Способ разделения тонкодисперсных смесей

Способ разделения тонкодисперсных смесей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1255161

А1 (50 4 В 01 D 17/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3824851/23-15 (22) 17.12.84 (46) 07.09.86. Бюл. Р 33 (71) Дзержинский филиал Ленинградского научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения (72) Л.Я.Есипович и В.М.Колинько (53) 66.066.3(088.8) (56) Журба М.Г. Исследование процесса безреагентного осветления воды на фильтрах с плавающей загрузкой из вспененных гранул полистирола ° Автореферат канд.дис. Новочеркасск, 1970. (54)(57) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ТОНКОДИСIIEPCHblX СМЕСЕЙ, включающий подачу потока смеси на выделение твердых частиц под действием гравитационных сил, коалесцирование в псевдоожиженном слое насадки и отвод разделенных компонентов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьппения про- изводительности и эффективностМ разделения, поток смеси разделяют на две части, одну из которых подают тангенциально на коалесцирование со скоростью

V = (4 — 40) M где Ы вЂ” скорость псевдоожижения слоя

Ю насадки. е

1255161

Изобретение относится к способам разделения неоднородных жидких смесей и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышение производительности и эффективности разделения тонкодисперсных смесей.

На чертеже схематично изображено устройство для осуществления предлагаемого способа.

Устройство состоит из цилиндроJ конической камеры 1 для предварительного разделения смеси с патрубком 2 для подачи исходной смеси, расположен- ,ным в верхней части, и патрубком 3 для отвода крупных твердых частиц, распогоженным в нижней части камеры 1. Над камерой I предварительного разделения расположена коалесцирующая камера 4 с тангенциальным патрубком 5 для подачи части исходной смеси непосредственно на коалесцирование. Коалесцирующий слой насадки размещен в коалесцирующей камере 4 между нижней

6 и верхней 7 перфорированными перегородками. Верхняя перфорированная перегородка 7 разделяет коалесцирую,щую камеру 4 от камеры 8 отвода разделенных продуктов с патрубком 9 для отвоца осветленной воды и патрубком 10 для отвода крупных эмульгированных частиц.

Устройство для осуществления способа работает следующим образом.

Исходную смесь по патрубку 2 подают в камеру 1, где происходит предварительное отделение крупных твердых частиц от тонкодисперснбй смеси под действием гравитационных сил. Далее частицы отводятся через патрубок 3. Предварительно очищенная тонкодисперсная смесь восходящим потоком проходит через перфорированную решетку 6 и со скоростью псевдоожижения поступает в коалесцирующую камеру 4. Одновременно часть исходной смеси подают через. тангенциальный патрубок 5 непосредственно в коалесцирующую камеру 4. Крупнодисперсные твердые частицы из камеры 4 за счет наличия вихревого потока в сочетании с гравитационным осаждением отводятся через нижнее сечение камеры 4. Для этого при практической реализации способа в аппарате на уровне этого сечения устанавливается перегородка 6 с отверстиями, диаметры которых превышают диаметры твердых частиц, но

t5

ЗО

40 5 меньше диаметров зерен, т.е. не позволяет им удаляться из камеры 4. Далее крупнодисперные твердые частицы поступают в камеру 1 предварительного разделения, объединяются с выполненными там крупными твердыми частицами и через патрубок 3 отводятся из аппарата.

В коалесцирующей камере 4 благодаря наличию тангенциального потока исходной смеси, создается стабилизирующий псевдоожиженный поток с равномерным распределением зерен по объему камеры 4. Вследствие взаимодействия с зернами загрузки и коалесценции тонкодисперсные эмульгированные частицы укрупняются и смесь проходит через перфорированную перегородку 7, установленную на уровне верхнего сечения коалесцирующей камеры 4, и поступает в камеру 8. Диаметр отверстий перфорации в перегородке 7 достаточен для удаления укрупненных эмульгированных частиц и дисперсной среды, но меньше диаметра зерен загрузки.

