Спосіб зневоднювання суспензій і пристрій для його здійснення

Номер патенту: 84629

Опубліковано: 10.11.2008

Автори: Надутий Володимир Петрович, Сансієв Василь Георгійович

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб зневоднювання суспензій, що включає подачу вихідної суспензії на похилу фільтрувальну перегородку з розташованими під нею камерами фільтрату і фільтрування суспензії під дією різниці тисків на фільтрувальній перегородці з формуванням осаду, який відрізняється тим, що періодично впливають імпульсами тиску стиснутого повітря на фільтрувальну перегородку з боку камер фільтрату, причому параметри імпульсів визначають таким чином, щоб вони забезпечували підкидання осаду над фільтрувальною перегородкою.

2. Пристрій для зневоднення суспензій, що включає похилу фільтрувальну перегородку з розташованими під нею камерами фільтрату, з'єднаними з вакуумним насосом, який відрізняється тим, що пристрій оснащений джерелом стиснутого повітря і перемикаючими механізмами у вигляді двопозиційних повітророзподільників, що з'єднують камери фільтрату з вакуумним насосом і джерелом стиснутого повітря.

Текст

1. Спосіб зневоднювання суспензій, що включає подачу вихідної суспензії на похилу фільтру C2 1 3 84629 фільтрувальній перегородці, причому потік фільтрованої системи переміщають по безперервній похилій поверхні фільтрувальної перегородки з розміром пір, що змінюється, від дрібних до великого і з кутом нахилу, що збільшується, по шляху руху фільтрованої дисперсної системи. Недоліком прототипу є низька ефективність зневоднювання суспензій, що містять колоїдні частки і глиномісткі компоненти, що сприяють закупорці пір фільтрувального осаду. Загальними недоліками стрічкових фільтрів, як показано в згаданій книзі В.А. Жужикова (стор. 323), є "велика площа розташування на 1м поверхні фільтрування, наявність не використовуваних зон на фільтрувальній перегородці і погані умови промивання в країв стрічки". Крім того, реалізація способу фільтрування на безперервній фільтрувальній перегородці припускає створення фільтрувальних пристроїв досить складної конструкції, питомі витрати (на одиницю площі фільтрування) на виготовлення яких на кілька порядків вище, ніж на виготовлення фільтрів з нерухомою фільтрувальною перегородкою. Прототипом пристрою для зневоднювання суспензій є установка для здійснення способу поділу фаз дисперсної системи за [патентом RU №2277007, кл. В01D17/022]. Установка містить похилу фільтрувальну перегородку з розташованими під нею камерами фільтрату, з'єднаними з вакуумним насосом. Недоліком прототипу є його низька ефективність фільтрування суспензій, що містять колоїдні глинисті складові. Складність зневоднювання таких суспензій пояснюється їхньою схильністю до структур ування, а також тим, що тонкі глинисті частки суспензії закупорюють пори осаду, а це призводить до швидкого припинення процесу фільтрування. В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу зневоднювання суспензій, у якому за рахунок впливу імпульсами тиску стиснутого повітря з боку камер фільтрату на осад досягається інтенсифікація процесу зневоднювання важкоочищуваних суспензій. Поставлена задача вирішується тим, що в способі зневоднювання суспензій, що включає подачу вихідної суспензії на похилу фільтрувальну перегородку з розташованими під нею камерами фільтрату і фільтрування під дією різниці тисків, відповідно до винаходу, на фільтрувальну перегородку з боку камер фільтрату періодично впливають імпульсами тиску стиснутого повітря, причому параметри імпульсів визначають таким чином, щоб вони забезпечували підкидання осаду над фільтрувальною перегородкою. Сутність винаходу полягає в наступному. Зневоднювання суспензій, що містять глинисті компоненти, утруднене тим, що, по - перше, поровий простір осаду інтенсивно закупорюється тонкими глинистими лускоподібними частками, і, по-друге, навколо глинистих часток утворюються сольваті шари, що сприяють структуруванню осаду і зниженню його проникності. Тому фільтрування