CN101549259B - 一种絮凝剂混合装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种絮凝剂混合装置。其技术方案是：在管道[3]内同中心地沿流体方向依次安装有加药喷管、一级混合锥[4]、格栅板[5]、二级混合锥[6]和混合环[7]。加药喷管的入口端[1]与加药装置联通，加药喷管的喷嘴[2]位于管道[3]的中心并正对一级混合锥[4]的顶部，一级混合锥[4]的塔座底板[8]上设有流孔[9]；二级混合锥[6]的顶部对着格栅板[5]，二级混合锥[6]的底部对着固定安装在管道[3]内壁的混合环[7]，二级混合锥[6]的形状和安装方向均与一级混合锥[4]相同。本发明完全依靠矿浆自身流动能量实现絮凝剂在固液两相流中的混合，改善了矿浆的沉降性能，加快了沉降速度。因而具有构简单、使用方便、絮凝剂在固液两相流中能混合均匀且混合速度快的特点。

Description

一种絮凝剂混合装置

技术领域

本发明属于固液两相流混合技术领域。具体涉及一种絮凝剂混合装置。

背景技术

高分子絮凝剂广泛用于污水处理、矿山微细颗粒的浓缩与沉降，它大大缩短了颗粒的沉降时间，提高了设备的处理能力，相对减小了设备的占地面积。但是，高分子絮凝剂的粘度高不易分散到固液两相流中，如果它的配制、供给及混合方式不适当，则会减弱药剂的絮凝作用，造成药剂浪费，并使料浆沉降性能变差。由于加入料浆中的絮凝剂浓度非常低，为了获得最佳的絮凝效果，絮凝剂溶液必须在悬浮液中均匀分布。

目前采用机械搅拌和直接加入两种絮凝剂添加方式，前者需要增加设备，且需要较大的占地面积和空间，后者由于分散不均匀造成沉降效果不好、水质浑浊。

试验研究表明絮凝剂的添加需要满足两个条件，其一是混合均匀，使得固体颗粒有均等的机会获得絮凝剂的分子链的连接；其二是快速，一旦混合均匀，必须停止混合，保持流体的均匀流态，以避免连接颗粒的分子链被打散，一旦打散，重新形成絮团的难度加大。但现有的技术尚未解决快速混合和混合均匀的问题，影响污水处理和矿山微细颗粒浓缩与沉降的效果。

发明内容

本发明旨在于克服现有技术的缺点，目的是提供一种结构简单、使用方便、在固液两相流中能混合均匀且混合速度快的絮凝剂混合装置。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：在管道内同中心地沿流体方向依次安装有加药喷管、一级混合锥、格栅板、二级混合锥和混合环。位于管道上游壁外的加药喷管入口端与加药装置联通，加药喷管的喷嘴位于管道的中心并正对一级混合锥的顶部，一级混合锥的外形为塔状，与塔身为一体的塔座底板固定在管道内，塔座底板上设有流孔；二级混合锥位于一级混合锥的下游，二级混合锥的形状和安装方向均与一级混合锥相同，在一级混合锥和二级混合锥之间的管道内还固定安装有一道格栅板，二级混合锥的顶部对着格栅板，二级混合锥的底部对着混合环，混合环固定安装在管道的内壁。

其中：管道由1～5截钢管联接，钢管的内径为100～600mm；加药喷管的入口端与加药装置联通，加药装置的静压强与管道内的静压强的差值为0.08～0.15MPa；一级混合锥和二级混合锥的塔形台阶为4～6个，每一台阶的中心线重合；塔座底板的截面积为管道空心面积的0.5～0.7倍；塔座底板上设置有2～8个流孔，流孔的孔面积为管道空心面积的0.3～0.5倍；格栅板为孔状结构，即在圆形板上设置有16～24个方形或菱形或圆形的通孔，通孔的孔面积为管道空心面积的0.5～0.7倍；混合环为3～5个，每个混合环的内径d不等，按照混合环内径d的大小间隔布置，混合环的最小空心面积为管道空心面积的0.5～0.7倍。

