Тонкослойный отстойник

Тонкослойный отстойник

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ТОНКО.СЛОЙНЫЙ ОТСТОЙНИК, содержащий корпус, тонкослойный модуль , состоящий из основных и дополнительных полок, устройство для сбора и отвода осадка, устройство для вЬода суспензии в верхнюю часть тонкослойного модуля, устройство для сбора и отвода осветленной жидкости, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности разделения за счет повьппения степени ламинаризации потоков в модуле, дополнительные полки расположены под углом o6tf к горизонту, отличным от угла наклона основных полок Хосн jotrf причем oi определяется из соотношения sin(oty-o ocH.)- g-g. Sin eL осн. где 2 расстояние по горизонтали между нижними основными и дополнительными полками на уровне нижних торцов дополнительных полок , расстояние по горизонтали между верхними основными и дополнительными полками на уровне верхних торцов полок; е -. толщина тонкослойных каналов 5 длина дополнительных полок (П 2. Отстойник по п. 1, о т л и чающийся тем, что &1,оиЛ определяются из соотношений е,

СОО3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4(51) В 01 Э 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

P/0 1-у м.(ы -ы„„) е-e„-å, L з nkocH где

Ю, = (0,5-0,75) 8

К „-(0,2-0,4) Е (0,7-0,85)-L) — длина основйых полок.

Ю где (21) 3545668/23-26 (22) 31.01.83, (46) 15. 07.85. Бюп. Ф 26 (72) В.М. Колинько и Л.Я. Есипович (53) 66.066.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 704904, кл. В 01 D 21/00, 1977 ° (54) (57) 1. ТОНКОСЛОЙНЬЙ ОТСТОЙНИК, содержащий корпус, тонкослойный модуль, состоящий из основных и дополнительных полок, устройство для сбора и отвода осадка, устройство для ввода суспензии в верхнюю часть тонкослойного модуля, устройство для сбора и отвода осветленной жидкости, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности раз. деления за счет повышения степени ламинаризации потоков в модуле, дополнительные полки расположены под

УГЛОМ Oeg К ГОРИЗОНТУ, ОТЛИЧНЫМ От угла наклона основных попок Жоеы y ot, о „причем ос,- определяется из соотношения

„„SU„„1166805 — расстояние по горизонтали ! между нижними основными и дополнительными полками на уровне нижних торцов дополнительных полок, о„ - расстояние по горизонтали между верхними основными и дополнительными полками на уровне верхних торцов полок; — толщина тонкослойных канаЛов3

1. — длина дополнительных полок

2. Отстойник по п. 1, о т л ичающийся тем, что1,,6о„,, С определяются из соотношений

1166805 2 ризонта, удовлетворяющим соотношению Mg > причем . определяется по формуле

, = (0,5-0,75) Е ок= (0 2 0 4)

Lg = (0,7-0,85) Ь (2) Изобретение относится к тонкослойным отстойникам для разделения суспензии и может найти применение в химических и смежных областях про" мышпенности для отделения твердых 5 частиц мехпримесей от исходной суспензии.

Цель изобретения — повышение эффективности разделения суспензии за счет повышения степени ламинари- 10 зации и стабилизации восходящих и нисходящих потоков суспензии в тонкослойном модуле.

На фиг. 1 представлен предлагаемый отстойник, вертикальный разрез, на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1, на фиг. 3 " разрез Б-Б на фиг. i на фиг. 4 — схема тонкослойного канала.

Отстойник состоит из корпуса 1, устройства для отвода осветленной жидкости, выполненного в виде одного коллектора 2 с отверстиями в нижней части, проходящего через боковую стенку корпуса 1 s его верхней части, устройства для отвода сгущенного осадка, выполненного в виде камеры

3 для сбора осадка, расположенной в нижней части корпуса 1 с патрубком

4 для отвода осадка, устройства

30 для подачи исходной суспензии, выполненного в виде общей питающей трубы 5 и двух питающих коллекторов 6, охватывающих в верхней части корпус

1 ниже коллектора 2 отвода осветлен- 35 ной жидкости, питающих патрубков 7 с трубами 8, установленными по всей ширине корпуса отстойника. В нижней части труб 8 выполнены щели 9. В корпусе 1 установлен тонкослойный модуль40 выполненный в виде расположенных параллельно друг другу основных полок

10 и дополнительных полок 11, снабженных в нижней части попарно сходящимися поперечными наклонными желобами 12, имеющими по всей длине козырьки 13, причем свободные концы желобов 12 снабжены патрубками 14 для отвода сгущенного осадка.

