Способ обработки твердой фазы суспензии жидкостью в вихревом потоке

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ СУСПЕНЗИИ ЖИДКОСТЬЮ В ВИХРЕВОМ ПОТОКЕ, включающий подачу промывной жидкости в вихревой поток суспензии и последующее разделение их на твердую и жидкую фазы, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, подачу промывной жидкости осуществляют тангенциально по направлению вращения вихревого потока суспензии.

Изобретение относится к способам обработки твердой фазы суспензии жидкостью (выщелачивание, промывка, экстракция и т.д.) и может найти применение в нефтехимической, химической, металлургической и других отраслях промышленности.
Известен способ промывки твердой фазы суспензии жидкостью, заключающийся в том, что подачу промывной жидкости осуществляют соосно сливному патрубку в вихревой поток отрабатываемой суспензии.
Недостатком способа является малая эффективность процесса.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ обработки твердой фазы суспензии жидкостью в вихревом потоке, включающий подачу промывной жидкости в вихревой поток суспензии и последующее разделение на твердую и жидкую фазы.
Недостатком известного способа является малая эффективность процесса, обусловленная тем, что поток промывной жидкости, соприкасаясь с вращающимся потоком сгущенной суспензии начинает вращаться вместе с ним. Траектория движения вихря сгущенной фракции близко совпадает с траекторией промывной жидкости, что не позволяет эффективно отмыть твердую фазу. Достижимая степень отмывки по известному способу 70%.
Цель изобретения - повышение эффективности процесса.
Поставленная цель достигается тем, что подачу промывной жидкости осуществляют тангенциально по направлению вращения вихревого потока суспензии.
На фиг. 1 показан гидроциклон для осуществления предлагаемого способа; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.
Гидроциклон 1 выполнен с тангенциальным патрубком 2 для подачи промывной жидкости, сливным патрубком 3 и песковым насадком 4 для удаления маточного раствора и промытой сгущенной фракции.
К гидроциклону 1 примыкает другой гидроциклон 5 для сгущения исходной суспензии, т. е. песковый патрубок гидроциклона 5 установлен тангенциально цилиндрической части гидроциклона 1 и служит его входным патрубком.
Исходная суспензия сгущается в гидроциклоне 5 под действием центробежных сил от вращения потока суспензии вокруг оси 6. Сгущенный поток, вращаясь вокруг оси 6, поступает в гидроциклон 1 тангенциально его цилиндрической части. Одновременно в гидроциклон подается промывная жидкость также тангенциально цилиндрической части гидроциклона 1 по патрубку 2 и в том же направлении (например, по часовой стрелке). В цилиндрической части гидроциклона 1 происходит перемешивание сгущенной суспензии с промывной жидкостью. При движении общего потока суспензии и промывной жидкости в гидроциклоне происходит отмывка твердой фазы от маточника и отделение жидкой части от твердых частиц. Промытые твердые частицы удаляются через песковый насадок 4, а жидкая часть через сливной насадок 3.
Особенностью контактирования твердых частиц с промывной жидкостью в данном процессе является то, что сгущенный поток суспензии в процессе смешения с промывной жидкостью совершает вихревое движение (вокруг оси 6 и вокруг оси 7). При этом частицы сгущенной фазы будут более интенсивно контактировать с промывной жидкостью, увеличивая тем самым эффективность процесса отмывки.
П р и м е р 1. По известному способу в гидроциклонную установку, состоящую из собственно гидроциклона 250 мм и расположенной соосно с ним конической камеры 350 мм, подавали суспензию алюминиевого раствора с содержанием серого шлама под давлением 2 кг/см². В коническую камеру подавали воду при 70^оС из расчета 1 м³ на 1 т твердой фазы. Степень отмывки определяли по содержанию алюминиевого раствора в пробах сгущенной суспензии до подачи промывной воды и после. Степень отмывки твердой фазы составила от 76 до 78%, унос твердой фазы 5%.
П р и м е р 2. По предлагаемому способу в гидроциклонной установке, состоящей из гидроциклона 350 мм и гидроциклона 250 мм, соединенных так, что песковый насадок гидроциклона 250 мм примыкает к цилиндрической части гидроциклона 350 мм, проводилась промывка серого шлама от алюминиевого раствора. В гидроциклон 250 мм подавали алюминатный раствор с содержанием серого шлама под давлением 2 кг/см². В гидроциклоне 250 мм происходило сгущение суспензии, которая, совершая вихревое движение вокруг оси гидроциклона 250 мм, поступала в гидроциклон 350 мм тангенциально оси цилиндрической части. Одновременно в гидроциклон 350 мм по касательной в том же направлении, что и движение сгущенной суспензии, подавали горячую воду при 70^оС из расчета 1 м³ воды на 1 т твердой фазы. Степень отмывки составила от 95 до 96%, унос твердой фазы 5%.