для повышения эффективности подъема зарядов переключение можно осуществлять через три электрода, создавая "бегущее" электростатическое поле.

Сепаратор может применяться при производстве каолина для удаления из него железа, кальция, титана и др. Сепаратор может также применяться для очистки воды от заряженных частиц как за счет диссоциации, так и за счет каогуляции, в том числе для очистки воды в бетонном производстве.

Формула изобретения

ЭЛЕКТРОСЕПАРАТОР ВЕЩЕСТВ СУСПЕНЗИЙ, содержащий корпус, в котором выполнены в нижней части входное отверстие, а в стенках выходные сливные отверстия и установлены параллельно друг другу заземленные электроды в виде металлической сетки, между которыми с зазором для прохождения суспензии размещены стержневые электроды, снабженные изоляцией, и заземленный источник напряжения, отличающийся тем, что группа стержневых электродов в ряду и порядно через один соединена и подключена к первому зажиму источника напряжения, другие электроды этих же рядов соединены и подключены к второму зажиму источника напряжения, а в других рядах, образующих вторую группу, электроды между сетками соответственно в ряду и порядно соединены и подключены к третьему зажиму источника напряжения, оставшиеся электроды соединены и подключены к четвертому зажиму источника напряжения, в верхней части стенок корпуса над рядами первой группы электродов с одной стороны имеются щели и слив к одному выходному отверстию, над рядами второй группы с другой стороны корпуса щели и слив к второму выходному отверстию.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6