В камере отвода разделенных про дуктов происходит расслоение на осветленную часть смеси и часть смеси, содержащую крупнодисперсные эмульгированные частицы. Осветленная часть смеси удаляется через патрубок 9, а крупнодисперсные эмульгированные частицы всплывают вверх и удаляются через патрубок 10 для последующего разделения. Таким образом, в коалесцирующей камере 4 создаются условия, позволяющие эффективно проводить процессы фильтрации и коалесценции эмульгированных частиц на зернах загрузки и одновременно осуществлять саморегенерацию внешней и внутренней активной поверхности зерен, что повышает производительность процесса очистки и степень его надежности.

Пример 1. Змульсию — сточную воду, содержащую отработанное моторное масло в виде тонкодисперсных эмульгированных включений, подают со скоростью 1,5 мм/с снизу в фильтровально-коалесцирующую камеру высотой 1600 мм и диаметром 240 мм, частично заполненную зернами загрузки из полиуретана (высота загрузки

500 мм). Зффективность разделения

0,261, время регенерации зерен загрузки 2,32 ч.

1255

Пример 2. Сточную воду, содержащую отработанное моторное масло, подают в камеру предварительного разделения, откуда она поднимается в коалесцирующую камеру диаметром 240 мм и высотой 1600 мм со скоростью псевдоожижения 30,5 мм/с.

Загрузка — зерна пенополиуретана.

Одновременно часть сточной воды подают тангенциально со скоростью

91,3 мм/с (V < 4W) . Эффективность разделения 0,469, время регенерации

2,91 ч.

Пример 3. В условиях примера 2 тангенциальный поток исходной.15 эмульсии подают со скоростью 122мм/с (Ч=4И). Эффективность разделения

0,821, время регенерации 1,45 ч.

Пример 4. В условиях примера 2 .тангенциальный поток исходной 20 эмульсии подают со скоростью

896,5 мм/с (4W c V (40W) . Эффективность разделения 0,797, время регенерации 2,36 ч.

Пример 5. Часть исходной эмульсии подают тангенциальным потоком со скоростью 1220 мм/с (V=40W) непосредственно в коалесцирующую камеру как в примере 2. Эффективность разделения 0,775, время регенерации 30

2,45 ч.

Пример 6. Часть исходной эмульсии подают тангенциальным потоком со скоростью 1250 мм/с (V)40W) как в примере 2. Эффективность разделения 0,574, время регенерации

2,99 ч.

Благодаря отличительным особенностям предлагаемого способа в коалесцирующей камере создается стаби- 40 лизированный псевдоожиженный слой, в котором плотность распределения зерен загрузки по всему объему коалесцирующей камеры одинакова, поэтому эмульгированные частицы эффективно взаимодействуют друг с другом и с зернами загрузки. Процесс коалесценции интенсифицируется за счет того, что частицы находятся на поверхности зерен достаточное время для того, чтобы твердые частицы, обволакиваемые тонкодисперсными эмульгированными частицами, являлись

161 4 цейтрами создания крупнодисперсных ,эмульгированных частиц. По мере увеличения размеров эмульгированных частиц, они срываются с поверхности зерен и освобождают их внешнюю активную поверхность. Достаточно частое соударение зерен вызывает постоянное разрушение замасливающего слоя на их внешней и частично внутренней поверхности (поверхности пор), что приводит к постоянной саморегенерации активной поверхности зерен. Кроме того, при равномерном распределении зерен в камере отсутствуют условия для

"проскока" эмульгированных частиц через камеру без взаимодействия их с зернами, что повышает эффективность разделения. При значениях скорости тангенциального потока в подводящем патрубке V(4W уменьшается производительность и ухудшается степень равномерности распределения зерен загрузки по всему объему камеры, что снижает степень взаимодействия частиц с зернами, создает возможность проскока эмульгированных частиц через псевдоожиженный слой без контакта с ними, уменьшает активную поверхность зерен, снижает эффективность фильтрации, а также степень саморегенерации. При значениях V)4gW также нарушается стабилизация псевдоожиженного слоя, причем зерна загрузки движутся хаотически.

При этом эмульгированные частицы, взаимодействуя на активной поверхности зерна, не успевают укрупняться до размеров, достаточных для их выделения в разделительных аппаратах.

Кроме того, мелкодисперсные частицы взаимодействуют одна с другой непосредственно и вне поверхности и пор зерен, что измельчает дисперсную фазу смеси. Поэтому значительно снижается эффективность разделения смеси.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить эффективность разделения и повысить производительность способа за счет сокращения времени регенерации коалесцирующей загрузки.