Устройство для обезвоживания суспензий

Устройство для обезвоживания суспензий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4806984/12 . (22) 29.03.90 (46) 30.12.93 Бюл. Мя 47-48 (75) Иткин ГЕ; Терентьев В.И„Кармазинов Ф.В; Бородин В.С„Кузнецов С.С. (73) Научно-производственный кооператив "Эколог (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ .СУСПЕНЗИЙ (57) Изобретение относится к оборудованию для обезвоживания суспензий и может найти применение в целлюлозно-бумажной, пищевой и.фармацевтической промышленности, а также при очистке бытовых и промышленных сточных вод. Цель изобретения — повышение производительности устройства Устройство содержит корпус, снабженный патрубком дпя ввода суспензии и патрубком для вывода фильтрата В корпусе установлен плоский фильтрующий элемент (решетка), в отверстиях которого смонтированы пальцы, на концах которых имеются головки. Патрубок предназначен для выгрузки суспензии. Перфорированная решетка разделяет корпус на верхнюю и нижнюю камеры.

Пальцы установлены свободно в отверстиях решетки, а поверхность головок со стороны решетки (19) RU (11) 2005120 С1 (51)5 D21Г1 бб В01029i44. выполнена шероховатой. Величина шероховатости

R составляет от 320 до 0,1. Решетка смонтирована

Z в корпусе с возможностью поворота вокруг оси, ориентированной вдоль ее плоскости, а нижняя камера имеет патрубок для соединения с вакуумсистемой Суспензию, подлежащую сгущению, подают в корпус через патрубок а обезвоживание осуществляется через щепевой фильтр, образуемый поверхностью решетки и шероховатой поверхностью головок пальцев. При забивании щелевого фильтра решетку поворачивают вокруг оси, при этом пальцы перемещаются в отверстиях. образуя новую фильтрующую поверхность. Процесс реге- нерации фильтрующей поверхности осуществляется периодически. Дпя увеличения производительности устройства пальцы могут быть выполнены в виде перфорированных трубок под головками которых свободно установлен по обе стороны от перфорированной решетки набор колец, образующих щепевой фильтр. Благодаря возможности быстрой регенерации фипьтрующей поверхности резко увепичивается производительность устройства. 1 з,п. ф-лы,1 табл,4 ип..

\ф

2005120

Изобретение относится к устройствам для обезвоживания водных суспенэий и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности для обезвоживания или промывки целлюлозы после варки, отбелки, при сгущении осадка бытовых и промышленных сточных вод, для осветления вин, в пищевой и фармацевтической промышленности, Цель изобретения — повышение производительности устройства, 10

На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 — узел на фиг,1; на фиг.3— устройство с перфорацией пальцев; на фиг,4 — узел ll на фиг.3.

Корпус 1 устройства снабжен патрубком 2 для ввода суспензии на сгущение и патрубком 3 для вывода фильтрата, В корпусе установлен фильтрующий элемент 4(перфорированная решетка, ситовая поверхность) с установленными в отверстиях 5 пальцами 6, на концах которых смонтированы головки 7.

Патрубок 8 предназначен для выгрузки сгущенной суспензии. Фильтрующий элемент

4 разделяет корпус 1 на две камеры: верхнюю 9 и нижнюю 10, 25

Устройство содержит корпус 1, патрубок 2 для ввода суспензии на обезвоживание. В корпусе 1 установлен профильный перфорированный фильтрующий элемент 4, снабженный перфорированными полыми 30 пальцами 6 с набором пластин 11. Патрубок

3 служит для вывода фильтрата, На фиг.4 представлен полый палец 6 с набором пластин 11, головками 7 и перфорацией 12 в пальце. Фильтрующий элемент делит кор- 35 пус на две камеры: верхнюю 9 и нижнюю 10, Корпус устройства снабжен шарниром для вращения фильтрующего элемента 4 вокруг горизонтальной оси и патрубком для соединения с вакуумсистемой камеры 10(не 40 показаны), Плоская поверхность головки пальца, обращенная к перекрываемой плоской поверхности сита 4, образует фильтрующий элемент, называемый щелевым; в извест- 45 ных технических решениях величину зазора (щели) между пластинами регулируют клиньями, пружинами и другими приспособлениями.

