Тонкослойный отстойник для разделения суспензий

 

Изобретение относится к устройствам для разделения суспензий под действием гравитации. В корпусе отстойника наклонными перегородками образованы опускной и подъемный каналы и имеется сужающаяся кверху полость. Ниже перегородок с зазором установлена успокоительная решетка из вертикальных пластин, параллельных кромкам перегородок. Корпус снабжен также дополнительными замкнутыми по периметру подъемными каналами. В подъемном канале размещены тонкослойные блоки. Дополнительные подъемные каналы расширяются ниже тонкослойных блоков, при этом их нижняя кромка расположена в зоне пластин успокоительной решетки. Тонкослойный блок, сужающаяся кверху полость и дополнительные подъемные каналы снабжены устройствами отбора осветленного раствора на разных уровнях по высоте отстойника. Оптимальные условия уплотнения суспензии на разных уровнях по высоте отстойника увеличивают скорость осаждения взвешенных частиц, сокращают время пребывания в отстойнике полидисперсной суспензии с удельным весом взвешенных частиц, близким к удельному весу жидкости, что позволяет уменьшить габариты и массу отстойника. 5 ил.

Изобретение относится к устройствам для разделения суспензий под действием гравитации и может быть использовано на предприятиях пищевой, в частности сахарной промышленности, а также в других отраслях промышленности, где применяется разделение суспензий в отстойнике.

Известен отстойник для разделения суспензий, содержащий корпус, приемную камеру со стенками, имеющими форму кривой, и камеру осаждения /а.с. СССР N 1443939, кл B 01 D 21/06, 21/24, опублик. 15.12.88, бюл. N 46/.

Придание определенной формы камере осаждения позволяет при заданной концентрации взвешенных частиц в осветленном растворе исключить уменьшение скорости осаждения частиц, за счет этого увеличить скорость отстаивания и сократить время пребывания суспензии в аппарате.

Однако недостатком известного отстойника является неупорядоченное состояние потока суспензии, поступающей в камеру осаждения, и отсутствие средств для дополнительного уплотнения взвешенных в суспензии частиц, вследствие чего усредненная скорость их осаждения мала, и для эффективного использования отстойника требуется увеличить его габариты как по высоте, так и по ширине.

Кроме того, недостатком этого отстойника является неразвитая поверхность осаждения, вследствие чего время осаждения частиц суспензии и пребывания ее в аппарате достаточно длительно.

Эти недостатки в некоторой степени устранены в тонкослойных отстойниках, имеющих развитую поверхность осаждения, упорядоченное движение суспензии и равномерное ее распределение.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является тонкослойный отстойник, содержащий корпус с приемной камерой, установленные в корпусе наклонные перегородки, образующие опускной и подъемный каналы, смонтированный в подъемном канале тонкослойный блок из набора наклонных осадительных пластин, патрубок ввода суспензии в приемную камеру, патрубок отвода осадка в нижней части корпуса и устройство для отвода осветленного раствора из тонкослойного блока /заявка Японии N 58-9684, заявл. 30.12.78, з. N 53-163952, опублик. 22.02.83, кл B 01 D 21/02, 21/08/.

Суспензия из приемной камеры перетекает в опускной канал, огибает наклонную перегородку и движется горизонтально, равномерно распределяясь ниже осадительных пластин тонкослойного блока, и поступает в межпластинчатое пространство тонкослойного блока. По мере продвижения вверх, взвешенные частицы суспензии под действием сил гравитации в стесненных условиях выпадают на пластины и сползают по ним в нижнюю часть корпуса. Частицы суспензии, движущиеся в горизонтальном потоке ниже осадительных пластин тонкослойного блока, сталкиваясь со сползающими с пластин частицами, теряют свою скорость, агрегатируются, при этом происходит уплотнение суспензии и увеличение скорости осаждения частиц.

В этом отстойнике обеспечивается упорядоченное движение и равномерное распределение суспензии, что способствует ее уплотнению и увеличению скорости осаждения частиц.

Однако, несмотря на развитую поверхность осаждения и упорядоченное движение потоков внутри отстойника, он не может эффективно использоваться для разделения полидисперсных суспензий типа соков свеклосахарного производства, когда удельный вес взвешенных частиц близок к удельному весу жидкости.

В этом случае усредненная скорость уплотнения и осаждения взвешенных частиц мала, процесс осветления требует длительного времени, вследствие чего необходимо существенно увеличить высоту нижней части отстойника /ниже тонкослойного блока/.

