UA48673A

UA48673A - Settler-thickener

Info

Publication number: UA48673A
Application number: UA2001117626A
Authority: UA
Inventors: Володимир Андрійович Лагода; Владимир Андреевич Лагода; Любомир Михайлович Хомічак; Любомир Михайлович Хомичак; Ігор Борисович Петриченко; Игорь Борисович Петриченко; Григорій Іванович Чорненький; Марія Михайлівна Жеплінська; Мария Михайловна Жеплинская; Сергій Олександрович Олійник; Сергей Александрович Олейник
Original assignee: Український Державний Університет Харчових Технологій; Украинский Государственный Университет Пищевых Технологий
Priority date: 2001-11-08
Filing date: 2001-11-08
Publication date: 2002-08-15

Abstract

A settler-thickener contains a conical-cylindrical case with a conical bottom, in which a deaerator is conically disposed, passing into a tube with a diffuser in its lower part, and the zones of bleaching and before bleaching by gravity are disposed, formed by its external surfaces and the case internal surfaces, located in the zone before bleaching the thin layer modules of the slant slabs, fixed over the bleaching zone the punched radial tubes for collecting and discharging the bleached liquid, connected to a round flume. Under the diffuser coaxial and with a gap a flow distributor is installed, made of the ring disks, and a conical fairing, between the bleaching zone and before bleaching zone the flow damper is disposed, made of thin-wall concentrically rings of various diameter.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до обладнання для механічного згущення полідисперсних суспензій і може бути 2 застосований в цукровій, хімічній та інших галузях промисловості.The invention relates to equipment for mechanical thickening of polydisperse suspensions and can be used in the sugar, chemical and other industries.

Найбільш близьким до запропонованого за технічною суттю є пристрій для розділення твердої і рідкої фаз (Авторське свідоцтво СРСР Мо 1407508, кл. В 01 0 21/02,1988), що складається з вертикального конічно-дциліндричного корпусу з зонами розподілювання потоку суспензії, освітлення (фільтруючого шару осаду), доосвітлення (тонкошарового освітлення) і ущільнення осаду, пристроїв для підведення суспензії, 70 відведення освітленої рідини і осаду. Тонкошарові модулі розташовані вище зони освітлення суспензії, а над ними -пристрій для відведення освітленої рідини.The closest to the proposed one in terms of technical essence is a device for separating solid and liquid phases (Author's certificate of the USSR Mo 1407508, class B 01 0 21/02, 1988), which consists of a vertical conical-dcylindrical body with suspension flow distribution zones, lighting ( filtering layer of sediment), additional illumination (thin-layer illumination) and compaction of sediment, devices for supply of suspension, 70 removal of clarified liquid and sediment. Thin-layer modules are located above the zone of illumination of the suspension, and above them - a device for removing the illuminated liquid.

Перевагою такого відстійника є можливість досягнення більш високого ефекту розділення фаз за рахунок осадження в тонкошарових модулях дрібних за розмірами частинок, що виносяться рідиною із зони освітлення.The advantage of such a clarifier is the possibility of achieving a higher phase separation effect due to the deposition in thin-layer modules of small-sized particles carried by the liquid from the illumination zone.

Поряд з цим відстійник має істотні недоліки. Пристрій для підведення суспензії не забезпечує Її 12 рівномірний розподіл по горизонтальному перетину відстійника нижче зони освітлення, а розміщення тонкошарових модулів безпосередньо над зоною освітлення не дозволяє рівномірно, в ламінарному режимі, підвести до них рідину. Ці недоліки знижують ефективність розділення полідисперсної системи.Along with this, the settling tank has significant disadvantages. The device for feeding the suspension does not ensure its 12 uniform distribution along the horizontal section of the sump below the lighting zone, and the placement of thin-layer modules directly above the lighting zone does not allow the liquid to be fed to them uniformly, in laminar mode. These disadvantages reduce the efficiency of separation of a polydisperse system.