Фильтрующая способность устройства обусловлена наличием пор, которые образуются при перекрывании поверхности сита (перфорированной решетки) плоскостью го° ловки 7, Поры образуются вследствие заданной величины шероховатости В 55 соприкасающихся по ерхностей, лежащей в пределах от 320 до 0,1, Опытным путем было показано, что только при наличии указанной чистоты обработки поверхностей образуются поры, эффективные для сгущения водных суспензий с частицами разной величины дисперсности. Предварительными опытами было установлено, что при шероховатости Rz более 320 забивка фильтра наступает за 3 — 5 мин даже при давлении в

10-15 раз выше атмосферного. При шероховатости R ниже 0,1 фильтрующая способность не нарушается очень долго, но производительность устройства не велика и требует еще больших давлений, При забивке пор регенерацию осуществляют путем поворота всего фильтрующего элемента 4 вокруг горизонтальной оси на

180 . При этом нижние головки 7 пальцев 6 становятся верхними, а пальцы под действием силы тяжести совершают возвратное движение, прочищая перфорации, в которых они свободно установлены.

Следовательно процесс регенерации сводится к вращению в нужный момент фильтрующего элемента 4 вокруг оси шарнира.

Работа устройства поясняется примерами, Пример 1, В устройство (фиг.1) в камеру 9 через патрубок 2 подают водную суспензию сульфатной целлюлозы концентрацией 1,6 и степенью помола 40 ШР, В камере 10 для сбора фильтрата создают разрежение, равное 250 мл вод столба. Вода отфильтровывается между ситовой поверхностью 4 с Rz = 150 и поверхностью головки

7 с Rz = 150, перекрывающей ситовое отверстие 5. Фильтрат поступает в зазор, образуемый свободно установленным пальцем 6 в ситовом отверстии 5 и поступает в камеру

10 для сбора фильтрата. Сгущенную суспензию, концентрацией 8,37, удаляют через патрубок 8, расположенный в непосредственной близости к сгущаемому слою, Скорость подачи исходной суспензии составляет

15 м /ч, После 45 мин работы скорость подачи исходной суспензии уменьшают до

6,2 м /ч вследствие снижения фильтруюз щей способности устройства и для предотвращения перелива из верхней камеры 9, Для регенерации фильтрующей поверхности 4 прекращают подачу исходной суспензии и в течение 3 мин продолжают процесс сгущения, после чего в камеру 9 подают в течение 5 мин, чистую воду для удаления слоя целлюлозы, отложившегося на фильтрующем элементе 4. После смыва слоя целлюлозы фильтрующий элемент 4 переворачивают в течение 20-30 с вокруг горизонтальной оси Hà 180 . В результате этого нижние головки пальцев переходят в верхнее положение и под действием собственного веса опускаются до "посадки" на ситовую поверхность 4. После этого вновь

2005120

10

55 повторяют цикл фильтрации, подавая исходную суспензию целлюлозы на сгущение со скоростью 15 м /с.

Пример 2. В устройство (фиг.З) через патрубок 2 подают осадок сточных вод, полученный после центрифугирования при очистке бытовых и промышленных стоков на стадии аэрации о.Белый. Влажность осадка составляет 87%. Давление, созданное в верхней камере над суспензией, составляет 40 МПа. Сгущение суспензии происходит вследствие отделения жидкости (фиг,4) через поры, образованные набором пластин

11 с Rz равным 200, свободно установленных на полых перфорированных пальцах 6, которые, в свою очередь, свободно размещены вситовых отверстиях 5. Скорость подачи исходной суспензии 40 м /ч, Через патрубок выгрузки непрерывно отбирается сгущенный осадок сточных вод, влажностью

62%. Через 25 мин работы устройства наблюдается падение скорости подачи до 21 м /ч, После остановки подачи исходной суспензии и отбора значительной части сгущенного осадка поворачивают фильтру.ющий элемент вокруг горизонтальной оси на 180О. Это приводит к тому, что нижняя часть ситовой поверхности с соответствующими ей концами пальцев 7, снабженных набором пластин 11, переходит в верхнее положение камеры 9. Пальцы с набором пластин проваливаются под собственной тяжестью до посадки на ситовую поверхность с Rz равнь|м 200, прочищая тем самым ситовое отверстие. При этом та часть пальцев с пластинами, которые перед этим занимали верхнее положение (камера 9), расположится в нижней камере 10. Регенерация фильтрующей способности s зазорах между пластинами совершается в верхней камере 9 поступающей в нее чистой водой в течение 5 мин. После этого цикл работы повторяется.

Спустя 20 — 25 лин работы устройства цикл регенерации повторяется; пальцы с пластинами, находящиеся в камере 10, вновь займут положение для их регенерации и работы в камере 9, Использование указанного устройства для сгущения осадков сточных вод, фильтрующие элементы которого имеют различную шероховатость, представлены в примере 3.