Козырьки 13 параллельны не основ- 30 ным полкам 10, а дополнительным полкам 11. Верхние торцы дополнительных

11 и нижних основных полок 10 перекрыты перегородкой 15.

Основные полки 10 наклонены под 55 углом к плоскости горизонта, равным

М „ . Дополнительные полки 11 наклонены под углом М к плоскости roгде — толщина тонкослойного канала — расстояние по горизонтали ! между нижними основными полками 10 и дополнительными полками 11 на уровне нижних торцов дополнительных полок 11, о„ вЂ” расстояние между основными 10 верхними и дополнительными 11 полками на уровне верхнего торца полок, Lg — длина дополнительных полок

11 (фиг. 4) .

Эти величины определяются из соот. ношений где 1 — длина основных полок.

Соотношение (2) для величин,1

L определены согласно экспериментальным исследованиям.

Если величина 0,> 0,75, то возникает угроза забивки канала при восхо. дящем движении суспензии, а также черезмерно повышается скорость потока при восходящем движении (для поддержания необходимой производительности), что снижает эффективность разделения.

Если 8„ с 0,5 Е; то появляется угро. за забивки канала при нисходящем потоке, что снижает эффективность разделения.

Если величина 8 < 0,2 Е, то черезмерно повышается скорость потока при восходящем движении (при поддержании необходимой производительности), что снижает эффективность разделения. Если же 1 „ ) 0,4e, то увеличивается высота слоя отстаивания при восходящем течении, что также приводит к уменьшению эффективности разделения суспензии.

Если L 1г О, 7 g, то уменьшается длина:пути движения суспензии, что

Продолжение таблицы

2 3

1,0 34,9

1,0 40,3

1,0 51,3

1,0 60,5

4,0

35,4

1,8

1,0

41,7

5,0

10,0 5?,6

1,0

Не достигается требуемое качество очистки суспензии ЦВХС,-89 кг/л.

В предлагаемом диапазоне изменения параметров аппарата и потока сус. пензии, при сопоставлении со случаями, когда дополнительные полки установлены под углом, равным углу наклона основных полок, наблюдается превалирующее влияние третьего фактора.

При выходе же за пределы этого диапазона, особенно при уменьшении

0, и 8 „, число Рейнольдса Йе может стать больше критического Re p для данного потока, и он перестанет быть ламинарным. Значение величины L следует выбирать таким образом, что бы и нисходящий, и восходящий потоки были ламинарными и чтобы приграничные эффекты не давали существенного вклада в турбулиэацию потока.

Даже при учете толщины слоя осадка соотношение 9< > к,„позволяет либо сделать каналы сужающимися, либо уменьшить степень расширения канала при противоточной схеме.

Соотношение (kg > a оси является оптимальным при условйи выполнения соотношений, определяющих диапазон изменения О,,cog,Lf,e, ибо иначе факторы, которые отрицают соотношением 7д „, могут стать решающими и определить соотношением -с

ООН 7 что отрицательно влияет на достижение поставленной цели.

Приведем пример определения М при следующих значениях параметров:

1 м; Ь =0,7; 8 = 0,2 м; I7,=0,5, х,= 0,1 м; Р „-0,2 Р= 0,04 м, Нсх > г/л

V, м/с ОСН. 7 град

0,8

0,4

1,0

1,0

31,5

30,3 з 1166805 снижает эффект от установки дополни- тельных полок. Если же - 0,85 3, то появляется угроза забивки канала при нисходящем течении. 1,0

Угол оС „наклона ос новных полок зависит от физических характеристик суспензии и особенно ее твердой фазы.