В основу винаходу поставлено завдання створення таких гідродинамічних режимів в зоні розподілювання суспензії і між зонами її освітлення і доосвітлення, при яких досягається відповідно вирівнювання і рівномірний розподіл вихідної суспензії перед зоною освітлення а також плавне, в ламінарному режимі, підведення частково освітленої суспензії до тонкошарових модулів.The invention is based on the task of creating such hydrodynamic regimes in the suspension distribution zone and between its illumination and additional illumination zones, in which equalization and uniform distribution of the initial suspension in front of the illumination zone is achieved, as well as smooth, in laminar mode, supply of the partially illuminated suspension to the thin-layer modules.

Поставлене завдання досягається тим, що у відстійнику-згущувачі, який складається з конічно-цдиліндричного корпусу з конічним днищем, в якому коаксіально розташовані дегазатор, що переходить у трубу з дифузором у нижній частині, і навколо них зони гравітаційного освітлення і доосвітлення, утворені їх зовнішніми поверхнями і внутрішньою поверхнею корпусу, розміщені в зоні доосвітлення тонкошарові модулі з похилих « пластин, закріплені над зоною доосвітлення перфоровані радіальні труби для збирання і відведення освітленої рідини, що приєднані до кільцевого лотка, відрізняється тим, що нижче дифузора коаксіально і з зазором встановлений розподільник потоку із кільцевих дисків, діаметри внутрішніх отворів яких зменшуються зверху вниз, а відстань між ними складає 0,2...0,3 внутрішнього діаметра нижньої крайки дифузора, і центрального о конічного обтікача, які кріпляться до зовнішньої поверхні дифузора за допомогою ребер жорсткості, між зонами - освітлення і доосвітлення поміщається заспокійник потоку із тонкостінних концентричних кілець різного діаметра, з'єднаних між собою радіальними напрямними перегородками, торці яких кріпляться до зовнішньої ее, поверхні труби і внутрішньої поверхні корпусу. сThe task is achieved by the fact that in the settling tank-thickener, which consists of a conical-cylindrical body with a conical bottom, in which the degasser is located coaxially, which passes into a pipe with a diffuser in the lower part, and around them the zones of gravitational illumination and additional illumination, formed by their external surfaces and the inner surface of the case, thin-layer modules made of inclined plates are placed in the additional lighting area, perforated radial pipes for collecting and draining the illuminated liquid are fixed above the additional lighting area, which are connected to the ring tray, it differs in that the flow distributor is installed coaxially and with a gap below the diffuser from annular disks, the diameters of the inner holes of which decrease from top to bottom, and the distance between them is 0.2...0.3 of the inner diameter of the lower edge of the diffuser, and the central conical fairing, which are attached to the outer surface of the diffuser with the help of stiffening ribs, between zones - lighting and additional lighting, calmness is placed the flow channel consists of thin-walled concentric rings of different diameters, connected to each other by radial guide partitions, the ends of which are attached to the outer end, the surface of the pipe, and the inner surface of the casing. with

Виходячи з дифузора суспензія за допомогою розподільника розподіляється по горизонтальному перетину 3о корпусу відстійника нижче зони освітлення. При цьому потік, виходячи в значно більший об'єм рідини, продовжує З втрачати свою швидкість і змінює напрямок - спочатку на 90", потім, взаємодіючи зі стінками корпусу, ще на 907. В результаті дії віддентрованих сил, що виникають при круговому русі потоку, а також зменшення його швидкості, великі за розмірами частинки видаляються і осідають в конічній частині корпусу, а менші виносяться « потоком у зону освітлення. Розподільник забезпечує рівномірний розподіл швидкості потоку по перетину. Крім З того, центральний обтікач зменшує накопичення осаду в центральній частині конічного днища, забезпечує його с більш рівномірний розподіл і більш легке видалення під гідростатичним напором рідини через вихідний патрубок.Leaving the diffuser, the suspension is distributed with the help of a distributor along the horizontal section 3o of the sump body below the lighting zone. At the same time, the flow, exiting into a much larger volume of liquid, continues to lose its speed and changes its direction - first by 90", then, interacting with the walls of the case, by another 907. , as well as reducing its speed, large particles are removed and settle in the conical part of the housing, and smaller ones are carried by the flow into the lighting zone. The distributor ensures an even distribution of the flow speed across the cross section. In addition, the central fairing reduces the accumulation of sediment in the central part of the conical bottom, provides it with a more uniform distribution and easier removal under the hydrostatic pressure of the liquid through the outlet pipe.

