Устройство для обезвоживания осадка

Устройство для обезвоживания осадка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в горно-рудной, угольной , химической, пищевой и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: барабан - электрод 1, на котором осадок подвергается обезвоживанию за счет просасываемого через него под действием создаваемого в фильтровальных ячейках 2 воздуха за счет электроосмоса под действием постоянного электрического поля , возникающего между лентой-электродом (анодом) 9 и барабаном - электродом (катодом) 1, а также за счет механического сжатия осадка, величина которого может регулироваться путем изменения натяжения ленты - электрода 9 перемещением натяжного ролика 17. Выделяющаяся жидкость через дренажное сито 4, коллекторы 5 и распределительную головку 6 выводится из барабана. Фильтровальное полотно 10, огибая разгрузочный 14 и направляющий 15 ролики, возвращается на сопрягаемый фильтр 21 со сходящим полотном, а обезвоженный осадок удаляется с помощью ножа 20. 1 ил. гружен в резервуар, заполненный суспензией . Внутренняя часть барабана соединена с источником вакуума. По мере вращения барабана жидкая фаза суспензии под действием вакуума проходит через фильтровальную перегородку, закрепленную на поверхности барабана, а твердая фаза осаждается на фильтровальной перегородке , образуя осадок, который в дальнейшем обезвоживается в зоне просушки. Фильтр оснащен бесконечной лентой из металлиСО с vj О ю о ю 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

|Ы 0

О (21) 4885609/26 (22) 03.10.90 (46) 23.09.92. Бюл. N - 35 (71) Комплексный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт обогащения твердых горючих ископаемых

"ИОТТ" (72) В.Л, Радушкевич и Г.Ю. Гольберг (56) Патент США

N4003819,,кл. В 01 D 13/02, 1971.

А.К, Тильга, Исследование электроосматического фильтрования суспензии на стадии набора осадка. Энергетические воздействия в процессах переработки минерального сырья. М.: ИПКОН АН СССР, 1987, с, 66-72.

Патент США

¹ 4376022, кл, В 01 D 57/02, 1980.

Заявка Японии

¹ 61 †591, кл. В 01 D 35/06, 1986, Заявка Японии

N 63 †444, кл. В 01 D 35/06, 1988.

Изобретение относится к устройствам для фильтрования и обезвоживания суспензий тонкодисперсных материалов и может быть использовано в горно-рудной, угольной, химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Известен барабанный вакуум-фильтр с дополнительным обезвоживанием осадка путем электроосмоса (Пат. № 4003819 США, МКИ В 01 D 13/02, НКИ 204 — 301) (1), в котором барабан, являющийся катодом, по„„. Ж„„1762994 А1 (я)5 В 01 О 61/46, 61/56, 61/58

/ (54) УСТРОЙСТВО ДЛ Я ОБЕЗВОЖИВАНИЯ

ОСАДКА (57) Использование: в горно-рудной, угольной. химической, пищевой и других отраслях промышленности, Сущность изобретения: барабан — электрод 1, на котором осадок подвергается обезвоживанию за счет просасываемого через него под действием создаваемого в фильтровальных ячейках 2 воздуха за счет электроосмоса под действием постоянного электрического поля, возникающего между лентой-электродом (анодом) 9 и барабаном — электродом (катодом) 1, а также за счет механического сжатия осадка, величина которого может регулироваться путем изменения натяжения ленты — электрода 9 перемещением натяжного ролика 17, Выделяющаяся жидкость через дренажное сито 4, коллекторы 5 и распределительную головку 6 выводится из барабана. Фильтровальное полотно 10, огибая разгрузочный 14 и направляющий 15 ролики, возвращается на сопрягаемый фильтр 21 со сходящим полотном, а обезвоженный осадок удаляется с помощью ножа

20. 1 ил. гружен в резервуар, заполненный суспензией. Внутренняя часть барабана соединена с источником вакуума. По мере вращения барабана жидкая фаза суспензии под действием вакуума проходит через фильтровальную перегородку, закрепленную на поверхности барабана, а твердая фаза осаждается на фильтровальной перегородке, образуя осадок, который в дальнейшем обезвоживается в зоне просушки, Фильтр оснащен бесконечной лентой из металли1762994

55 ческой сетки; перемещающейся по системе роликов и огибающей барабан на протяжении определенного участка зоны просушки.