таких суспензій малоефективне, шар осаду товщиною 5...7мм на промислових фільтрах стає практично 4 непроникним. Таким чином, фільтрування глиномістких суспензій характеризується малою продуктивністю й наводненістю осаду. У відповідність з винаходом при зменшенні проникності осаду і зниженні швидкості фільтрування на осад з боку камер фільтрування (вакуум камер) впливають імпульсом тиску. У результаті дії імпульсу шар осаду руйн ується. У залежності від параметрів імпульсу в осаді можуть утворитися тріщини або він може бути зруйнований на окремі фрагменти (шматки) з підкиданням їх над фільтрувальною перегородкою. У пропонованому винаході параметри імпульсів вибирають так, щоб вони забезпечували підкидання осаду над похилою фільтрувальною перегородкою. Це забезпечує переміщення осаду уздовж нерухомої фільтрувальної перегородки і забезпечує її регенерацію. У проміжках часу між імпульсами в камерах фільтрату підтримується знижений тиск, що забезпечується вакуум - насосом, і суспензія фільтрується під дією перепаду тисків. Таким чином, досягається інтенсифікація процесу зневоднювання важкофільтрованих суспензій. Здійснення пропонованого способу зневоднювання суспензій ілюструється схемою на Фіг.1. В основу винаходу поставлена задача удосконалення пристрою для зневоднювання суспензій, у якому за рахунок застосування джерела стиснутого повітря і перемикаючих механізмів досягається інтенсифікація процесу зневоднювання важкофільтрованих матеріалів. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для зневоднювання суспензій, що включає похилу фільтрувальну перегородку з розташованими під нею камерами фільтрату, з'єднаними з вакуумним насосом, відповідно до винаходу, містить джерело стиснутого повітря і перемикаючі механізми у виді двопозиційних повітророзподільників, що з'єднують камери фільтрату з вакуумним насосом і джерелом стиснутого повітря. Сутність винаходу полягає в тому, що при зниженні проникності осаду й уповільненні процесу фільтрування спрацьовують двопозиційних повітророзподільники, від'єднуючи камери фільтрату від вакуумного насоса і короткочасно з'єднуючи них із джерелом стиснутого повітря. У результаті цього на фільтрувальну перегородку з боку камер фільтрату діє імпульс тиску, руйнуючи шар осаду і підкидаючи його над фільтрувальною перегородкою. При цьому фільтрувальна перегородка очищається від матеріалу осаду, а шар осаду над фільтрувальною камерою в результаті підкидання переміщується вздовж фільтрувальної перегородки. Після повернення повітророзподільників у ви хідне положення процес фільтрування відновляється до наступного спрацьовування повітророзподільників. У такий спосіб досягається інтенсифікація процесу зневоднювання важкоочищуваних суспензій. Винахід пояснюється кресленням на Фіг.1. Вихідну суспензію через завантажувальний пристрій 1 подають на похилу нерухомо закріплену фільт 5 84629 рувальну перегородку 2, під якою розташовані камери 3 фільтрати, позначені на схемі позиціями І, II, III і IV. Відвід фільтрату здійснюють через розвантажувальні пристрої 4. Фільтрувальні камери з'єднані через двопозиційні повітророзподільники 5 з вакуум-насосом 6 і джерелом стиснутого повітря 7. У момент подачі вихідної суспензії на фільтрувальну перегородку 2 усі повітророзподільники 5 встановлені в позиції А, при яких камери 3 з'єднані з вакуум - насосом 6 і в них створюється знижений тиск. Суспензія при плині тонким шаром по фільтрувальній перегородці 2 фільтрується під дією різниці тисків, формуючи осад. У деякий момент часу, обумовлений при настроюванні процесу, один або кілька повітророзподільників короткочасно переключаються в позицію В, при якій відповідні камери з'єднуються з джерелом стиснутого повітря 7. На Фіг. 1 показана робота способу в момент початку віддувки в камерах II і IV (для прикладу). Пунктирними стрільцями показані траєкторії польоту осаду при його підкиданні над фільтрувальною перегородкою. Під час надходження стиснутого повітря в камеру фільтрату тиск в останній різко