Аппарат для флокуляции

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ р>994433

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву

{22) Заявлено 050881 (21) 3333471/23-26

151)М.Кл 3

С 02 F 1/52 с присоединением заявки ¹вЂ”

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритетf53) УДК 628.162

{088. 8) Опубликовано 070283. бюллетень ¹ 5

Дата опубликования описания 07.0283

С.И.Радин, В.М. Курилко, В.И. Федоров, М.Л. Петренко. и И.И. Ковалишнн

"F

Всесоюзный научно-исследовательский и проефтныйинститут галургии. (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) АППАРАТ ДЛЯ ФЛОКУЛЯЦИИ

Изобретение относится к устройст вам для проведения процессов флокуляции и коагуляции суспензий и может найти применение на предприятиях химической, горно-химической,.целлюлоз-. но-бумажной и других отраслей промыш-.. ленности.

Известно устройство для тепломассообмена, содержащее корпус с размещенными в нем опорно-распределительной и ограничительной решетками, между которыми расположены полые шары, заключенные в неподвижные перфорированные шары (1).

Недостатком этого устройства явля- -15 ется разрушение образовавшихся агрегатов частиц, что приводит к снижению производительности аппарата.

Известно устройство, содержащее корпус со штуцерамн входа и выхода обрабатываемой среды, внутри которого установлены перемешивающие элементы в .виде полых цилиндров с сетчатыми днищами и заполненных шарами, и закрепленными на штоке, соединейном с вибратором (2) °

Недостатками этой конструкции являются объединение обеих стадий процесса флокуляции — процесса распреде ления флокулянта по сечению аппарата и образование мелких, первичных флокул c ïðîöåcñîì образования крупных— флокулу сложность управления процессом флокуляции (изменение амплитуды и частоты вибраций перемешивающих. элементов) при изменении расхода или концентрации суспензии; наличие движущихся узлов.

Эти нЕдостатки приводят к значительным колебаниям размеров флокул, что снижает эффективность использования флокулянта в процессе разделения суспензий.

Снижение эффективности выражается в уменьшении скорости осаждения полидисперсной суспензии по сравнению с монодисперсной, так как в процессах разделения скорость осаждения, а следовательно,-и производительность определяются на основании скорости осаждения частиц, диаметр которых относится к среднему диаметру частиц 1:5

1:10.

Кроме того, дисперсность размеров флокул имеет большое значение при уплотнении сгущенногб осадка. Например, при разделении глинисто.-солевых суспенэий калийных производств жидкость, содержащаяся в сгущенном осадке, является целевым продуктом и поэтому

994433 необходимо уменьшить ее содержание в сгущенном продукте.

Осадок, состоящий иэ однородных . по размерам частиц, уплотняется лучше, так как при фильтрации .жидкости, содержащейся в нем, осадок, состоящий из однородных частиц, обладает наименьшим сопротивлением.

Целью изобретения является повышение эффективности использования пу1 тем интенсификации процесса разделения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство. содержащее цилиндроконический корпус с патрубками ввода и вывода суспензии и флокулянта, внутри 5 которого находятся перемешивающие элементы в виде шаров, верхняя и нижняя ограничительная решетки, дополнительно снабжено решеткой, разделяющей корпус на камеру смешения и расположенную над ней камеру флокулообраэования, при этом камера смещения заполнена шарами на 20-40%, а камера флокулообраэования на 10-25%, и отношение диаметра шаров камеры флокулообразования к диаметру шаров камеры смешения составляет 1:1 — 1:3.

На чертеже показан предлагаемый аппарат для флокуляции суспензий.

Аппарат состоит из корпуса в виде . обратного вертикального полого кону- 30 са 1 и снабжен штуцерами 2 и 3 ввода обрабатываемой .суспенэии и флокулянта, штуцером 4 выхода флокулированной суспензии. Внутри корпуса установлены верхняя и нижняя ограничительные 35 решетки 5, 6 и решетка 7, разделяющая ,рабочий объем аппарата на камеру смешения обрабатываемой суспензии 8 фло.кулянта и камеру флокулообраэования 9.

Обе эоны частично заполнены переме- щ шивающими элементами, выполненными в виде шаров 10 и 11, находящихся в псевдоожиженном состоянии, причем.камера смешения 8 заполнена шарами 10 на 20-40% от ее объема, а камера фло-,. кулообраэования 9 заполнена шарами 1) на 10-25% ° Диаметр шаров 10 относится к диаметру шаров 11 как 1:1 - 1:3.

Аппарат работает следующим образом.