Лента является анодом, На участке контакта металлической ленты с обезвоживаемым осадком в результате прохождения через последний постоянного электрического тока происходит интенсификация обезвоживания осадка за счет электроосмоса.

Известен также барабанный электроосмотический вакуум-фильтр НЭОФ вЂ” 1 (Тильга А.К,, Гапочка Л,Б. Исследование электроосмотического фильтрования суспензии на стадии набора осадка//"Энергетические воздействия в процессах переработки минерального сырья". — М„

ИП КОН АН СССР, 1987, — С. 66 — 72) (2), Этот фильтр представляет собой барабан, максимально (на 75%) погруженный в ванну с разделяемой суспензией и экипированный бесконечным фильтровальным полотном; внутренняя часть барабана соединена с источником вакуума. Барабан в данной конструкции также является катодом; внутри ванны, концентрично по отношению к барабану, на некотором расстоянии от него расположен анод, Действие постоянного электрического поля в зоне фильтрования позволяет увеличить скорость набора осадка, Известны также ленточные электроосмотические фильтры, Один из них (Пат. N

4376022 США, МКИ В 01 D 57/02, НКИ

204 — 180 R) (3) представляет собой две бесконечные фильтрующие ленты, движущиеся между двумя электродами, расположенными наклонно (или вертикал ьно), В и ространство между лентами подается обезвоживаемый шлам. По мере движения шлама происходит ег0 фильтрование под действием гидростатического давления столба шлама, а также его электроосмотическое обезвоживание.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является установка для обезвоживания шлама (Заявка 63 — 44407 Япония

МКИ В 01 D 35/06, 13/02) (4), которая состоит из вращающегося сплошного барабана-электрода, бесконечной сетчатой ленты— электрода, двух бесконечных фильтрующих полотен, устройства для натяжения и промывки фильтрующих полотен и ленты-электрода, системы направляющих роликов и привода, Исходная суспензия, как правило, с добавкой большого количества флокулянта, подается на нижнюю фильтрующую ленту, где в результате дренажа удаляется свободная гравитационная влага. Затем полученный влажный осадок подвергается сжатию в клиновой зоне, и далее лента-ка5

35 тод совместно с фильтрующими лентами и находящимся между последними осадком огибают преимущественно нижнюю часть барабана-анода, в результате чего осадок подвергается обезвоживанию под действием механического сжатия и постоянного электрического тока, Фильтрат проходит через фильтрующую ленту, ленту-катод, и поступает в лоток для сбора фильтрата.

Обезвоженный осадок удаляется с фильтрующих лент при помощи ножей, после чего обе ленты подвергаются двусторонней промывке при прохождении через промывные устройства.

Недостатком данной конструкции является невозможность обезвоживания несфлокулированных суспензий, Это обусловлено тем, что в зоне дренирования влага из осадка удаляется только под действием гравитационных сил, что не обеспечивает формирование осадка к концу зоны дренирования, Применение же флокулянтов снижает эффективность электроосмотического обезвоживания из-за уменьшения электрокинетического потенциала частиц твердой фазы. Недостатком этой установки является также низкая эффективность обезвоживания малосжимаемых осадков, из которых влага под действием отжима практически не удаляется, и поэтому обезвоживание происходит только за счет относительно медленно протекающего процесса электроосмоса, что является недостаточным для значительного снижения влажности.