В основу изобретения положена задача создать конструкцию отстойника, обеспечивающую сокращение времени пребывания в аппарате полидисперсной суспензии с удельным весом взвешенных частиц, близким к удельному весу жидкости, за счет создания оптимальных условий уплотнения суспензии на различных уровнях по высоте отстойника и увеличения скорости осаждения взвешенных частиц, что позволит также уменьшить габариты отстойника.

Поставленная задача решается тем, что в тонкослойном отстойнике, содержащем корпус с приемной камерой, установленные в нем наклонные перегородки, образующие опускной и подъемный каналы, и сужающуюся кверху полость, смонтированный в подъемном канале по крайней мере один тонкослойный блок в виде набора наклонных осадительных пластин, патрубок ввода суспензии и устройство отбора осветленного раствора из тонкослойного блока, в корпусе ниже наклонных перегородок с зазором установлена успокоительная решетка из вертикальных пластин, параллельных кромкам наклонных перегородок, корпус снабжен по крайней мере одним замкнутым по периметру дополнительным подъемным каналом, расширяющимся ниже тонкослойного блока, нижняя кромка дополнительного подъемного канала расположена в зоне пластин успокоительной решетки, дополнительный подъемный канал и сужающаяся кверху полость снабжены устройствами отбора осветленного раствора из дополнительного подъемного канала - ниже уровня отбора в устройстве отбора осветленного раствора из сужающейся кверху полости.

Преимущества предлагаемого отстойника заключаются в следующем.

Установленная в корпусе ниже наклонных перегородок с зазором успокоительная решетка из вертикальных пластин, параллельных кромкам наклонных перегородок, создает условия горизонтального движения суспензии между решеткой и тонкослойным блоком в сторону сужающейся кверху полости, а наличие устройства отбора осветленного раствора из сужающейся кверху полости обеспечивает уплотнение суспензии в этой зоне до заданной плотности. Кроме того, успокоительная решетка в совокупности с замкнутым по периметру и расширяющимся ниже тонкослойного блока дополнительным подъемным каналом, нижняя кромка которого расположена в зоне пластин успокоительной решетки, создают условия для изменения направления движения взвешенных частиц, образования ниже кромок канала и в зоне решетки фильтрующего слоя и подъема осветленного раствора с практически постоянной скоростью, а устройство отбора осветленного раствора из дополнительного подъемного канала обеспечивает сгущение суспензии до заданной плотности, расположение уровней отбора в устройствах отбора осветленного раствора из тонкослойного блока, сужающейся кверху полости и дополнительного подъемного канала на разной высоте обеспечивает условия для сгущения суспензии до определенной заданной плотности на определенном уровне отстойника.

На фиг. 1 изображен общий вид отстойника; на фиг. 2 - вид сверху; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 4.

Тонкослойный отстойник для разделения суспензий содержит корпус 1, патрубок 2 для ввода суспензии в приемную камеру 3. В корпусе 1 установлены наклонные перегородки 4, разделяющие его на опускной 5 и подъемный 6 каналы, и сужающуюся кверху полость 7. Ниже наклонных перегородок 4 с зазором установлена успокоительная решетка 8 из вертикальных пластин, параллельных кромкам наклонных перегородок 4.

В подъемном канале 6 смонтированы тонкослойные блоки 9 из наклонных осадительных пластин 10 желобчатой формы.

Между стенками корпуса 1 и тонкослойным блоком 9 и между тонкослойными блоками 9 образованы замкнутые по периметру дополнительные подъемные каналы 11 и 12, расширяющиеся ниже пластин тонкослойных блоков 9.

Нижние кромки дополнительных подъемных каналов 11 и 12 расположены в зоне пластин успокоительной решетки 8.

Тонкослойные блоки 9, сужающаяся кверху полость 7, а также дополнительные подъемные каналы 11 и 12 снабжены устройствами 13, 14 и 15 отбора осветленного раствора. Уровень отбора в устройстве 13 отбора осветленного раствора из тонкослойных блоков 9 расположен выше уровня отбора в устройстве 14 отбора осветленного раствора из сужающейся кверху полости 7 с разностью уровней ₁ , а уровень отбора в устройстве 15 отбора осветленного раствора из дополнительного подъемного канала 11 и 12 расположен ниже уровня отбора в устройстве 14 отбора осветленного раствора из сужающейся кверху полости 7 с разностью уровней ₂ . При этом разность уровней ₁ и ₂ определяется качеством полидисперсной суспензии.

