Отстойник для осаждения и обезвоживания шламов

 

Изобретение относится к устройствам для разделения суспензий, твердая фаза которых склонна к агрегированию. Отстойник содержит клиновидный в сечении корпус, на торцах которого установлены узлы ввода суспензии и вывода осветленной жидкости. В нижней части корпуса размещен шнек для вывода осадка. Отстойник снабжен двумя наклонными перегородками, разделяющими его на три клиновидные зоны. Перегородки имеют отверстия в верхней части. Угол наклона боковых стенок корпуса к вертикали не более 30^o. Технический результат состоит в более полном осаждении твердой фазы. 3 ил.

Изобретение относится к аппаратурному оформлению химических процессов, а именно к устройствам для разделения суспензий, твердая фаза которых склонна к агрегированию.

Известно экстракционное устройство для обезвоживания шлама мокрых фильтров, содержащее емкость для отстаивания шлама, узел для вывода и дополнительного обезвоживания шлама, выполненный в виде вертикального шнека, заключенного в кожух, перфорированный в верхней части, причем вал шнека в зоне перфорированного кожуха снабжен двумя расположенными на расстоянии одна от другой коническими втулками, обращенными малым основанием вниз.

Недостатками этого экстракционного устройства является открытая конструкция нижнего основного шнека устройства, приводящая к неэффективному осевому перемещению шлама, взмучиванию и распульпованию части осадка, что в свою очередь сказывается на качестве осветления жидкости [А.с. СССР N 1057067].

Наиболее близкими по технической сущности является отстойник для осаждения и обезвоживания шламов [Патент СССР N 18475].

Отстойник представляет собой продолговатый корпус, имеющий верхнюю часть в виде параллелепипеда и нижнюю коническую часть. В верхней части расположены модули пластин, наклоненных под тем же углом, что и стенки корпуса. На поверхности пластин происходит осаждение твердых частиц, которые под действием силы тяжести сползают к разгрузочному устройству в виде шнека, расположенному в конической части корпуса. Модули пластин разделены попарно не доходящей до дна сборника перегородкой, снабженной переливным отверстием для перетекания жидкости из одной зоны в другую, примыкающим к торцевой стенке в стороне, противоположной узлу ввода осветляемой жидкости. Перегородка имеет тот же угол наклона, что и пластины, и служит для изменения направления движения жидкости на противоположное. Узлы ввода исходной суспензии и вывода осветленной жидкости находятся на торцевой стенке отстойника. Переливное отверстие в перегородке снабжено желобом для перетока жидкости из зоны в зону.

Приведенная выше конструкция отстойника предназначена для выделения из жидких сред небольшого количества механических примесей, а при работе со шламами, имеющими более высокое содержание твердой фазы, склонной к агрегированию, эффективность очистки будет невысокой из-за налипания шлама на пластинах и забивания модуля. Расположение шнека в зоне осаждения ведет к взмучиванию осадка и снижению эффективности очистки. Кроме того, предложенный отстойник, включающий модули наклонных пластин, и корпус, состоящий из двух частей, сложен по своей конструкции.

Целью изобретения является повышение эффективности работы отстойника при осаждении мелкодисперсных, склонных к агрегированию шламов, упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в отстойнике, содержащем клиновидный в сечении корпус, на противоположных торцевых стенках которого установлены узлы ввода исходной суспензии и вывода осветленной жидкости, шнек для вывода осадка, расположенный в нижней части корпуса, согласно изобретению отстойник снабжен двумя наклонными перегородками, разделяющими его на три клиновидные зоны и выполненными с отверстиями в верхней части в виде открытых сверху окон, причем отверстия выполнены у торцов, противоположных вводу шлама в зоны, а угол наклона боковых сторон корпуса к вертикали составляет не более 30^o.

Разделение пространства отстойника двумя наклонными перегородками на три клиновидные зоны с большим углом наклона боковых сторон и перегородок способствует меньшему налипанию и сползанию мелко дисперсных, склонных к агрегированию шламов к разгрузочному устройству. В предложенном устройстве наклонные перегородки играют как роль поверхности, на которой происходит осаждение (одновременно с боковыми сторонами корпуса), так и устройства, меняющего направление движения жидкости. Таким образом, отпадает необходимость установки модулей наклонных полок и наличия корпуса, состоящего из двух частей, что упрощает конструкцию отстойника и его эксплуатацию. Наличие двух перегородок, снабженных отверстиями в верхней части, противоположной точке ввода жидкости в зону, отделенную перегородкой, обеспечивает увеличение траектории движения только верхнего слоя жидкости и придает потоку однонаправленный ламинарный характер течения. Выполнение отверстий в виде прямоугольных окон, открытых сверху, обеспечивает плавный поворот потока верхнего слоя жидкости в отсутствии взмучивания слоя осаждающейся твердой фазы. Разгрузочное устройство в виде шнека, соединенного через щелевидное отверстие с корпусом отстойника, не взмучивает осадка, т.к. находится вне зоны осаждения, кроме того, отпадает необходимость в наличии нижней конической части, что упрощает конструкцию отстойника. Экспериментально установлено, что угол наклона поверхностей, на которых происходит осаждение шлама, не более 30^o обеспечивает образование слоя шлама толщиной примерно 1 см и дальнейшее его равномерное стекание под действием силы тяжести без использования встряхивающих устройств, что исключает взмучивание осадка и повышает эффективность разделения. В совокупности указанное приводит к повышению эффективности осаждения шламов, упрощению конструкции устройства и его эксплуатации.