Целью изобретения является снижение влажности осадка, Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом изобретении барабанэлектрод выполнен в виде перфорированной обечайки, разделенной по окружности на фильтровальные ячейки, и снабжен распределительной головкой, сообщающейся с внутренними полостями фильтровальных ячеек системой коллекторов отвода фильтрата, присоединенных к передней по направлению вращения части фильтровальных ячеек и расположенных по касательной к окружности распределительной головки по направлению вращения барабана-электрода, при этом устройство сопряжено с фильтром со сходящим полотном и снабжено сетчатой лентой — электродом, огибающей совместно с фильтровальным полотном и находящимся между ними обезвоживаемым осадком, верхнюю часть поверхности барабана-электрода, вал которого кинематически связан с приводом сопрягаемого фильтра со сходящим полотном, а фильтровальное полотно

1762994

10

25

55 устройства соединено с фильтровальной перегородкой последнего.

Благодаря наличию новых признаков предлагаемое устройство имеет существенные отличия в следующем. В предлагаемом устройстве барабан-электрод выполнен в виде фильтрующих ячеек, сообщающихся через распределительную головку с источником вакуума, и соединен с отрицательным полюсом источника тока, что обеспечивает интенсификацию обезвоживания осадка благодаря совместному действию механического отжима, электроосмоса и вытеснения поровой жидкости воздухом.

При этом направления движения фильтрата под действием электроосмоса и вакуума совпадают. Огибание фильтровальным полотном и сетчатой лентой-электродом (анодом) с находящимся между ними осадком верхней части барабана-электрода (катода) обеспечивает преимущественное совпадение направления движения поровой жидкости с направлением действия силы тяжести, что способствует ускоренному отводу фильтра в фильтрующие ячейки. Соединение коллекторов отвода фильтрата с передней по направлению вращения частью фильтровальных ячеек и расположение по касательной (по направлению вращения) к окружности распределительной головки улучшает удаление фильтрата из фильтровальных ячеек в конце рабочей зоны, что позволяет увеличить ее угол до 270 — 320, и, следовательно максимально повысить эффективность полезного использования поверхности барабана-электрода.

Следует отметить, что благодаря механическому сжатию в предлагаемом устройстве поступающего с сопрягаемого фильтра со сходящим полотном частично обезвоженного осадка происходит перераспределение в нем повровой жидкости, а в случае склонности осадка к растрескиванию — и

"заглаживание" трещин, что дополнительно повышает эффективность обезвоживания осадка под действием вакуума.

На чертеже показан общий вид предлагаемого устройства для обезвоживания осадка.

Устройство состоит из барабана-электрода 1, состоящего из расположенных по окружности фильтровал ьныx ячеек 2, разделенных перегородками 3 и покрытых сверху дренаж н ы м ситом 4. В н утре н ня я полость фильтровальной ячейки 2 коллектором 5 отвода фильтрата соединена с распределительной головкой 6, которая сообщается с источником вакуума. Барабан-электрод 1 установлен в подшипниках 7, кинематически связан с приводом 8 сопрягаемого фильтра 21 со сходящим полотном и соединен с отрицательным полюсом источника постоянного тока, т.е. является катодом. Бесконечная сетчатая лента-электрод 9 совместно с фильтровальным полотном 10, соединенным с фильтровальной перегородкой сопрягаемого фильтра 21, и осадком 11 последовательно огибает входной ролик 12, барабан-электрод 1 и выходной ролик 13. Затем фильтровальное полотно 10 огибает разгрузочный ролик 14 и возвратный ролик

15, а сетчатая лента-электрод 9 — систему промежуточных роликов 16 и натяжной ролик 17. Сетчатая лента-электрод 9 соединена с положительным полюсом источника постоянного тока, т.е. является анодом. Сетчатая лента-электрод 9 пропущена сквозь промывочное устройство 18, а для съема осадка установлены ножи 19 и 20.

