Способ сгущения суспензий

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Ю (И) А 3(59 С 02 Р 1/4 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(72) Б.С.Ксенофонтов и В.Д.Гвоздев (71) Калининский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт(56 ) 1. Авторское свидетельство СССР Р 340623, кл. С 02 Р 1/52, 1972.2Бабенков Е.Д. Очистка воды коагулянтами. М., "Наука", 1979, с.264.3. Авторское свидетельство СССР Р 947074, кл. С 02 Г 1/48, 1980рототип),(54)(57) СПОСОБ СГУЩЕНИЯ СУСПЕНЗИИ,включающий ее обработку реагентамипри перемешивании в псевдоожиженномслое и наложении электромагнитногополя, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения степени сгущения, перемешивание осуществляютв присутствии ферромагнитной кольцеобразной насадки диаметром колец1-60 мм и порозностью слоя 0,80 О, 98, причем количество колец диаметром 1-30 мм составляет 40-90 отих общего количества.Изобретение относится к технологическим процессам химической микробиологической, пищевой и других отраслей промышленности, а более конкретно - и разделению и сгущениюсуспенэий. 5Сгущение суспензий осуществляютразличными методами: центрифугированием,отстаиванием в гравитационномполе с применением химических реагентов, обратным осмосом, ультрафильтрацией и другими способами.Известен широко распространенныйметод сгуцения суспензий в гравитационном поле с применением коагулянтов и флокулянтов. Технология применения реагентов заключается в добавлении их н суспензию при перемешивании из расчета 0,01-2 вес,% от содержаших твердой фазы в суспензии П 1,Недостатком применения реагентовпри сгущении суспензий является отрицательное влияние примесей, всегдаприсутствуюцих как в жидкой, так ив твердой фазе. Кроме того, изменения в химическом составе твердой ижидкой Фаз приводят к различному расходу реагентов и изменению режимаперемешинания суспензии с реагентами.Известен способ сгущения суспензии,включающий проведение операций перемешивания различных реагентов, вчастности электролроводящих, с суспензией и процесса флокуляции н псевдоожиженном слое, Согласно этому способу сгущаемую суспензию подают сзаданной скоростью в емкость с расширяюшимся снизу вверх сечением, в котором частицы твердой Фазы образуютлсендоожиженный (киляший слой. Реагент вводят в суслензию перед подачей ее в лсевдоожиженный слой, гдепроисходит интенсивное перемешнаниечастиц твердой Фазы, их коагуляцияи флокуляция ,23.Недостатком этого способа является низкая степень разделения суспенэии,Наиболее близким по техническойсушности к предлагаемому являетсяспособ сгущения суспензии, включаюший 5 Ообработку ее реагентами и перемешивание в псевдоожиженном слое, причем перемешивание проводят при наложении электромагнитного поля. Параметры режима перемешинания в псевдоожиженном слое при наложении электромагнитного поля выбирают на основанииисследонаний. По известному способусгущаемую суслензию подают в камерухлопьеобразования. После дезинтеграции исходного материала и достижения стационарных условий в емкостиисходный материал расслаивается так,что самые крупные частицы занимаютл сосуде нижнее положение, а самыемелкие - верхнее, Переменное электри ческое поле частотой 0,1-1000 Гц накладывают в зоне, где наблюдаетсянаиболее резкое изменение скоростидвижения. В этой зоне числа Рейнольдса устанавливают 500-8000. Электропроводный реагент вводят в зону наиболыней напряженности электрического поля (н центре трубы, междуэлектродами. В частности, для сгущения суспензии микроорганизмов перемешивание электроводного реагентапроводят при напряженности электромагнитного поля 1000-5000 Э и скорости псендоожижения 0,05-0,6 м/с.После гронедения стадий смешения реагентов ,коагулянта, с суспензией икоагуляции суспензию подают н отстойник Г 33,Сушестненным недостатком известного способа являются большие потеритвердой фазы со сливом сгущаемой суспензии,Цель изобретения - повышение степени сгущения суслензии,Поставленная цель достигается тем,что по способу сгущения суспензии,включающему ее обработку реагентамипри леремешивании в псевдоожиженномслое и наложении электромагнитногополя, перемещивание осуществляют вприсутствии Ферромагнитной кольцеобразной насадки диаметром колец 160 мм и лорозностью слоя О, 80-0,98,причем количество колец диаметром1-30 мм составляет 40-90 Ъ от их общего числа,Способ осуществляют следующим образом,Сгушение суслензии проводят путемдобавления в нее реагентов лри перемешинании н псевдоожиженном слое вприсутствии кольцеобразной Ферромагнитной насадки с наложением неоднородного нрашающегося электромагнитного поля 400-5000 Э со степенью неоднородности от 5 Э/дм до 1000 Э/сми частотой вращения 50-1000 Гц, В качестве кольцеобразной ферромагнитной насадки используют кольца диаметром 1-60 мм и порозностью слоя0,80-0,98,причем количество колец диаметром 1-30 мм составляет 40-90 отих общего количества,Как показали проведенные экспериментальные исследонания, для достижения наибольшего эффекта порозностьслоя должна быть в пределах 0,80-0,98с диаметром колец 1-60 мм,Экспериментально установлено, чтостепень егушения и потери твердойФазы существенно зависят от диаметраиспользуемых колец. Наилучшие технологические результаты получаются лрииспользовании ферромагнитных колецдиам"-.