На фиг. 1 изображен отстойник, общий вид. На фиг. 2 изображен отстойник, вид Г-Г. На фиг. 3 - отстойник, вид сверху.

Отстойник для осаждения и обезвоживания шламов состоит из клиновидного в сечении корпуса 1, имеющего угол наклона боковых сторон не более 30^o от вертикальной оси аппарата, усеченного с торцевой стороны, прилегающей к приводу 2 шнека 3, расположенного над разгрузочным устройством 4 и соединенного с цилиндрическим пространством 5 разгрузочного устройства через щелевидное отверстие 11. Корпус содержит две перегородки 6, установленные под углом, промежуточным между углом наклона боковых сторон корпуса и вертикальной осью аппарата, и имеющие отверстия 7, выполненные в виде прямоугольных окон, открытых сверху. Часть пространства, образуемого боковой стороной отстойника и одной из перегородок, отделена успокоительной пластиной 8. Между боковой стороной корпуса и другой перегородкой в диагонально противоположной от разделительной пластины стороне корпуса отстойника установлен переливной порог 9 с регулируемой высотой отбора жидкости. На выпускном конце двухзаходного шнекового разгрузочного устройства установлен рыхлитель 10. Узлы ввода исходной суспензии и вывода осветленной жидкости 12 и 13 находятся на противоположных торцевых стенках отстойника, причем отверстие в первой перегородке установлено в стороне, противоположной узлу ввода исходной суспензии, а во второй перегородке - в стороне, противоположной расположению первого отверстия.

Отстойник работает следующим образом.

Исходная суспензия подается в рабочую зону отстойника, образованную стенками корпуса 1, перегородкой 6 и успокоительной пластиной 8. Через отверстия в успокоительной пластине 8 суспензия поступает в канал, образованный наружной боковой стороной корпуса 1 и перегородкой 6, где приобретает однонаправленный ламинарный характер течения, способствующий эффективному осаждению твердой фазы. На стенках корпуса 1 и перегородках 6, имеющих угол наклона не более 30^o от вертикальной оси аппарата, обеспечивается в контакте с жидкой фазой образование слоя шлама до 1 мм и дальнейшее равномерное стекание его под действием силы тяжести без использования встряхивающих и вибрационных устройств. Далее через отверстие 7 в верхней части перегородки, в месте примыкания к торцевой стороне аппарата, верхний слой осветленной жидкости, совершая поворот, направляется во второй канал, образованный двумя перегородками 6, и далее через следующее отверстие в третий канал. Вывод осветленной жидкости осуществляется через переливной порог 9 с регулируемой высотой перелива, расположенный у торцевой стенки аппарата на выходе из третьего канала. При вращении шнекового разгрузочного устройства 3 осадок перемещается к выпускному торцу и дополнительно уплотняется. Установленный на выходном конце вала шнекового устройства 3 рыхлитель 10 обеспечивает разрушение спрессованного шлама и его эффективную выгрузку из аппарата.

Предложенный отстойник по сравнению с прототипом обеспечивает более полное осаждение твердой фазы, более прост по конструкции и в эксплуатации и более надежен в работе, так как не содержит в конструкции подвижных механических запорных элементов.

Источники информации: 1. Авторское свидетельство СССР N 1057067, B 01 D 21/24, 1983.

2. Патент СССР N 18475, B 01 D 21/24, 1930.

Формула изобретения

Отстойник для осаждения и обезвоживания шламов, включающий клиновидный в сечении корпус, на противоположных торцевых стенках которого установлены узлы ввода исходной суспензии и вывода осветленной жидкости, шнек для вывода осадка, расположенный в нижней части корпуса, отличающийся тем, что отстойник снабжен двумя наклонными перегородками, разделяющими его на три клиновидные зоны и выполненными с отверстиями в верхней части в виде открытых сверху окон, причем отверстия выполнены у торцов, противоположных вводу шлама в зоны, а угол наклона боковых сторон корпуса к вертикали не более 30^o.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3