由于采用上述技术方案，本发明将制备好的絮凝剂溶液经加药喷管喷入充满固液两相流的管道中，固液两相流处于流动状态，加药喷管沿矿浆流向正对一级混合锥的顶部安装，絮凝剂高速冲击一级混合锥的顶部，形成反射，强制分散到固液两相流中，流体沿着一级混合锥与管道之间形成的变径环型流道流动，水力半径和过流断面面积发生变化，速度、流向方式改变，流体层与层之间产生动量交换，絮凝剂与原来的固液两相流进一步混合。离开一级混合锥后，流体速度急剧下降，产生强烈的湍流，越过格栅板时流速加快，得到再一次混合。此后流体进入二级混合锥与管道之间的流孔，重复一级混合锥的混合过程。离开二级混合锥后流体将以非均匀流动的方式穿越半径变化的混合环，完成最后一次混合过程。最终达到均匀快速混合的目的。

因此，本发明完全依靠矿浆自身流动能量实现絮凝剂在固液两相流中的均匀混合，改善了矿浆的沉降性能，加快了沉降速度。因而具有构简单、使用方便、絮凝剂在固液两相流中能混合均匀且混合速度快的特点。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图；

图2是图1中的一、二级混合锥4、6的右视示意图；

图3是图2的剖视图；

图4是图1中的格栅板5的右视示意图；

图5是图4的A-A剖视图；

图6是图1中混合环7的右视示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述，并非对保护范围的限制：

实施例1

一种絮凝剂混合装置，其结构如图1所示：在管道3内同中心地沿矿浆流向依次安装有加药喷管、一级混合锥4、格栅板5、二级混合锥6和混合环7。位于管道3上游的壁外的加药喷管入口端1与加药装置联通，加药喷管的喷嘴2位于管道3的中心并正对一级混合锥4的顶部，一级混合锥4的外形为塔状，与塔身为一体的塔座底板8固定在管道3内，塔座底板8上设有流孔9；二级混合锥6位于一级混合锥4的下游，二级混合锥6的形状和安装方向均与一级混合锥4相同，在一级混合锥4和二级混合锥6之间的管道3内还固定安装有一道格栅板5，二级混合锥6的顶部对着格栅板5，二级混合锥6的底部对着混合环，混合环7固定安装在管道3的内壁。

本实施例中：管道3由3截钢管联接，钢管的内径为400～600mm；加药喷管的入口端1与加药装置联通，加药装置的静压强与管道内的静压强的差值为0.12～0.15MPa；一级混合锥4和二级混合锥6如图2和图3所示，塔形台阶为4个，每一台阶的中心线重合；塔座底板8的截面积为管道3空心面积的0.6～0.7倍；塔座底板8上设置有6个流孔9，流孔9的孔面积为管道3空心面积的0.3～0.4倍；格栅板5为孔状结构，即在圆形板上设置有24个方形通孔10，方形通孔10的孔面积为管道3空心面积的0.6～0.7倍；混合环7为3个，每个混合环7的内径d不等，按照混合环7内径d的大小不等间隔布置，混合环7的最小空心面积为管道3空心面积的0.6～0.7倍。

需要沉降或浓缩的固液两相流由管道3引入，混合后流出，进入沉淀池或浓缩机。

实施例1

一种絮凝剂混合装置，本实施例中：管道3由3截钢管联接，钢管的内径为100～400mm；加药喷管的入口端1与加药装置联通，加药装置的静压强与管道内的静压强的差值为0.08～0.12MPa；塔形台阶为5～6个，每一台阶的中心线重合；塔座底板8的截面积为管道3空心面积的0.5～0.6倍；塔座底板8上设置有7～8个流孔9，流孔9的孔面积为管道3空心面积的0.4～0.5倍；格栅板5为孔状结构，即在圆形板上设置有16～24个方形通孔10，方形通孔10的孔面积为管道3空心面积的0.5～0.6倍；混合环7为4～5个，每个混合环7的内径d不等，按照混合环7内径d的大小不等间隔布置，混合环7的最小空心面积为管道3空心面积的0.5～0.6倍。