Предлагаемое устройство работает следующим образом, Ветвь фильтровального полотна, например, ленточного вакуумфильтра 21 со сходящим полотном, с находящимся на ней частично обезвоженным осадком 11, перемещаясь, огибает совместно с сетчатой лентой-электродом 9 входной ролик 12, на котором осадок подвергается действию сжимающих и сдвиговых сил. Далее, ленты 9 и 10 с находя щимся между ними осадком 11 огибают барабан-электрод 1, на котором осадок подвергается обезвоживанию воздухом, просасываемым через него под действием создаваемого в фильтровальных ячейках 2 вакуума, и за счет электроосмоса под действием постоянного электрического поля, возникающего между лентой-электродом (анодом) 9 и барабаномэлектродом (катодом) 1, а также за счет механического сжатия осадка, величина которого может регулироваться путем изменения натяжения ленты — электрода 9 перемещением натяжного ролика 17, При этом выделяющаяся из осадка 11 жидкость отсасывается через дренажное сито 4 в фильтровальные ячейки 2 и далее через коллекторы

5 и распределительную головку 6 выводится из барабана-электрода 1. После прохождения выходного ролика 13 лента-электрод 9 отходит от фильтровального полотна 10 и, перемещаясь по промежуточным роликам

16 и натяжному ролику 17, подвергается промывке в устройстве 18 и возвращается на входной ролик 12, а фильтровальное полотно 10 огибает разгрузочный ролик 14 и через направляющий ролик 15 возвращается на сопрягаемый фильтр 21 со сходящим полотном. Обезвоженный осадок отделяется от ленты-электрода 9 ножом 19 и полностью разгружается с фильтровального полотна 10 с помощью ножа 20.

1762994

По сравнению с прототипом предлагаемое техническое решение позволяет получить снижение влажности получаемого с вакуум-фильтров со сходящим полотном осадка, что особенно важно для материаСоставитель В,Радушкевич

Техред М.Моргентал Корректор С.Юско

Редактор

Заказ 3406 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Пример. На лабораторной установке с вакуум-фильтровальной воронкой моделировался процесс обезвоживания при совместном действии вакуума и электроосмоса предварительно отфильтрованного осадка угольного флотоконцентрата зольностью

15% с содержанием частиц размером менее

0,071 мм 69,5%. В качестве фильтровальной перегородки использовались фильтроткань арт, 56007, в качестве катода — дренажная решетка из нержавеющей стали, в качестве анода — латунь, При вакууме 75 кПа, напряжении постоянного тока — 200 В, толщине обезвоживаемого осадка 26 мм и времени обезвоживания 180 с влажность обезвоженного осадка составляла 24,2% против влажности 29,8% достигаемой при действии только электроосмоса, т.е. снижалась на 5,6% абс., и против влажности 30,2%, получаемой на вакуум-фильтре, т,е. снижение на 6,0% абс.

Поскольку в проведенных опытах не моделировалось воздействие на процесс обезвоживания механического сжатия осадка, то при обезвоживании осадка на предлагаемой установке следует ожидать дополнительного (к полученному в данных опатыха) снижения влажности осадка. лов, подвергающихся последующей термической сушке.

Формула изобретения

Устройство для обезвоживания осадка, 5 включающее вращающийся барабан-электрод, бесконечное фильтрующее полотно, устройство для натяжения и промывки фильтрующего полотна и ленты электрода, систему направляющих роликов и привод, 10 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения влажности осадка, барабанэлектрод выполнен в виде перфорированной обечайки, разделенной по окружности на фильтровальные ячейки, и снабжен рас15 пределительной головкой, сообщающейся с внутренними полостями фильтровальных ячеек системой коллекторов отвода фильтрата, присоединенных к передней по направлению вращения части фильтро20 вальных ячеек и расположенных по касательной к окружности распределительной головки по направлению вращения барабана-электрода, при этом устройство снабжено сопрягаемым фильтром со сходящим

25 полотном, привод которого кинематически связан с валом барабана-электрода, лентаэлектрод установлена с возможностью огибания совместно с фильтровальным полотном верхней части поверхности бара30 бана-электрода, а его фильтровальное полотно соединено с фильтровальной перегородкой сопрягаемого фильтра со сходящим полотном.