Устройство для разделения пульпы

Изобретение относится к разделению материалов по плотности методом флотации и может быть использовано, например, для выделения полых микросфер из золошлаковой пульпы ТЭЦ, ГЭС, ГРЭС. Технический результат - увеличение выхода микросфер, повышение надежности и экономичности устройства. Устройство включает рабочую камеру с наклонным по ходу движения пульпы дном, успокоитель, приспособления для подачи пульпы и вывода легкой и тяжелой фракций. Рабочая камера выполнена с одноступенчатым дном, образующим с задней стенкой камеры и основанием ступеньки емкость-накопитель для тяжелой фракции. Успокоитель выполнен в виде пакета из жестко соединенных между собой трубок, расположенных перпендикулярно потоку пульпы, приспособление для отвода тяжелой фракции выполнено в виде шнека. Устройство дополнительно содержит приемный лоток с приемной фильтрующей сеткой, установленный между рабочей камерой и приспособлением для подвода пульпы с углом наклона 15-30° к горизонтали рабочей камеры, без жесткого соединения с приспосблением для подачи пульпы, поплавковый регулятор жидкости, установленный на расстоянии не более 5 см от края верхних концов трубок успокоителя и патрубок для отвода осветленной воды. 2 ил.

 

Изобретение относится к разделению материалов по плотности методом флотации и может быть использовано, например, для выделения полых микросфер из золошлаковой пульпы ТЭЦ, ГЭС, ГРЭС.

Из уровня техники известно устройство для разделения, а именно выделения микросфер золошлаковой пульпы непосредственно на пульпопроводе, содержащее рабочую камеру с поперечным сечением каплеобразной формы, дном которой является нижняя полусфера пульпопровода, успокоитель в виде стержней или пластин с поперечными связками, расположенными параллельно потоку пульпы, сливной патрубок для отвода микросферы, поплавковый регулятор уровня пульпы (RU, а.с. 1245342, В 03 В 5/62).

Недостатком этого устройства является его неэффективность, так как невозможно добиться заданной флотации микросфер, удельный вес которых 0,6-0,7 г/см³, из-за высокой турбулентности потока в пульпопроводе, конструкция же успокоителя в виде стержней или пластин не в состоянии снизить турбулентность и для уменьшения турбулентности необходимо выполнение приемной - рабочей камеры больших размеров, что практически равнозначно сбросу пульпы в лагуну. Конструкция же успокоителя, выполненного в виде стержней или пластин, расположенных параллельно потоку пульпы, снижающих турбулентность только в направлении, перпендикулярном расположению пластины, то есть не во всем объеме камеры, также недостаточно снижает турбулентные пульсации.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является гидравлический классификатор для разделения золошлаковой пульпы, состоящий из рабочей камеры с успокоителем и устройств для подачи пульпы и вывода разделенных полученных фракций - легкой и тяжелой, при этом успокоитель классификатора выполнен из пластин, установленных вертикально в камере, параллельно продольной ее оси (RU, а.с. 1304883, В 03 В 5/62).

Недостатком данного устройства является то, что установленные вдоль камеры пластины гасят турбулентные пульсации пульпы только в направлении, перпендикулярном направлению пластин, вдоль же пластин турбулентный спектр пульсаций остается почти без изменения, в результате чего происходит лишь частичное разделение тяжелых и легких частиц пульпы. Кроме того, неполному разделению пульпы способствует и соединение напрямую рабочей камеры с пульпопроводом, так как при этом большая часть микросфер выносится с пульпой ввиду большой ее скорости и неэффективной работы успокоителя. Необходимость периодической промывки классификатора значительно снижает его производительность, что также является одним из недостатков.

Техническим результатом настоящего изобретения является увеличение выхода микросфер, повышение надежности и экономичности устройства.

Технический результат достигается тем, что устройство для разделения пульпы, включающее рабочую камеру с наклонным по ходу движения пульпы дном, успокоитель, приспособления для подачи пульпы и вывода легкой и тяжелой фракций, при этом рабочая камера выполнена с одноступенчатым дном, образующим с задней стенкой камеры и основанием ступеньки емкость-накопитель для тяжелой фракции, успокоитель выполнен в виде пакета из жестко соединенных между собой трубок, расположенных перпендикулярно потоку пульпы, приспособление для вывода тяжелой фракции выполнено в виде шнека, при этом устройство дополнительно содержит приемный лоток с приемной фильтрующей сеткой, установленный между рабочей камерой и приспособлением для подачи пульпы с углом наклона 15-30° к горизонтали рабочей камеры без жесткого соединения с приспособлением для подачи пульпы, поплавковый регулятор жидкости, установленный на расстоянии не более 5 см от края верхних концов трубок успокоителя, и патрубок для отвода осветленной воды.

Основной задачей большинства устройств по выделению микросфер из золошлаковой пульпы является снижение турбулентности пульпы с целью увеличения процента выхода микросфер.