本具体实施方式将制备好的絮凝剂经加药喷嘴2喷出，打在一级混合锥4的顶部，高速碰撞后絮凝剂变成水滴状强制分散到固液两相流中。一级混合锥4的结构为塔状，它与管道围成的流道成阶梯环状，沿着流体流向水力半径缩小、断面积缩小，因此矿浆的速度和方向也在发生变化，产生紊流、湍流，层与层之间会产生动量交换，使得不同组分物质在一级混合锥得到相互混合。矿浆进入格栅板5后，断面积突然扩大，流速和流向发生剧烈的变化，絮凝剂和固液两相流再次得到混合，越过格栅板5时，矿浆经过强制加速和方向调整，再流过突然扩大的水力断面，在格栅板混合再次混合。进入二级混合锥6后，絮凝剂与固液两相流重复一级混合锥4的混合过程。同样的原理，流体进入混合环7后，将以跳跃的方式流动，流速和方向不断变化，形成紊流，靠近环的底部还会形成涡流，动量交换更加激烈，最终实现絮凝剂与固液两相流的均匀快速混合。

没有安装该装置前，絮凝剂添加方式为分点直接添加到立式砂仓的给料箱中，立式砂仓溢流固体浓度高达10～20％，微细粒矿泥几乎无法沉降，立式砂仓无法正常工作。将本装置安装于立式砂仓的上部供矿管路中，尾矿的平均粒度为10～15微米，浓度为25～30％，矿浆流量为40m³/h。与没有安装本装置相比，溢流排放浓度下降到0.5～0.8％，澄清度很高，溢流水可以回用。

本装置完全依靠矿浆自身流动能量实现絮凝剂在固液两相流中的均匀混合，矿浆与絮凝剂充分混合，形成絮团均匀、稳定，改善了矿浆的沉降性能，加快了沉降速度。因而具有结构简单、使用方便、絮凝剂在固液两相流中能混合均匀且混合速度快的特点。

Claims (5)

1.一种絮凝剂混合装置，其特征是在管道[3]内同中心地沿流体方向依次安装有加药喷管、一级混合锥[4]、格栅板[5]、二级混合锥[6]和混合环[7]；

位于管道[3]上游壁外的加药喷管入口端[1]与加药装置联通，加药喷管的喷嘴[2]位于管道[3]的中心并正对一级混合锥[4]的顶部，一级混合锥[4]的外形为塔状，与塔身为一体的塔座底板[8]固定在管道[3]内，塔座底板[8]上设有流孔[9]；二级混合锥[6]位于一级混合锥[4]的下游，二级混合锥[6]的形状和安装方向均与一级混合锥[4]相同，在一级混合锥[4]和二级混合锥[6]之间的管道[3]内还固定安装有一道格栅板[5]，二级混合锥[6]的顶部对着格栅板[5]，二级混合锥[6]的底部对着混合环，混合环[7]固定安装在管道[3]的内壁。

2.根据权利要求1所述的絮凝剂混合装置，其特征在于所述的管道[3]由1～5截钢管联接，钢管的内径为100～600mm。

3.根据权利要求1所述的絮凝剂混合装置，其特征在于所述的加药喷管入口端[1]与加药装置联通，加药装置的静压强与管道内的静压强的差值为0.08～0.15MPa。

4.根据权利要求1所述的絮凝剂混合装置，其特征在于所述的一级混合锥[4]和二级混合锥[6]的塔形台阶为4～6个，每一台阶的中心线重合。

5.根据权利要求1所述的絮凝剂混合装置，其特征在于所述的混合环[7]为3～5个，每个混合环[7]的内径d不等，按照混合环[7]内径d的大小间隔布置，混合环[7]的最小空心面积为管道[3]空心面积的0.5～0.7倍。

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