Способ разделения тонкодисперсных смесей

(19) И),51) 4 В 01 Р 17/02 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ У СВИДЕТЕЛЬСТ ВТОРС 21) 3824851/2322) 17.12.8446) 07.09.86.71) Дзержинскиио научно-исслетрукторского инашиностроения 15 Бюл. В 33филиал Лени овательского ститута хими ск н ког Колинько(72) Л.Я.Есипович (53) 66,066.3(088 (56) Журба М,Г. И са безреагентного фильтрах с плаваю вспененных гранул реферат канд.дис.1970,с ванне след осве ей з ления воды нгрузкой изтиролаАвтоеркасск,поли ов ния слояс е асдслю йдф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) (57) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ТОНКОДИСПЕРСНЫХ 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 эффективностй разделения, поток смеси разделяют на две части, одну из которых подают тангенциально на коалесцирование со скоростьюЧ = (4 - 40) У, где У - скорость псевдоожиженасадки.50 55 Изобретение относится к способамразделения неоднородных жидких смесей и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.Цель изобретения - повьппениепроизводительности и эффективностиразделения тонкодисперсных смесей.На чертеже схематично изображеноустройство для осуществления предлагаемого способа,Устройство состоит из цилиндроконической камеры 1 для предварительного разделения смеси с патрубком 2для подачи исходной смеси, расположен-,ным в верхней части, и патрубком 3 дляотвода крупных твердых частиц, распогоженным в нижней части камеры 1. Надкамерой 1 предварительного разделениярасположена коалесцирующая камера 4с тангенциальным патрубком 5 дляподачи части исходной смеси непосредственно на коалесцирование. Коалесцирующий слой насадки размещен вкоалесцирующей камере 4 между нижней6 и верхней 7 перфорированнымиперегородками, Верхняя перфорированнаяперегородка 7 разделяет коалесцирую,щую камеру 4 от камеры 8 отвода разделенных продуктов с патрубком 9для отвоца осветленной воды и патрубком 10 для отвода крупных эмульгированных частиц.Устройство для осуществления способа работает следующим образом,Исходную смесь по патрубку 2подают в камеру 1, где происходитпредварительное отделение крупныхтвердых частиц от тонкодисперснбйсмеси под действием гравитационныхсил, Далее частицы отводятся черезпатрубок 3. Предварительно очищеннаятонкодисперсная смесь восходящим потоком проходит через перфорированнуюрешетку 6 и со скоростью псевдоожижения поступает в коалесцирующую камеру 4. Одновременно часть исходнойсмеси подают через. тангенциальныйпатрубок 5 непосредственно в коалесцирующую камеру 4. Крупнодисперсныетвердые частицы из камеры 4 за счетналичия вихревого потока в сочетаниис гравитационнь 1 м осаждением отводятсячерез нижнее сечение камеры 4. Дляэтого при практической реализацииспособа в аппарате на уровне этогосечения устанавливается перегородка 6.с отверстиями, диаметры которых превьппают диаметры твердых частиц, цо 5 1 О 15 20 25 ЗО 35 40 45 меньше диаметров зерен, т.е. не позволяет им удаляться из камеры 4. Далее крупнодиспернье 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 продуктов 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. П р и м е р 1. Змульсию - сточную воду, содержащую отработанноемоторное масло в виде тонкодисперсных эмульгированных включений, подают со скоростью 1,5 мм/с снизу вфильтровально-коалесцирующую камерувысотой 1600 мм и диаметром 240 мм,частично заполненную зернами загрузки из полиуретана (высота загрузки500 мм). Зффективность разделения0,261, время регенерации зерен загрузки 2,32 ч,1255 10 П р и м е р 2. Сточную воду, содержащую отработанное моторное масло, подают в камеру предварительного разделения, откуда она поднимается в коалесцирующую камеру диа метром 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 (Ч Ю). Эффективность разделения 0,469, время регенерации 2,91 ч.П р и м е р 3. В условиях примера 2 тангенциальный поток исходной 15 эмульсии подают со скоростью 122 мм/с (Ч=4 У). Эффективность разделения 0,821, время регенерации 1,45 ч.П р и м е р 4. В условиях примера 2 .тангенциальный поток исходной 20 эмульсии подают со скоростью 896,5 мм/с (4 М Ч 40 И), Эффективность разделения 0,797, время регенерации 2,36 ч.П р и м е р 5. Часть исходной эмульсии подают тангенциальным потоком со скоростью 1220 мм/с (Ч=40 У) непосредственно в коалесцирующую камеру как в примере 2. Эффективность разделения 0,775, время регенерации 302,45 ч.П р и м е р 6. Часть исходной эмульсии подают тангенциальным потоком со скоростью 1250 мм/с (Ч)400) как в примере 2. Эффективность разделения 0,574, время регенерации 2,99 ч.Благодаря отличительным особенностям предлагаемого способа в коалесцирующей камере создается стаби 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 4цейтрами создания крупнодисперсных,эмульгированных частиц, По мере увеличения размеров эмульгированныхчастиц, они срываются с поверхностизерен и освобождают их внешнюю активную поверхность, Достаточно частоесоударение зерен вызывает постоянноеразрушение замасливающего слоя на ихвнешней и частично внутренней поверхности (поверхности пор), что приводит к постоянной саморегенерацииактивной поверхности зерен. Кроме того,при равномерном распределении зеренв камере отсутствуют условия для"проскока" эмульгированных частицчерез камеру без взаимодействия ихс зернами, что повышает эффективность разделения, При значенияхскорости тангенциального потока вподводящем патрубке Ч(4 Ы уменьшаетсяпроизводительность и ухудшается степень равномерности распределениязерен загрузки по всему объему камеры, что снижает степень взаимодействия частиц с зернами, создает возможность проскока эмульгированныхчастиц через псевдоожиженный слойбез контакта с ними, уменьшает активную поверхность зерен, снижает эффективность фильтрации, а такжестепень саморегенерации. При значениях Ч)4)и также нарушается стабилизация псевдоожиженного слоя, причемзерна загрузки движутся хаотически.При этом эмульгированные частицы,взаимодействуя на активной поверхности зерна, не успевают укрупнятьсядо размеров, достаточных для их вьщеления в разделительных аппаратах.Кроме того, мелкодисперсные частицывзаимодействуют одна с другой непосредственно и вне поверхности и порзерен, что измельчает дисперснуюфазу смеси. Поэтому значительноснижается эффективность разделениясмеси. Таким образом, предлагаемый спО- соб позволяет повысить эффективность разделения и повысить производительность способа за счет сокращения времени регенерации коалесцирующей загрузки.