Із» В зоні освітлення (фільтруючого шару осаду) має місце перемішування суспензії, виникають турбулентні вихори. Тому подальше проходження освітленої рідини через заспокійник дозволяє з допомогою концентричних кілець погасити ці турбулентні вихори, придати потоку направлений вихідний рух, більш рівномірно його розподілити і підвести до тонкошарових модулів в ламінарному режимі. шк На фіг.1 зображено відстійник (розріз), на фіг.2 - розріз А-А по фіг.1 і на фіг.З - переріз Б-Б по фіг.1.From" In the zone of illumination (filtering layer of sediment), mixing of the suspension takes place, turbulent eddies arise. Therefore, the further passage of the illuminated liquid through the stabilizer allows to extinguish these turbulent eddies with the help of concentric rings, to give the flow a directed output movement, to distribute it more evenly and to bring it to the thin-layer modules in laminar mode. Shk Fig. 1 shows a sedimentation tank (section), Fig. 2 shows a section A-A in Fig. 1, and Fig. 3 shows a section B-B in Fig. 1.

Ге | Відстійник-згущувач складається з конічно-циліндричного корпусу 1 з конічним днищем 2 для накопичення згущеної суспензії. В корпусі відстійника-згущувача коаксіальне встановлений закритий зверху дегазатор 3. б Дегазатор має циліндрично-конічну поверхню з приєднаною до меншої основи зрізаного конуса трубою 4, яка -і 20 закінчується дифузором 5. Вхідний патрубок 6 кріпиться по центру до верхньої поверхні дегазатора і входить в нього на 2/3 висоти циліндричної частини. До нижньої частини вхідного патрубка коаксіально кріпиться с» елементами жорсткості обтікач 7, що являє собою порожнистий конус, основою до верху, до якої приєднане циліндричне кільце. У верхній частині дегазатора до циліндричної поверхні кріпиться патрубок 8 для відведення піни. 29 Нижче дифузора коаксіально і з зазором встановлений розподільник, який складається із кільцевих дисків 9 в. і центрального конічного обтікача 10, вершиною до дифузора. Кільцеві диски мають однаковий зовнішній діаметр, що складає 1,1... 1,3 внутрішнього діаметра нижньої крайки дифузора, діаметри їх внутрішніх отворів менші внутрішнього діаметра крайки дифузора і зменшуються в напрямку від дифузора до центрального обтікача. 60 Вище зони освітлення між зовнішньою поверхнею центральної труби і внутрішньою поверхнею корпусу встановлений заспокійник потоку, що включає концентричні тонкостінні кільця 11 різного діаметра, з'єднані між собою радіальними напрямними перегородками 12. Перегородки своїми торцями кріпляться до зовнішньої поверхні труби і внутрішньої поверхні корпусу.Ge | The thickener sump consists of a conical-cylindrical body 1 with a conical bottom 2 for accumulating the thickened suspension. A degasser 3, closed from above, is coaxially installed in the body of the settling tank-thickener. b The degasser has a cylindrical-conical surface with a pipe 4 attached to the smaller base of the truncated cone, which -and 20 ends with a diffuser 5. The inlet pipe 6 is attached centrally to the upper surface of the degasser and enters the it is 2/3 of the height of the cylindrical part. The fairing 7 is coaxially attached to the lower part of the inlet pipe with stiffening elements, which is a hollow cone, the base to the top, to which a cylindrical ring is attached. In the upper part of the degasser, a nozzle 8 is attached to the cylindrical surface for foam removal. 29 Below the diffuser, a distributor is installed coaxially and with a gap, which consists of ring discs 9 in. and the central conical fairing 10, the apex to the diffuser. The annular disks have the same outer diameter, which is 1.1... 1.3 of the inner diameter of the lower edge of the diffuser, the diameters of their inner holes are smaller than the inner diameter of the edge of the diffuser and decrease in the direction from the diffuser to the central fairing. 60 Above the lighting zone between the outer surface of the central pipe and the inner surface of the housing, a flow stabilizer is installed, which includes concentric thin-walled rings 11 of different diameters, connected to each other by radial guide partitions 12. The partitions are attached with their ends to the outer surface of the pipe and the inner surface of the housing.