Для отвода паров и газов из поступающей в приемную камеру 3 и опускной канал 5 суспензии служит патрубок 16. Для сбора осветленного раствора от устройств 13, 14, 15 и отвода его из отстойника последний оборудован желобом 17 и патрубком 18. Патрубок 19 предназначен для отвода осадка.

Отстойник работает следующим образом.

Полидисперсная суспензия /нефильтрованный сок свеклосахарного производства/ поступает через патрубок 2 в приемную камеру 3, равномерно распределяется в верхнем слое и перетекает в опускной канал 5, по которому опускается вниз со скоростью, незначительно превышающей скорость гравитационного осаждения. При этом происходит отделение паров и газов, которые отводятся через патрубок 16.

Опустившись ниже наклонной перегородки 4, суспензия движется горизонтально, при этом происходит постепенный отбор ее к наклонным осадительным пластинам 10 тонкослойных блоков 9, где при подъеме суспензии вверх происходит осаждение частиц осадка на пластинах 10. Осветленный таким образом раствор поднимается выше пластин 10 до уровня отбора устройств 13 отбора осветленного раствора из тонкослойных блоков 9 и по устройству 13 отводится в желоб 17. Образовавшийся осадок сползает по наклонным пластинам 10, образует ниже их фильтрующие завесы, пересекая горизонтальный поток суспензии, и опускается в зону пластин успокоительной решетки 8. При этом в горизонтальном потоке суспензии происходит дополнительное агрегатирование взвешенных частиц неосветленной суспензии, т.е. ее уплотнение. Установленная для определенного качества полидисперсной суспензии разность уровней ₁ отбора осветленного раствора из тонкослойных блоков 9 и сужающейся кверху полости 7 обуславливает получение заданной плотности суспензии в вышеупомянутом горизонтальном потоке. За счет той же разности уровней ₁ поток движется к сужающейся кверху полости 7, где он изменяет свое направление на вертикальное и, осветляясь, поднимается вверх с практически постоянной скоростью. Заданное количество раствора отводится в переливной желоб 17 посредством устройства 14.

Агрегатированные частицы уплотненной суспензии опускаются в зону пластин успокоительной решетки 8. Пластины решетки ограничивают горизонтальное движение уплотненной суспензии, поток в зоне решетки меняет направление и поступает в дополнительные подъемные каналы, по которым движется вверх за счет разностей уровней ₂ . В зоне решетки 8 скорость перемещения суспензии ниже скорости гравитационного осаждения агрегатированных частиц, вследствие чего большая часть их опускается вниз, создавая фильтрующий слой, в котором происходит дополнительное уплотнение осадка. Через этот слой поднимается вверх осветленный раствор, перемещаясь по дополнительным подъемным каналам 11 и 12.

Расширение дополнительных подъемных каналов 11 и 12 обуславливает постоянство скорости подъема осветленного раствора и вытеснения осадка.

Осветленный раствор из дополнительных подъемных каналов 11 и 12 устройствами 15 отводится в желоб 17, а затем удаляется через патрубок 18. Осадок удаляется из нижней части корпуса 1 через патрубок 19.

Таким образом, в описанной конструкции отстойника созданы оптимальные условия для уплотнения суспензии на разных уровнях отстаивания полидисперсной суспензии в зависимости от ее качества, что позволяет на 30-40% по сравнению с прототипом сократить время отстаивания и значительно уменьшить габариты и массу отстойника.

Формула изобретения

Тонкослойный отстойник для разделения суспензий, содержащий корпус с приемной камерой, установленные в нем наклонные перегородки, образующие опускной и подъемный каналы, и сужающуюся кверху полость, смонтированный в подъемном канале по крайней мере один тонкослойный блок в виде набора наклонных осадительных пластин, патрубки ввода суспензии и отвода осадка, устройство отбора осветленного раствора из тонкослойного блока, отличающийся тем, что в корпусе ниже наклонных перегородок с зазором установлена успокоительная решетка из вертикальных пластин, параллельных кромкам наклонных перегородок, корпус снабжен по крайней мере одним замкнутым по периметру и расширяющимся ниже тонкослойного блока дополнительным подъемным каналом, нижняя кромка которого расположена в зоне пластин успокоительной решетки, дополнительный подъемный канал и сужающаяся кверху полость снабжены устройствами отбора осветленного раствора, при этом уровень отбора в устройстве отбора осветленного раствора из тонкослойного блока расположен выше, а в устройстве отбора осветленного раствора из дополнительного подъемного канала - ниже уровня отбора в устройстве отбора осветленного раствора из сужающейся кверху полости.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5