Пример 3(а,б,в,г), B условиях примера

2 на сгущение осадка сточных вод влажностью 87% при давлении 38 МПа использованы поверхности с шероховатостью Rz равной 0,1; 100; 250; 320. Скгрость подачи

50 осадка на обезвоживание 40 м /ч. Результатыы по обезвоживаанию осадка сто ных вод и время регенерации фильтруюгцей поверхности с различной степенью шероховатости отражены в представленной нике таблице.

Из последней видно, что в одних v тех же условиях время работы фильтра до 50% падения его производительности зависит от величины Rz, Эту зависимость легко и роиллюстрировать на примере фильтрации мелкодисперсной суспензии через фильтр

Шотта. Известно, что фильтр Шотта ¹ 1, имеющий наиболее крупные поры в стеклянной пористой пластине, служащей фильтром, быстро забивается частицами дисперсной фазы. В случае использования фильтра №4; сочень мелкими порами, фильтрация наблюдается в несколько раз дольше. Поэтому в этом случае, чем выше класс шероховатости, тем тоньше образуются поры и тем дольше работает филь р без регенерации. Кроме того. из данных таблицы видно, что время регенерации в случае высокого класса шероховатости меньше, Последнее объясняется тем, что тонкие поры закупориваются преимущественно с поверхности и поэтому при обратной промывке легко раскрываются (очищаются). В более широких порах забивка имеет место по всей их длине, что снижает эффективность их регенерации. Снижение времени обезвоживания исходного осадка при 50% падении производительности сопровождается получением обезвоженного осадка с различной влажностью, Минимальная влажность осадка при Rz, равном 320. Однако при указанной шероховатости время рабогы фильтра значительно снижено, при однсвремен 10М увеличении времени регенерации по сравнению с приглерами 2 и Зв, Пример 4 (по прототипу), В камеру подают осадок сточных вод, влажностью

87% при давлении 38 МПа, Обьемная скорость подачи — 40 м /час.

Падение производительности до 50% от первоначальной было отмечено через

40 мин.

Влажность полученного осадка — 67%.

Благодаря снижению времени регенерации фильтруюшего элемента повышается и роиз водител ь ность устройства.

Кроме того, снижаются затраты на сушку осадка, имеющего влажность 62-66% после обезвоживания суспензии на предл"-. гаемом устройстве, в то время как по существующей технологии влажность составляет 87%, 2005120

Скорость подачи обезвоживаемо матезоиала, м /час

Влажность обезвоживаемого материала, мас,/

Класс шероховатости фильтрующих поверхностей, R

Давление в процессе фильтрации, МПа

Время работы фильтра до

50% падения производителььности, мин.

Время регенерации фильтрующей поверхности, мин, Влажность обезвожен ного осадка, мас,%.

40,0

40,0

40,0

40,0

40,0

38,0

40,0

40,0

40,0

40,0

40,0

40,0

0,1

200

5,0

13,0

28,0

17,0

25,0

40.0

За

Зб

Зв

3Г

87,0

87,0

87,0

87,0

87,0

87,0

12,7

10,3

4,4

9,6

5,0

50.0

70,3

66,4

60,6

59,3

62,0

67,0

Формула изобретения

1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ СУСПЕНЗИЙ, преимущественно волокнистой суспензии целлюлозно-бумажного производства, содержащее снабженный подводящими и отводящими патрубками корпус, разделенный фильтрующим элементом в виде перфорированной решетки на нижнюю и верхнюю камеры, и средство для промывки перфорации решетки, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности устройства, все отверстия .перфорированной решетки снабжены свободно установленными в них пальцами, длина каждого из которых превышает толщину решетки, на концах пальцев смонти-) рованы расположенные по обе стороны от перфорированной решетки головки, поверхность которых со стороны решетки выполнена плоской для перекрытия соответствующего отверстия перфорации и имеет шероховатость Pz от 320 до О, t, при этом решетка смонтирована с возможностью поворота вокруг оси, ориентированной вдоль ее плоскости, а нижняя камера имеет патрубок для соединения с вакуум-системой, 2, Устройство по п.1, отличающееся тем, что пальцы выполнены в виде перфорированных трубок, под головками которых. свободно установлен по обе стороны от перфорированной решетки набор колец, образующих щелевой фильтр.

2005120

2005120

2005120

Составитель Ю. Кляпин

Техред М. Моргентал

Корректор M.Êóëü

Редактор Т, Павловская

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3422

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул, Гагарина, f01