Способ выгрузки осадка из сгустителя

(51) 5 БРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ С ТЕЛЬС ипович и Л.Я,Жиые процессы и ап ологии, МХимия 00, 1976 КАИЗ С ыгрузку осадка ный трубопрос низкочастотГОСУДЛРСТОЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРГТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ(54) СПОСОБ ВЫГРУЗКИ ОСТИТЕЛЯ(57) Сущность изобретения;производят через выгрузовод и линию выгрузки осадк Изобретение относится к способам выгрузки осадка иэ сгустителей и может быть использовано в химической, горнообогатительной, целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленности.Известен способ выгрузки осадка из сгустителей через выгрузочный трубопровод, включающий подачу исходной суспензии, отвод осветленной жидкости через трубопровод и сгущенного осадка из бункера через выгрузочный трубопровод. Пои этом осадок(шлам) - текучая сгущенная суспензия (с концентрацией твердой фазы не более 35 - 55) - удаляется из полости сгустителя при помощи диафрагмового насоса.Недостатками известного способа являются низкая надежность выгрузки осадка из бункера отстойника иэ-за возможности образования свода осадка над выгрузочным трубопроводом, одновременного попаданым пульсатором. Осадок периодически направляют на линию рециркуляции осадка с низкочастотным пульсатором, соединенную с выгрузочным трубопроводом и имеющую направление, противоположное лйнии выгрузки осадка. Соотношение расходов осадка, выгружаемого по линии рециркуляции и основной линии. составляет Орец/Оосн=1/18 - 1/10. Использование предлагаемого способа поможет в значительной мере устранить угрозу забивки выгрузочного трубопровода осадка, образование свода над выгрузочным отверстием, устранить забивку двумя или несколькими крупными кусками твердой фазы и повысить степень сгущения, 1 ил,ния в устье выгрузочного трубопровода крувных кусков осадка. Это приводит к закупорке выгруэочного трубопровода и нарушению эксплуатации отстойника, Известный способ обладает недостаточной эффективностью сгущения из-за отсутствия внешнего колебательного воздействия на процесс уплотнения осадка.Известен также способ выгрузки осадка из сгустителя с пульсирующей выгрузкой осадка, включающий подачу исходной суспензии, отвод осветленной жидкости через выгрузочный трубопровод. В способе выгрузка осадка происходит пульсированно импульсами низкой частоты, причем длительность между импульсами составляет 1- 20 мин, в продолжительность каждого импульса 0,5-1 с.Такой способ за счет встряхивания осадка низкочастотными импульсами обладает повышенной степенью сгущенияосадка, Однако эа счет пульсаций осадка вбункере не устраняются причины, вызывающие забивку выгрузочного трубопровода:нарушение текучести осадков при высоких 5экономически целесообразных их концентрациях; образование свода иэ-за взаимноговлияния кусков твердой фазы над выгрузочным огверстие; одновременное попаданиев трубопровод двух или более крупных кусков твердой фазы.Цель изобретения - повышение надежности в работе сгустителя и эффективностисгущения в нем осадка.Поставленная цель достигается тем, что 15осадок периодически, направляют на линиюрециркуляции осадка с низкочастотнымпульсатором, соединенную с выгруэочнымтрубопроводом и имеющую направление,противоположное линии выгрузки осадка, 20причемсоотношение расходов осадка, выгружаемого по линии рециркуляции и основной линии, составляет- =( --- )О е 1 1О)су 18 10 25Благодаря указанной отличительнойоперации (периодическое изменение направления движения осадка в выгрузочномтрубопроводе на противоположное при указанном соотношении с основным выгружэемым потоком) становится возможнымпериодически устранять возможность вознйкновения и образования свода осадканад выгрузочным отверстием; значительноуменьшать вероятность закупорки устья выгруэочного трубопровода одновременно попавшими в трубопровод крупными кускамиосадка, проталкивая их для рассредоточения в нижнюю часть бункера; устранитьпробки сгущенного осадка в выгруэочном 40трубопроводе отстойника.За счет укаэанных обстоятельств повышается надежность работы сгустителя.