Выполнение в заявленном техническом решении успокоителя в виде пакета из жестко соединенных между собой трубок, расположенных перпендикулярно потоку пульпы, снижает турбулентность движения пульпы как в направлении ее движения, так и в перпендикулярном, то есть во всем объеме камеры, что значительно увеличивает выход микросфер. Кроме того, микросферы, попадая в трубки в результате флотации, всплывают наверх, сокращая при этом время разделения золошлаковой пульпы на фракции. Снижению турбулентности на первом этапе движения пульпы, то есть при ее выходе из пульпопровода, способствует и установка приемного лотка между рабочей камерой и приспособлением для подачи пульпы, угол наклона 15-30° которого к рабочей камере способствуют частичному снижению турбулентных пульсаций золошлаковой пульпы за время прохождения ее через приемный лоток. Далее, поток пульпы, попадая в рабочую камеру, объем которой значительно больше объема приемного лотка, снижает турбулентность движения, в результате чего происходит ускоренное разделение пульпы на тяжелую фракцию (зола), легкую фракцию (микросферы) и осветленную воду.

Снабжение приспособления для подачи пульпы приемной фильтрующей сеткой не только препятствует попаданию крупных кусков в рабочую камеру, исключая тем самым механические повреждения шнека, но одновременно частично снижает турбулентность потока пульпы уже на входе в приемный лоток. Установка поплавкового регулятора на расстоянии не более 5 см от края верхних концов трубок успокоителя обеспечивает наибольший напор, что способствует выходу большого количества микросфер на поверхность. Кроме того, исключение жесткого соединения приемного лотка с приспособлением для подачи пульпы значительно упрощает монтаж устройства, повышая при этом его экономичность. Экономичности устройства способствует и возможность возврата осветленной воды через патрубок на ТЭЦ.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства.

На фиг.2 - вид сверху.

Устройство состоит из рабочей камеры 1 в виде вытянутого бункера с наклонным по ходу движения пульпы одноступенчатым дном, образующим с задней, расположенной напротив приспособления для подачи пульпы 2 стенкой камеры и основанием ступеньки емкость-накопитель 3 для сбора тяжелой фракции. Между рабочей камерой 1 и приспособлением для подачи пульпы 2 установлен с углом наклона, например, 25° к горизонтали рабочей камеры приемный лоток 4 в виде бункера с трапециевидной формой дна без жесткого соединения с приспособлением для подачи пульпы 2, который снабжен приемной фильтрующей сеткой 5. Для отвода тяжелой фракции (золы) из рабочей камеры 1 к накопителю 3 подведен шнек 6. Внутри рабочей камеры 1 установлен успокоитель 7, выполненный в виде пакета из жестко соединенных между собой трубок диаметром, например, 70 мм и высотой, например, 700 мм. В задней части рабочей камеры 1 установлен поплавковый регулятор 8 жидкости, установленный на расстоянии не более 5 см от края верхних концов трубок успокоителя, а к задней стенке камеры 1 подведен патрубок отвода 9 осветленной воды, например, в ТЭЦ. Кроме того, в месте всплытия микросфер установлен механизм 10 для удаления их, в качестве которого могут быть использованы любые известные механизмы, например транспортер с лопастями, пеногон, шнековый удалитель и др.

Устройство работает следующим образом.

Золошлаковая пульпа через приемную фильтрующую сетку 5 приспособления подачи 2 пульпы поступает на приемный лоток 4. Растекаясь по лотку, пульпа частично теряет турбулентность и удельное давление и далее, попадая в толщу воды в рабочей камере, объем которой в 30-50 раз больше объема лотка 4, вследствие разницы плотности частиц и значительного снижения турбулентности пульпы разделяется по фракциям. Тяжелые частицы (зола) оседают на дно и попадают в емкость-накопитель 3, из которого удаляются шнеком 6. Легкие частицы (микросферы), попадая в трубки успокоителя 7, в результате флотации всплывают наверх, откуда их удаляют механизмом 10. Осветленная вода через поплавковый регулятор 8 поступает обратно на ТЭЦ. Для эффективной работы устройства расстояние между верхним концом трубок успокоителя и поплавковым регулятором жидкости должно быть равным не более 5 см. Кроме того, на приемный лоток 4 возможна установка ковриков с ячейками для улавливания тяжелых металлов, которые присутствуют в золе.

Опытная установка заявляемого устройства была опробована в лабораторных условиях с положительным результатом.

Заявляемое устройство, позволяющее увеличить выход микросфер из золошлаковой пульпы при надежной и экономичной работе устройства, найдет, по мнению автора, широкое промышленное применение на тепловых электростанциях.

Устройство для разделения пульпы, включающее рабочую камеру с наклонным по ходу движения пульпы дном, успокоитель, приспособления для подачи пульпы и вывода легкой и тяжелой фракций, отличающееся тем, что рабочая камера выполнена с одноступенчатым дном, образующим с задней стенкой камеры и основанием ступеньки емкость-накопитель для тяжелой фракции, успокоитель выполнен в виде пакета из жестко соединенных между собой трубок, расположенных перпендикулярно потоку пульпы, приспособление для вывода тяжелой фракции выполнено в виде шнека, при этом устройство дополнительно содержит приемный лоток с приемной фильтрующей сеткой, установленный между рабочей камерой и приспособлением для подачи пульпы с углом наклона 15-30° к горизонтали рабочей камеры, без жесткого соединения с приспособлением для подачи пульпы, поплавковый регулятор жидкости, установленный на расстоянии не более 5 см от края верхних концов трубок успокоителя, и патрубок для отвода осветленной воды.