Над заспокійником потоку встановлені тонкошарові модулі 13 із пакетів пластин, нахилених під кутом 60". бо Пластини мають трапецоїдну форму і встановлюються більшою основою до верху із зазором 0,10...0,15м на каркасі із горизонтальних елементів, прикріплених до вертикальних радіальних перегородок 14, що розділяють зону доосвітлення на окремі секції.Above the flow stabilizer, thin-layer modules 13 are installed from packages of plates inclined at an angle of 60", because the plates have a trapezoidal shape and are installed with a larger base towards the top with a gap of 0.10...0.15m on a frame made of horizontal elements attached to vertical radial partitions 14, dividing the additional lighting area into separate sections.

У верхній частині відстійника над тонкошаровими модулями 13 нижче рівня рідини горизонтально, отворамиIn the upper part of the sump above the thin-layer modules 13 below the liquid level horizontally, with holes

До низу, закріплені перфоровані радіальні труби 15 для збирання і відведення освітленої рідини в кільцевий лоток 16. Для рівномірного збирання рідини відстань між отворами зменшується в напрямку кільцевого лотка. Із лотка освітлена рідина видаляється через патрубок 17.Perforated radial pipes 15 are attached to the bottom for collecting and diverting the illuminated liquid to the ring tray 16. For uniform collection of liquid, the distance between the holes decreases in the direction of the ring tray. The clarified liquid is removed from the tray through nozzle 17.

Для видалення згущеної суспензії служить вихідний патрубок 18, що розташований в нижній частині конічного днища 2. 70 Відстійник працює таким чином. Суспензія подається через вхідний патрубок б в дегазатор 3, де при повертанні потоку на 1807 відбуваються часткове інерційне відділення газових бульбашок. Решта газових бульбашок спливає в умовах низхідного руху суспензії в дегазаторі 3. В подальшому суспензія по трубі 4 надходить в дифузор 5 і за допомогою розподільника рівномірно розподіляється по горизонтальному перетину корпусу відстійника-згущувача нижче зони освітлення. При цьому уже в зоні розподілення за рахунок зменшення 7/5 Швидкості потоку, дії відцентрових і гравітаційних сил відбувається видалення більших за розмірами частинок і їх подальше осадження в конічній частині 2 відстійника.To remove the thickened suspension, the output nozzle 18, located in the lower part of the conical bottom 2, is used. 70 The settling tank works as follows. The suspension is fed through the inlet pipe b into the degasser 3, where when the flow turns to 1807, partial inertial separation of gas bubbles occurs. The rest of the gas bubbles float up in the conditions of the downward movement of the suspension in the degasser 3. Further, the suspension enters the diffuser 5 through the pipe 4 and is evenly distributed along the horizontal section of the thickener body below the illumination zone with the help of a distributor. At the same time, already in the distribution zone due to the reduction of 7/5 Flow speed, the action of centrifugal and gravitational forces, larger particles are removed and their subsequent deposition in the conical part 2 of the sump.

В зоні освітлення при певній швидкості висхідного потоку окремі частинки і агрегати до певного ступеня крупності підтримуються у завислому стані, утворюючи фільтруючий шар осаду. За рахунок введення в суспензію перед відстійником-згущувачем флокулянта та збільшення поверхні контакту рідкого середовища і 2о твердої фази в фільтруючому шарі відбувається агрегація окремих дрібнодисперсних частинок і їх укрупнення, а також злипання агрегатів, що надходять із суспензією, в більші за розмірами пластівці. Агрегати, досягаючи певної критичної маси, долають сили опору висхідного потоку і осаджуються у нижню частину відстійника-згущувача. На місці великих агрегатів, що осіли, формуються нові. Цей процес має безперервний характер.In the lighting zone, at a certain speed of the upward flow, individual particles and aggregates up to a certain degree of coarseness are maintained in a suspended state, forming a filtering layer of sediment. Due to the introduction of flocculant into the suspension in front of the settling tank-thickener and the increase of the contact surface of the liquid medium and the solid phase in the filter layer, the aggregation of individual finely dispersed particles and their coarsening occurs, as well as the aggregation of the aggregates arriving with the suspension into larger flakes. Aggregates, reaching a certain critical mass, overcome the resistance forces of the upward flow and settle in the lower part of the sedimentation thickener. New ones are formed in the place of large aggregates that have settled. This process is continuous.