Через штуцера 2 и 3 в нижнюю часть аппарата поступают отрабатываемая суспензия и раствор флокулянта. Движение потока суспенэии вверх обеспечивает псевдоожижение перемешивающих элементов, за счет чего происходит интенсив ное и равномерное перемешивание обрабатываемой суспенэии и раствора флокулянта. Нижняя ограничительная решетка 6, размер ячеек которой меньше диаметра шаров 10, предотвращает по- 66 падание шаров 10 в штуцеры ввода 2 и 3 обрабатываемой суспензии и раствора флокулянта.

Одновременно с перемешиванием происходит процесс образования мелких первичных флокул, размер которых не превышает 0 05-0,1мм. Эти флокулы образуются за счет адсорбции на поверхности частиц относительно низкомолекулярной фракции полимера, обладающей большей скоростью адсорбции по сравнению с высокомолекулярной фракцией.

Благодаря относительно низкому моле- кулярному весу, а следовательно, и меньшей длине молекулы полимера, флокула представляет собой компактный агрегат твердых частиц с низкой пористостью. Вследствие этого интенсивность пульсаций, возникающих в нижней части аппарата - зоне смешения, — оказывается недостаточной для разрыва молекул полимера, образующих флокулы.

Затем частично сфлокулированная суспензия поступает через решетку 7, разделяющую объем аппарата .на две зоны, в верхнюю зону флокулообраэования.

Здесь в качестве перемешивающих элементов используются шары 11, диаметр которых больше, чем диаметр шаров 10.

Увеличение диаметра шаров в камере флокулообразования 9 обуславливается тем, что коэффициент диффузии, характеризующий интенсивность перемешивания, обратно пропорционален диаметру шаров. Экспериментальное исследование показало, что наилучшим соотношением между диаметрами шаров зон смешения и флокулообраэования является соотношение, лежащее в диапазоне 1:1 — 1:3.

Этому же способствует уменьшение скорости восхОдящего потока в этой зоне, расположенной в расширенной части аппарата. Таким образом создается ламинарный режим движения флокулированной суспензии при минимальных значениях пульсационных составляющих потока жидкости. При этом оставшаяся часть высокомолекулярного полимера, адсорбируясь на поверхности твердых частиц, входящих в состав мелких флокул, объединяет их в более крупные агрегаты, диаметр которых достигает

0,5-3 мм. Образовавшиеся крупные флокулы иМеют высокую пористость и за счет фильтрационного потока через них захватывают оставшиеся в суспензии твердые частицы. В результате возникает суспензия с достаточно узким гранулометрическим составом, что создает благоприятные условия для увели» чения скорости осаждения в отстойниках, куда флокулированная суспензия поступает через штуцер выхода 4. Ограничительная решетка 5 предотвращает вынос шаров 11 иэ камеры флокулообразования 9.

Заполнение камеры смешения на, 20-40%, а камеры флокулообразования на 10-253 объясняется тем, что уменьшение заполнения камер ниже указанных значений ухудшает перемешивание, а следовательно, и процесс флокулообразования. В то же время увеличение

994433

ВНИИПИ Заказ 537/1 Тираж 939 Подписное

Филиал ППП "Патент",г. ужгород, ул.Проектная,4 степени заполнения выше указанных пределов вызывает интенсивное разрушение образованных флокул, что подтверждается результатами экспериментальных исследований процесса флокуляции с последующим осаждением флокулированных. суспензий в цилиндрах.

Использование аппарата предлагаемой конструкции обеспечивает увеличение скоростей осаждения флокулированной суспензии,.что объясняется получением в флокуляторе флокул больших размеров и однородных по своему гранулометрическому составу за счет улучшения условий флокулообразования. . Это дает возможность уменьшить на

20-30% расход флокулянта и получить сгущенный продукт с более высоким со- держанием твердого, что ведет к уменьшению потерь полезного. компонента, находящегося в жидкой фазе. 2Î

Формула изобретения

Аппарат для флокуляции содержащий цилиндроконический корпус с патрубками ввода и вывода обрабатываемой суспензии ..r флокулянта, перемешивающие элементы в виде шаров, верхнюю и нижнюю ограничительные решетки, о т л и ч аю шийся тем, что с целью повышения эффективности использования эа счет интенсификации процесса разделения, он снабжен горизонтально размещенной в средней части корпуса дополнительной решеткой, образующей нижнюю камеру смешения и верхнюю камеру флокулообразования, при этом отношение диаметра шаров камеры смешения к диаметру шаров камеры флокулообразовання составляет 1:1 - 1г3, объем шаров составляет в камере смешения 2040% ее объема, а в камере флокулообраэования 10-25Ъ ее объема.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 725688t кл В 01 0 53/201 1976

2. Авторское свндетельство СССР

9 ..856525, кл. B 01 F 11/00, 1979.