Кроме того, появляется возможностьповышения степени сгущения осадков за 45счет колебательного воздействия дополнительных низкочастотных импульсов (этосправедливо для большинства встречающихся суспензий с кристаллическими и шарообразными твердыми частицами), что 50особенно важно при необходимости высокой степени сгущения осадка по технологическим обстоятельствам,Соотношение получено экспериментальным путем, пригодно для широкого 55класса суспензий и осадков и является оп 1тимальным. Если Орец/Оеср - , то мал18расход обратного потока для разрушения свода осадка, размыва пробок осадка, устранения выталкивания одновременно попавших двух или нескольких крупных кусковтвердой фазы. Кроме того, малая интенсивность и частота обратных импульсов осадкане позволяет получить ощутимого эффектасгущения по сравнению с способом-прототипом.1Если Орец/Оосн - , то значительно10уменьшается производительность по осадку ввиду возможности его накапливания вбункере, повышаются затраты энергии наобратную подачу дополнительных низкочастотных импульсов. Увеличивается числообратных низкочастотных импульсов припостоянном объеме диафрагмового насосадля обратной подачи импульсов, За счетэтого степень сгущения может увеличиваться до предельных значений, при которыхзабивка может ускоряться.Если Орец/Оосн находится В пределахдиапазона, образуемого границами 1/18 и1/10, то величины обратного потока достаточны для устранечия образования своданад выгрузочным отверстием, разрушения .пробок осадка и выталкивания одновременно попавших двух или нескольких крупныхкусков твердой фазы внутрь бункера для ихрассредоточения, Вследствие наложенияна основные низкочастотные импульсы дополнительных низкочастотных обратныхимпульсов происходят колебания с импульсами более высокой частоты, чем частотаосновных импульсов, "встряхивания" осадка осуществляются чаще, и происходит повышение степени сгущения осадка довеличины, при которой осадок сохраняетвоэможность перемещения как в основном,так и в обратном направлении,Нэ чертеже дана схема осуществленияспособа.Схема включает сгуститель 1, трубопровод 2 подачи исходной суспензии, трубопровод 3 слива осветленной жидкости,бункер 4 сгущения осадка, выгрузочный трубопровод 5, основную линию выгрузки осадка б, осадкоприемник 7, основнойдиафрагмовый насос 8, линию подачи осадка на рециркуляцию 9, линию 10 отводаосадка на циркуляцию, дополнительный диафрагмовый насос 11, датчик окончания выгрузки осадка 12, реле времени 13,Схема функционирует следующим образом,Для выгрузки сгущенного до требуемойстепени осадка иэ бункера 4 сгуститель 1открывается вентиль 81, и осадок по линии6 поступает в основной диафрагмовый насос 8, заполняя его, После заполнения насоса 8 на его эластичную мембрану подается сжатый газ, Одновременно вентиль В 1 закрывается и открывается вентиль В 2. Осадок по линии 6 через вентиль В 2 выгружается в осадкоприемник 7, Момент окончания выгрузки осадка фиксируется датчиком 12 (например, по разрыву струи), который передает сигнал на реле времени 13. После этого вентиль В 2 закрывается. Для сгущения осадка до требуемой концентра. ции осуществляют выдержку по времени. В момент ее окончания вентиль Вз отк)дывается (вентиль В 4 в течение всего описанного времени закрыт),и сгущенный осадок поступает из выгрузочного трубопровода 5 по линии 9 в дополнительный диафрагмовый насос 11 и заполняет его. После заполнения насоса 11 нэ его эластичную мембрану подается сжатый газ. Одновременно закрывается вентиль Вз и открывается вентиль В 4, Далее рабочий цикл повторяется,Работа по предлагаемому способу целесообразна при оптимальном соотношении суммарного расхода Орец осадка через дополнительные линии рециркуляции 9 и.10 и расхода Оо,н осадка через основную линию 6 выгрузки, При необходимости выгрузки осадков с высокими концентрациями воз-. можно изменение соотношение Орец/Ооон путем, например. ручной регулировки вентилей Вз и В 4, оставаясь тем не менее в оптимальном диапазоне соотношения Орец/ОоснКроме того, перед основной выгрузкой осадка возможно проведение нескольких циклов обратной подачи осадка в выгрузочный трубопровод 5 и нижнюю часть бункера 4 для устранения закупорки и возможности выгрузки осадка.Границы области оптимальности подтверждаются примерами,Опыты проводились на двухмодульном перекрестном тонкослойном отстойнике с длиной корпуса 2,015 м и высотой 1,85 м. угол сектора части радиального полочного отстойника, который представляет опытный аппарат,составляет 30, В отстойнике были установлены 2 тонкослойных модуля (блока), один из которых имел 8 перегородок, другой - 15 полок (перегородок), Ширина полок 0,692 м, высота 1,04 м, начальное расстояние между полками 0,06 м, угол наклона полок к горизонту 60.Опыты проводились на тонкослойном отстойнике на водной суспензии поливинилхлорида (ПВХ) с содержанием твердой фазы в исходной суспензии 0,005-0,05, а также на сточных водах производства фторопластов Ф - 4 и ФД, В водной суспензии ПВХ содержались твердые частицы 21-240 мкм с произвольным распределением частиц в исходной суспензии. В суспензии встречались и отдельные крупныевключения диаметром до 15 10 м (либо5 скопления более мелких частиц, которыеможно было трактовать с точки зрения гидродинамики и разделения как единую частицу)П р и м е р 1, В сгуститель по известному10 способу (отключен диафрагмовый насосменьшей производительности, тем самымвся система, обеспечивающая движениеосадка из трубопровода выгрузки сгущенного осадка и циркуляцию части осадка) пода 15 валась при контрольном временииспытаний 72 ч водная суспензия поливинилхлорида (ПВХ) с Снсх=0,0025. Выгрузкапрекратилась через 41,4 ч непрерывной работы вследствие образования свода осадка,20 перекрывающего выгрузочное отверстие.