Поряд з цим у фільтруючому шарі при турбулізації потоку за рахунок зштовхування агрегатів відбувається їх часткове руйнування. При цьому менші за розмірами вторинні частинки і дрібні агрегати, що знаходяться у « верхній частині фільтруючого шару, можуть виноситися висхідним потоком.Along with this, their partial destruction occurs in the filter layer when the flow is turbulent due to the collision of aggregates. At the same time, smaller secondary particles and small aggregates located in the upper part of the filter layer can be carried away by the upward flow.

При подальшому проходженні потоку через заспокійник турбулентні вихори гасяться, він одержує направлений характер і рівномірно, в ламінарному режимі, підводиться до тонкошарових модулів. с зо В тонкошарових модулях 13 при русі частково освітленої суспензії між пластинами під дією гравітаційних сил відбувається осадження завислих частинок та агрегатів і їх безперервне сповзання по поверхні похилих - пластин в напрямку, протилежному руху освітленої рідини. ГеDuring further passage of the flow through the stabilizer, the turbulent eddies are extinguished, it acquires a directional character and is fed uniformly, in a laminar mode, to the thin-layer modules. с зо In the thin-layer modules 13, during the movement of a partially illuminated suspension between the plates under the action of gravitational forces, suspended particles and aggregates are deposited and their continuous sliding along the surface of the inclined plates in the direction opposite to the movement of the illuminated liquid. Ge

Доосвітлена рідина, що виходить з тонкошарових модулів 13, рівномірно збирається за допомогою перфорованих труб 15, відводиться в кільцевий лоток 16 і через патрубок 17 видаляється з со відстійника-згущувача. Згущена суспензія періодично або безперервно видаляється з конічного днища 2 через «Е вихідний патрубок 18.The clarified liquid coming from the thin-layer modules 13 is uniformly collected with the help of perforated pipes 15, is diverted to the ring tray 16 and through the nozzle 17 is removed from the sump thickener. The thickened suspension is periodically or continuously removed from the conical bottom 2 through the outlet pipe 18.

Запропонована конструкція, крім підвищення ефективності розділення суспензії, дозволяє збільшити питоме навантаження на відстійник-згущувач, зробити його більш надійним в роботі.The proposed design, in addition to increasing the efficiency of suspension separation, allows you to increase the specific load on the settling tank-thickener and make it more reliable in operation.

Відстійник-згущувач не потребує спеціальних матеріалів і високої кваліфікації спеціалістів для його «The settling tank-thickener does not require special materials and highly qualified specialists for its "

Виготовлення, займає відносно незначну площу при високій продуктивності, простий в обслуговуванні, може бути 7-3) с виготовлений безпосередньо на підприємстві, де він буде експлуатуватися.Manufacturing, occupies a relatively small area with high productivity, is easy to maintain, can be 7-3) s manufactured directly at the enterprise where it will be operated.

Claims

;" The formula of the invention is that , , , and , , iz A sump-thickener, containing a conical-cylindrical body with a conical bottom, in which a degasser is located coaxially, passing into a pipe with a diffuser in the lower part, and around them zones of gravitational co-illumination and additional illumination , formed by their outer surfaces and the inner surface of the case, thin-layer modules made of inclined plates are placed in the FO zone of additional illumination, perforated radial pipes fixed above the additional illumination zone for collecting and draining the illuminated liquid, which are connected to the ring tray - which differs in that below the diffuser coaxially and with a gap, a flow distributor is installed from c" ring discs, the diameters of the inner holes of which decrease from top to bottom, and the distance between them is

0.2...0.3 of the inner diameter of the lower edge of the diffuser, and the central conical fairing, which are attached to the outer surface of the diffuser with the help of stiffeners, between the zones of illumination and additional illumination, a flow stabilizer is placed from thin-walled concentric rings of different diameters, connected between itself with radial guide partitions, the ends of which are fixed to the outer surface of the case. 60 b5