зростає, сила тиску повітря впливає на фільтрувальну перегородку і шар осаду. Тиск, створюваний джерелом стиснутого повітря, і його витрату вибирають такими, щоб сила від тиску стиснутого повітря в камері забезпечувала підкидання шаруючи осаду над фільтрувальною перегородкою. Висота підкидання осаду і кут нахилу фільтрувальної перегородки визначають крок транспортування осаду в напрямку розвантаження. За час надходження стиснутого повітря в камеру фільтрату відбувається руйнування шаруючи осаду, повітряна регенерація фільтрувальної перегородки на відповідною камерою і транспортування осаду в напрямку розвантаження. Причому, співвідношення часів перебування повітророзподільників у позиціях А і В вибирають таким чином, що t A/t B»1. Цикл роботи однієї камери складається з часу вакуум ування і часу віддувки осаду стисненим повітрям. А повний цикл роботи способу складається з послідовних циклів роботи камер. На Фіг.2 показані (для прикладу) можливі цикли роботи пристрою при віддувці осаду по черзі в парних і непарних камерах (а) і при послідовної віддувки осаду в камерах від розвантажувального до завантажувального кінця пристрою (б). 6 Можлива робота пропонованого пристрою в режимі класифікації. Тоді проміжок часу tA вакуумування мусить бути зменшений, частота переключень позицій повітророзподільників збільшується, а фільтрувальна сітка може бути замінена тканою сіткою звичайного плетива. Як джерело стиснутого повітря може служити вентилятор, компресор або централізована система стиснутого повітря. Регулювання роботи пристрою здійснюють шляхом зміни продуктивності по вихідній суспензії, вибору довжини фільтрувальної перегородки (або числом фільтрувальних камер), кута її нахилу, величиною перепаду тисків, тиском і витратою стиснутого повітря, проміжками часу вакуум ування й віддувки, а також їх співвідношенням і схемою циклу роботи. Пропонований спосіб зневоднювання був випробуваний на лабораторному нутч - фільтрі. Фільтруванню піддавалися різні вугільні шлами і, у тому числі, важкоочищувані відходи флотації. Тиск у камері фільтрату (вакуум - камері), створюваний лабораторним вакуум - насосом, складав 0,6МПа. За таких умов зневоднювання важкоочишуваних шламів цілком припинялося через 3...4хв., товщина осаду не перевищувала 7...9мм, а над осадом залишався шар вихідної суспензії. Як джерело стиснутого повітря був застосований побутовий вентилятор, з'єднаний з камерою фільтрату р учним повітророзподільником. Періодична короткочасна подача стиснутого повітря в камеру фільтрату (подача короткочасних періодичних імпульсів тиску в парадоксальному напрямку, тобто в напрямку, протилежному напрямкові фільтрування) сприяла руйнуванню сформованого осаду на окремі шматки, або утворити тріщини в осаді (у залежності від параметрів стиснутого повітря). Таким чином, після кожного імпульсу тиску стиснутого повітря процес фільтрування починається знову з урахуванням того, що на фільтрувальній перегородці вже знаходяться або ушкоджений тріщинами осад, або його щільні фрагменти. Слід зазначити, що запропонований спосіб трохи погіршує якість фільтрату, однак він дозволяє забезпечити інтенсифікацію зневоднювання важкоочищуваних суспензій і забезпечити товщину осаду 25...30мм. 7 Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 84629 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method and device of dehydration of suspensions

Автори англійською

Nadutyi Volodymyr Petrovych, Sansiiev Vasyl Heorhiiovych

Назва патенту російською

Способ обезвоживания суспензий и устройство для его осуществления

Автори російською

Надутый Владимир Петрович, Сансиев Василий Георгиевич

МПК / Мітки

МПК: B01D 21/00, B03B 5/02

Мітки: здійснення, зневоднювання, спосіб, пристрій, суспензій

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/4-84629-sposib-znevodnyuvannya-suspenzijj-i-pristrijj-dlya-jjogo-zdijjsnennya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб зневоднювання суспензій і пристрій для його здійснення</a>

Подібні патенти