В таблице приведены значения к как функции скорости потока суспен- 10 х зии в канале и концентрации в ней твердой фазы для суспензии поливинилхлорида с диаметром твердых частиц 30-100 мкм при толщине канала 1,0

Я 0,2 м. 15

При этом необходимыми требованиями к О ОО„являются как обеспечение надежной выгрузки осадка и в прямоточном, и в противоточном режиме, так и значение концентрации твердой фазы в сливе С с СО„ Од,-75 кг/л.

Значение о угла наклона дополнительных полок определяется по эмпирической формуле (1) . При eL . pc не обеспечивается надежная выгрузка 25 осадка из противоточной зоны. Кроме того, если не учитывать толщины слоя осадка, движение потоков разделяемой суспензии происходит в расширяющихся каналах, что отрицательно сказывает- З0 ся на стабилизации и ламинаризации потоков, что приводит к недостаточной эффективности разделения в тонкослойном отстойнике.

Улучшение эффективности раэделеиияд5 в сужающихся каналах можно объяснить следующим образом. Имеются три фак- тора. Во-первых, при сужении канала при неизменной производительности по исходной суспензии увеличивается число Рейнольдса ge . Во-вторых, уве-. личивается влияние пограничных слоев суспензии иосадка.В-третьих,происходит уплотнение линий тока суспензии.

Первые два фактора отрицательно сказываются на ламинаризации потока и увеличивают число очагов турбули-. зации. Третий же фактор, наоборот, значительно уменьшает число очагов турбулизации испособствует темсамым ламинаризации и стабилизации потоков.

1166805

М = 39,6 (что соответствует средней скорости потока в канале

2,0 мм/с и С „ „ 1 г/л). Подстав ляя значения указанных параметров в формулу (1), получаем

Siп (-39 6 ) sin 39,6

0 2-0,1-0,04

0,7

10 откуда получаем простейшее уравнение для определения ag

0,06

sin (

Му= 42,7 .

Тонкослойный отстойник, работает следующим образом.

Исходная суспензия подается непрерывно по питающей трубе 5, двум питающим коллекторам 6 и через питающие патрубки 7 заходит в трубы 8. Далее через щели 9 исходная суспензия поступает нисходящим потоком в пространства между нижними основными и дополнительными

:соответственно 10 и 11 полками, где происходит ее разделение на фрак ции — сгущенный осадок и осветленЭо

Н7> жидкость.

Поскольку нисходящее цвижение суспензии происходит в сужающемся канале, повышается степень ламинаризации и стабилизации потока, и поэто. му эффективность разделения суспензии повышается. Твердые частицы, включая грубую и часть мелкой фракции, оседающие при нисходящем потоке, выделяются на поверхность нижних полок 10, образуя утолщающийся к низу слой осадка. Поскольку угол накло; на основных полок 10 равен минимально допустимому при нисходящем течении, задержки осадка на полках 10 не происходит, и он эффективно удаляется в камеру 3 для сбора осадка.

Другая часть потока суспензии, содержащая оставшуюся мелкую фракцию твердой фазы, огибая нижнюю часть желобов 12, поступает восходящим потоком в тонкостенные каналы, образуемые верхними основными 10 и дополнительными 11 полками.

Поскольку суспензия движется вновь в сужающемся канале, образуемом той же дополнительной полкой

11 и верхней основной полкой 10, по мере своего перемещения снизу. вверх поток ламинариэуется и стабилизируется, что дополнительно повышает эффективность разделения суспензии °

Твердые частицы при этом более интен. сивно удаляются иэ потока. Поскольку угол наклона дополнительных полок

11 больше или равен минимально допустимому при восходящем потоке углу, задержка осадка на полках 11 не происходит, и он эффективно забирается козырьками 13, поступая в наклонные желоба 12 и через патрубки 14 без взаимодействия и перемешивания с нисходящим и восходящим потоками удаляется в камеру 3, и далее, объединяясь с осадком, выпавшим из нисходящего потока суспензии через патрубок 4, удаляется из аппарата.

Осветленная жидкость из верхней части тонкослойного модуля отводится через коллектор 2 из аппарата. !

Усхааная суспензия ос адан исиодная гуслеоию

1166805

Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4355/7

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Т.Леднева

Редактор М.Парфенова Техред 3.Палий Корректор Л. Бескид