тром 1-60 мм, При диаметре колег 1 мм и60 мм результаты сгущения суслензии резко уменьшаются,При порозности меньше О, 80 и больше1114622 Таблица 1 Порозностьпсевдоожиженногослоя Наличие ферро- магнитной насадки с диаметром коле 1-60 мм Содержание твердойфазы, Ъ Количествоколец диаметром 130 мм,Ъ Без насадкипо известномуспособу ) 35,8 64,2 С насад-кой 66,4 68,1 33,6 30 0,7 31,9 30 0,8 0,8 11 3 88,7 40 89,3 90,5 11,7 40 9,5 60 7,2 93,8 65 8,4 91,6 10,6 29,1 89, 4 90 70,9 92 11,6 88,4 90 12,3 87,7 69,9 9030, 2 91 0,98 создается псевдоожиженный слой со слабой турбулизацией потока, причем количество колец диаметром 1- 30 мм должно составлять 40-90 от их общего количества. В противном случае степень сгущения суспензии снижа ется,После перемешивания в слое псевдоожиженной ферромагнитной кольцеообраз чой насадки суспензию направляют на О, 89 О, 89 0,890,89 0,89 О, 89 0,95 0,98 0,99 анализ приведенных в табл. 1 экспериментальных данных, полученных в лабораторных условиях, показывает целесообразность выбранной порозности псевдоожиженного слоя ферромагнитной кольцеобразной насадки и процентного содержания колец диаметром 1- 30 мм в слое 60 П р и м е р 1. Водную суспенэиюфосфоритового концентрата класса0,074 мм с содержанием твердой фазы20 вес.Ъ сгущают путем добавления 65 отстаивание, где происходит ее сгущение и разделение на твердую и жидкую фазы.Влияние насадки, количества и размера колец в ней, порозности слоя на технологические показатели процесса сгущения суспенэии фосфоритового концентрата класса - 0,074-1,0 мм по известному и предлагаемому способам представлены в табл, 1,В осадке В осветленной жид- кости в суспензию гидроокиси при перемешивании в псевдоожиженном слое кольцевой ферромагнитной насадки, помещенной в неоднородное вращающееся электромагнитное поле с напряженностью2700 Э с средней неоднородностьюполя 525 Э/см. Порозность псевдоожи женного слоя ферромагнитной насадкиО, 89. Количество колец насадки диаметром 1-30 мм составляет 65% от общего количества колец в слое. Остальные кольца используют диаметром 3060 мм см. табл. 21.1114622 Диаметр колец, мм 10 16 15 20 20 30 25 20 20 40 10 50 60 25 ВНИИПИ Заказ 6693/14 Тираж 866 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проеткная,4 В табл.2 представлено распределение ферромагнитных колец, используемых для перемешивания суспенэии с реагентом, по диаметрам.Таблица 2 Количество колец заданного размера в слое,Ъ10 После перемешивания суспензии с реагентом в псевдоожиженном слое ферромагнитной насадки, помещенной 30 во вращающееся с частотой 50 Гц электромагнитное поле, в течение 1, 8 мин с расходом гидроокиси железа 210 мм на 1 л суспенэии отбирают пробы суспензии и наливают в градуированные 35 стеклянные цилиндры для исследования процесса отстаивания суспензии,По окончании процесса отстаивания твердая фаза суспенэии распределяется следующим образом: в осадке 94, 7 вес.Ъ в осветленной жидкости 5,3 Ъ. Степень сгущения при этом составляет 4,74,П р и м е р 2. Водную суспензию 45 фосфоритового концентрата класса 0,074 мм с содержанием твердой фазы 20 вес.Ъ подвергают таким же технологическим операциям как и в примере 2, эа исключением того, что пороэность псевдоожиженного слоя равняется 0,80, а количество ферромагнитных колец диаметром 1-30 мм составляет 40 Ъ от общего количества колец в слое. 55В результате получают распределение твердой фазы суспензии: в осадке - 84,3 вес.Ъ. в осветленной жидкости - 15,7 вес.Ъ, При этом степеньсгущения суспензии составляет 4,22.П р и м е р 3. Водную суспенэиюфосфоритового концентрата класса0,074 мм с содержанием твердой фазы20 вес.Ъ подвергают таким же технологическим операциям, как и в примере 2, эа исключением того, что порозность псевдоожиженного слоя равна 0,98, а количество ферромагнитныхколец диаметром 1-30 мм составляет90 Ъ от общего количества в слое.В результате получают распределение твердой фазы суспензии: в осадке87,4 вес.Ъ в осветленной жидкости12,6 вес.Ъ. Степень сгущения суспензии - 4,37,Влияние материала насадки на степень сгуцения суспензии представленов следующем примере,П р и м е р 4. Водную суспензиюфосфоритного концентрата класса0,074 мм с содержанием твердой фазы20 вес.Ъ сгущают путем добавленияи смешивания в псевдоожиженном слоеинертной полимерной насадки гидроокиси железа с суспенэией. В качестве насадки используют кольца иэфторопласта с внешним диаметром30 мм и толщиной 5 мм.На псевдоожиженный слой полимернойнасадки накладывают неоднородное магнитное поле напряженностью 2700 Эсо средней неоднородностью поля525 Э/см. Пороэность псевдоожиженного слоя полимерной насадки - О, 89.Перемешивание суспензии с реагентом проводят в течение 1, 8 мин с расходом гидроокиси железа 210 мм на1 л сгущаемой суспензии. После перемешивания суспензии с реагентом отбирают пробы суспензии и наливают ихв градуированные стеклянные цилиндрыдля исследования процесса отстаивания суспенэии.По окончании процесса отстаивания твердая фаза суспенэии распределяется следующим образом: в осадке78,1 вес.Ъ, в осветленной жидкости21, 9 вес.Ъ. При этом степень сгущения составляет 3,9,Таким образом, использование согласно способу сгущения суспензии приперемешивании в псевдоожиженном слоеферромагнитной насадки с оптимальными размерами колец и пороэностьюслоя позволяет повысить степень сгущения суспензии в 1, 2-1, 3 раза иуменьшить потери твердой фазы в 3-5раз.