При этом эффективность,осветления - безразмерная концентрация твердой фазы восветленной суспензии Сосв (вес./100)не превышала максимально допустимого25 предела Сосв,доп=0,610 (СосвСосв.доп) в те чение 30,6 ч, Среднее значение безразмерной концентрации твердой фазы всгущенной суспензии Ссгущ.ср составило0,615. В момент прекращения выгрузки30 Ссгущ=0,701,П р и м е р 2. В сгуститель с конструктивными показателями, сов 1 таХаЖ)цие сосгустителем по примеру 1, по предлагаемому способу подавалась та же суспензия, При35 этом производительность по основным импульсам осадка Оосн=0,143 м /ч, а по доползнительным импульсам осадка Орец= 0,0010зм /ч, (Орец=Одоп). Здесь и далее40 Оосн . 18доп =1/143 ( -Выгрузка осадка прекратилась через2,67 ч по причине попадания в устье выгрузочного трубопровода двух крупных кусковосадка - 0,1110 м и 0,12 10 м. Это явле 45 ние в течение короткого времени было ликвидировано принудительной подачейдополнительных импульсов суммарной производительностью 0,0045 м /ч. После воз- озобновления работы с прежним расходом50 Одоп= 0,001 м /ч прекратилась выгрузказосадка через 36,4 ч вследствие перекрытиявыгрузочного отверстия сводом уплотненного осадка. Эффективная работа происходилав течение 26,1 ч (при Сосв,ср Сосв.дол=0,6 ф55 10 ), При этом Ссугщ.ср.= 0,600, а Ссугщ= 0 707-4П р и м е р 3, В сгуститель по примеру 2подавалась та же суспензия, При этом значение Оосн= 0,146 м /ч, Одоп =0,011 м /ч,зОдоп/Оосн=1/13,2.Имела место нормальная, эффективнаяи надежная работа сгустителя; прекращения выгрузки не наблюдалось,Сгущ.ср.=0,6872, Ссгущ=0,715П р и м е р 4, В сгуститель по примеру2 подавалась та же суспензия, При этомОосн=0,147 м /ч, Одоп=0,00817 м /ч,Одоп/Оосн=1/18,Ссгущ,ср=0,696 Ссгущ.пр.=0,711. Имела место устойчивая выгрузкаосадка и неустойчивое образование сводапробок осадка, разрушавшихся за короткоевремя самопроизвольно и не препятствующих надежнОй работе сгустителя,П р и ме р 5, В сгуститель по примеру 2подавалась та же суспензия при О,сн=0,143м /ч, Одоп=0,0715 м /ч, Одоп/Оосн=1/2.Имеет место надежная выгрузка осадка доконцентрации Ссгущ=0,7026. Для обеспечения этого необходимо в 2 раза уменьшитьпроизводительность. Для вы работки дополнительных импульсов осадка низкой часто ты потребовались значительные, в 4,5 разабольшие по сравнению с примером 4, затраты энергии,П р и м е р 6, В тот же сгуститель как попримеру 2 подавалась суспензия сСисх.=0,005 по предлагаемому способу,Оосн=О, 146 мЗ/ч, Одоп=О, 0111 мЗ/ч,Одоп/Оосн=1/13,2, Имела место нормальнаяи надежная работа сгустителя, прекращения выгрузки осадка не наблюдалось.Сосв.ср,36 10, Ссгущ,ср.=.0,124,-а П р и м е р 7. В сгуститель по примеру 2 подавалась та же суспензия с Снох=0,05. По предлагаемому способу Оосн=0,146 м /ч,3 Одоп=0,0111 м /ч, Одоп/Оосн=1/13,2. Имела место нормальная и надежная работа сгу стителя, Прекращения выгрузки не происходит, Сосв.ср=О 9810 (Сосв.доп.=1 10 )Ссгущ.ср=0,7011, Ссгущ=0,7201,П р и м е р 8. В тот же сгуститель5 подается суспензия сточных вод фторопластов Ф - 4 и Ф - 4 Д, При этом Оосн=0,146 м /ч,зОдоп=0,0111 м /ч, Одоп/Оосн=1/13,2, Имелазместо нормальная и надежная работа сгустителя, Прекращения выгрузки не происхо 10 дит Сосв.ср=78,4 10, Ссгущ,ср.= 0,301,Ссгущ=0,307,Использование предлагаемого способапоможет в значительной мере устранить угрозу забивки выгрузочного трубопровода15 осадка пробками осадка, образование свода над выгрузочным отверстием, устранитьзабивку двумя или несколькими крупнымикусками твердой фазы и повысить степеньсгущения осадка.20 Формула изобретенияСпособ выгрузки осадка из сгустителя,включающий вывод сгущенного осадка через выгрузочный трубопровод и линию выгрузки осадка с низкочастотным25 пульсатором, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения надежности в работесгустителя и эффективности сгущения в немосадка, осадок периодически направляютна линию рециркуляции осадка с низкоча 30 стотным пульсатором, соединенную с выгрузочным трубопроводом и имеющуюнаправление, противоположное линии выгрузки осадка, причем соотношение расходов осадка выгружаемого по линии35 рециркуляции и основной линии, составляетОосн 18 101754151Составитель Т.Ледневаедактор Н.Швыдкая Техред М.Моргентал Корректор И. Шулла Заказ 2839 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина