CN102091442B - 一种沉降式固液分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种沉降式固液分离装置，包括：沉降水箱，在所述沉降水箱的顶部设置有进液槽，在所述沉降水箱一侧且靠近顶部设置有出液口；在所述沉降水箱内、位于所述沉降水箱底部设置有螺旋输送器；其特征在于，在所述螺旋输送器的上方相对于水平面倾斜设置有多个导流板；在所述沉降水箱出水处设置有循环水箱。本发明通过在所述固液分离装置中设置导流板，并结合所述螺旋输送器的间歇工作方式，阻止了螺旋输送器造成的吸附液的扰动传播至导流板的上部，有效避免了因为螺旋输送器造成的扰动而使得尘粒上浮并跟随上清液流出沉降水箱的现象。

Description

一种沉降式固液分离装置

技术领域

本发明涉及一种固液分离的装置，具体涉及一种利用沉降法进行固液分离，可实现湿式除尘器中的吸附液循环利用的装置。

背景技术

湿式除尘是指利用水或其它液体与含尘气体接触，从而将气体中的杂质进行吸收，在上述处理过程中，尘粒与喷洒的水滴、水膜或湿润的器件相遇时，发生润湿、凝聚、扩散沉降等过程，因而从气体中分离出来，达到净化气体的目的。湿式除尘具有投资低，操作简单，占地面积小，能同时进行有害气体的净化、能够对含尘气体进行冷却和加湿等优点。特别适用于处理高温度、高湿度和有爆炸性危险气体的净化，但是由于湿式除尘采用了水或其它液体作为净化物，在吸附尘粒后会生成大量的成泥污水。由于湿式除尘的吸附液用量非常大，为了节约液体资源并降低成本，所以需要将吸附液进行循环利用，但是如果直接将吸附尘粒后的成泥污水直接进行再利用，那么必然会带来对含尘气体的二次污染。

现有技术中，中国专利文献CN100349644C公开了一种设置有固液分离装置的螺旋净化除尘器，所述除尘器设置有螺旋叶片，所述螺旋叶片配合安装在外壳上，将外壳较大的空间隔离成许多个小空间，在实际使用时，所述螺旋叶片浸在吸附液里并进行旋转运动，从而对烟气产生导流作用，引导烟气前进，减小阻力，同时对烟气进行切割，增大了烟气的表面积，促进吸收液和气体充分接触，在所述螺旋叶片的下方设置有沉降室，在快速旋转的螺旋叶片产生的离心力的作用下，尘粒会沿所述叶片旋转的切向方向进入沉降室，沉降后的尘粒通过设置在沉降室底部的出灰绞龙输送到系统外部。这里提到的出灰绞龙是螺旋输送机的俗称，在所述出灰绞龙的旋转轴上同样焊有螺旋叶片，通过所述螺旋叶片的旋转可将物料推移至系统外部。

在该技术中，将螺旋输送机外露于沉降室底部，这样当螺旋输送机的螺旋叶片快速旋转时，会对沉降室内的吸附液造成扰动，导致沉降至螺旋输送机上方的尘粒重新上浮，从而大大降低了所述固液分离装置的沉降分离效率。

发明内容

本发明要解决的问题是现有技术中安装有螺旋输送机的固液分离装置，由于所述螺旋输送机的螺旋叶片外露于所述沉降室底部并快速旋转，对沉降室内的吸附液造成扰动，从而导致沉降至螺旋输送机上方的尘粒重新上浮，降低所述固液分离装置分离效率，进而提供一种能够有效减少吸附液的扰动，具有较高分离效率的沉降式固液分离装置。

本发明所述的沉降式固液分离装置的技术方案为：

一种沉降式固液分离装置，包括：沉降水箱，在所述沉降水箱的顶部设置有进液槽，在所述沉降水箱一侧且靠近顶部设置有出液口；

在所述沉降水箱设置有出液口的一侧还设置有循环水箱，从所述出液口流出的吸附液进入所述循环水箱，所述循环水箱通过循环泵与湿式除尘器相连接；

在所述沉降水箱内、位于所述沉降水箱底部设置有螺旋输送器，所述螺旋输送器与水平面的夹角小于90°；

在所述螺旋输送器的上方相对于水平面倾斜设置有多个导流板。

所述螺旋输送器的螺旋轴与水平面的夹角b小于或者等于40°。

所述螺旋轴直径为20-100mm，设置在所述螺旋轴上的螺旋叶片的直径为螺旋轴直径的2.5-5倍，所述螺旋叶片的螺间距为螺旋叶片直径的0.85-1倍。

所述螺旋输送器还包括一个设置在所述螺旋轴以及螺旋叶片外部的壳体，所述壳体的内径比所述螺旋叶片的直径大0.5-3mm。

所述多个导流板相互平行设置。

相邻两块导流板之间的垂直距离为10-30mm。

所述导流板与水平面的夹角a大于60°。

在所述沉降水箱内还设置有隔板，所述隔板与所述沉降水箱的顶部以及沿所述沉降水箱的宽度方向所述螺旋输送器的两侧壁相连接。

所述隔板的底端位于所述沉降水箱内部的液面下50-100mm。

所述沉降水箱由上箱体和下箱体组成，所述上箱体呈矩形体，所述下箱体呈长条漏斗形，所述螺旋输送器设置于所述下箱体底部。

所述下箱体漏斗形侧壁与所述水平面的夹角c大于或等于60°且小于90°。

所述进液槽的宽度是所述沉降水箱宽度的0.6-0.8倍。

所述沉降水箱的体积为每小时循环水量的0.5-3倍。

在所述沉降水箱的出液口设置由所述沉降水箱至所述循环水箱逐渐降低的出水导流板。

所述螺旋输送器在转动和静止两个状态下交替工作，所述螺旋输送器每次处于所述静止状态的时间不小于5分钟，转动状态下所述螺旋输送器的转速为1-10转/min。

所述螺旋输送器处于转动和静止两个状态下的时间比为1∶1-1∶30。

本发明所述的沉降式固液分离装置的优点在于：

(1)本发明所述的沉降式固液分离装置，在所述螺旋输送器的上方相对于水平面倾斜设置有多个导流板，当所述螺旋输送器对沉降在沉降水箱底部的尘粒进行输送时，由于所述螺旋输送器的旋转叶片快速旋转，从而会对沉降水箱内的吸附液造成扰动，这种扰动会使沉降中的尘粒再次上浮，本发明通过设置导流板，阻止这种吸附液的扰动传播至所述导流板的上部，有效避免了因为螺旋输送器造成的扰动而使得尘粒上浮并跟随上清液流出沉降水箱的现象。

(2)本发明所述的沉降式固液分离装置，设置所述螺旋输送器的螺旋轴与水平面的夹角b小于或者等于40°，当这一角度过大时，则污泥在沿所述螺旋轴输送的过程中，由于自身重力的作用，可能会发生滑落，降低所述螺旋输送器的输送效率。

(3)本发明所述的沉降式固液分离装置，设置所述螺旋轴直径为20-100mm，设置在所述螺旋轴上的螺旋叶片的直径为螺旋轴直径的2.5-5倍，所述螺旋叶片的螺间距为螺旋叶片直径的0.85-1倍，在这里对所述螺旋叶片的直径进行限定，原因在于如果所述螺旋叶片的直径设置的过大，则会对吸附液产生较大的扰动，影响吸附液中尘粒的沉降效果，而所述螺旋叶片的直径如果设置的过小又会影响到螺旋输送器的输送效果；本发明通过对所述螺旋输送器各个部件的参数进行优化，使得所述螺旋输送器处在最佳工作状态，提高对所述污泥的输送效果。

(4)本发明所述的沉降式固液分离装置，对所述导流板与所述水平面之间的夹角进行了限定，原因在于，从位于所述导流板上层的吸附液中的尘粒在重力作用下会沉降到所述导流板的表面，当所述导流板与所述水平面之间的夹角过小时，所述沉降下来的尘粒会大量附着在所述导流板的表面，因此本发明设置所述导流板与所述水平面之间的夹角a大于60°，从而使得尘粒不易附着在导流板上，而是在重力作用下落在所述沉降水箱的底部，被所述螺旋输送器输送到系统外部。

(5)本发明所述的沉降式固液分离装置，还设置所述多个导流板相互平行设置，且相邻两块导流板之间的垂直距离为10-30mm，当相邻两块导流板之间的垂直距离过大时，则不能对螺旋输送器造成的扰动进行有效的阻隔，位于所述导流板上方的吸附液仍会产生扰动，而当相邻两块导流板之间的垂直距离过小时，由于导流板设置的过于紧密又会影响到导流板上方吸附液中尘粒的沉降，本发明通过对相邻两块导流板的垂直距离进行限定，在有效减少吸附液扰动的同时也不会妨碍上方吸附液中尘粒的沉降。

(6)本发明所述的沉降式固液分离装置，在所述沉降水箱内还设置有隔板，所述隔板与所述沉降水箱的顶部以及沿所述沉降水箱的宽度方向所述螺旋输送器的两侧壁相连接，所述隔板的作用在于刮除浮在吸附液表面和上层的轻微颗粒，避免这些轻微的颗粒随上清液流出。

(7)本发明所述的沉降式固液分离装置，设置所述隔板的底端位于所述沉降水箱内部的液面下50-100mm；当所述隔板底端位于所述沉降水箱内部的液面下的距离过小时，则不能有效刮除浮在吸附液表面和上层的轻微颗粒，而当所述距离过大时，由于吸附液要从所述隔板的底端流过，在这一过程中就有可能将正在沉降中的颗粒夹带至吸附液的上层，影响颗粒的沉降效果，本发明通过设置所述隔板的底端位于所述沉降水箱内部的液面下50-100mm，在有效刮除轻微颗粒的同时也避免了吸附液从所述隔板的底端流过时，将正在沉降中的颗粒夹带至吸附液的上层，影响颗粒沉降效果的现象。

(8)本发明所述的沉降式固液分离装置，设置所述沉降水箱由上箱体和下箱体组成，所述上箱体呈矩形体，所述下箱体呈长条漏斗形，所述螺旋输送器设置于所述下箱体底部，将所述下箱体设置成长条漏斗形，是为了便于颗粒向螺旋输送机所在的位置聚集；本发明还进一步设置了所述下箱体漏斗形侧壁与所述水平面的夹角c大于或等于60°且小于90°，这是为了避免由于下箱体漏斗形侧壁与所述水平面的夹角过小而导致的颗粒附着在所述侧壁上，不易清除的现象。

(9)本发明所述的沉降式固液分离装置，设置所述进液槽的宽度是所述沉降水箱宽度的0.6-0.8倍，保证吸附液进入沉降水箱时流速均匀，不会因为局部流速过快产生冲击，对尘粒的沉降产生不良影响。

(10)本发明所述的沉降式固液分离装置，对所述沉降水箱的体积与每小时循环水量的倍数进行了限定，从而使得所述吸附液在沉降水箱中的停留之间在一定的范围内，当所述停留时间较大时，所述固液分离装置单位时间处理的吸附液的量就会降低，而当所述停留时间较小时，所述吸附液中的颗粒沉降效率会比较低，本发明通过设置所述沉降水箱的体积为每小时循环水量的0.5-3倍，使得所述停留时间在一个适宜的范围内，保证吸附液中尘粒沉降效果的同时也保证了固液分离装置的处理效率。

(11)本发明所述的沉降式固液分离装置，在所述沉降水箱设置有出液口的一侧还连接设置有循环水箱，所述循环水箱通过循环泵与湿式除尘器相连接，为所述湿式除尘器提供吸附液体。所述循环水箱在这里起到了对吸附液中的尘粒进行二次沉降的作用，进一步提高了尘粒的沉降效率。

(12)本发明所述的沉降式固液分离装置，在所述沉降水箱的出液口设置由所述沉降水箱至所述循环水箱逐渐降低的出水导流板，所述出水导流板对从所述沉降水箱流出的上清液起到了导流的作用，确保流出沉降水箱的液体为最上层的清液。

(13)本发明所述的沉降式固液分离装置，设置所述螺旋输送器在转动和静止两个状态下交替工作，所述螺旋输送器每次处于所述静止状态的时间不小于5分钟，转动状态下所述螺旋输送器的转速为1-10转/min。这样设置的目的在于，在所述螺旋输送器静止的状态下，尘粒能够附着在沉降水箱的底部以及螺旋输送器的表面，不会受到螺旋输送器中叶片旋转带来的影响，之所以设置所述静止时间不小于5分钟，是为了给尘粒足够的沉降时间，保证有足够多尘粒沉降在了沉降水箱的底部以及螺旋输送器的表面，然后再通过螺旋输送器的运转将所述尘粒沉降后形成的污泥带走。在这里设置运转状态下所述螺旋输送器的转速为1-10转/min，原因在于如果所述螺旋输送器的转速过小，则对污泥的运输速率过慢，导致污泥大量堆积在沉降水箱的底部，如果转速过大，则对吸附液的扰动也会随之变大，因此本发明将所述螺旋输送器的转速设置在适宜的范围内，在保证所述螺旋输送器对污泥的输送效率的同时，也有效避免了对吸附液造成较大的扰动。

(14)本发明所述的沉降式固液分离装置，所述螺旋输送器转动和停止两个状态的时间比为1∶1-1∶30，是考虑到所述吸附液中尘粒的真密度所在的范围后设置的，尘粒的真密度越大，运转和停止两个状态的时间比越小。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被理解，本发明结合附图和具体实施方式对本发明的内容进行进一步的说明；

图1所示是本发明所述的沉降式固液分离装置的示意图；

图2所示是本发明所述的沉降水箱的纵向截面图；

图3所示是本发明所述的可变换方式的沉降式固液分离装置的示意图；

其中，附图标记为：

1-沉降水箱，2-吸附液，3-螺旋输送器，4-导流板，5-进液槽，6-出液口，7-湿式除尘器，8-出水导流板，9-循环泵，10-循环水箱，11-上箱体，12-下箱体侧壁，13-下箱体，14-隔板。

具体实施方式

实施例1

如图1所示是本实施例所述的沉降式固液分离装置，包括：沉降水箱1，在所述沉降水箱1的顶部设置有进液槽，所述进液槽的宽度是所述沉降水箱1的宽度的0.8倍；

在所述沉降水箱1一侧且靠近顶部设置有出液口；

在所述沉降水箱设置有出液口的一侧还设置有循环水箱10，从所述出液口6流出的吸附液进入所述循环水箱10，所述循环水箱10通过循环泵与湿式除尘器7相连接；

在所述沉降水箱1内、位于所述沉降水箱1底部设置有螺旋输送器3，所述螺旋输送器3的高度沿泥浆的输送方向逐渐增加，所述螺旋输送器3与水平面的夹角b为40°，所述螺旋输送器3的螺旋轴直径为20mm，设置在所述螺旋轴上的螺旋叶片的直径为螺旋轴直径的2.5倍，所述螺旋叶片的螺间距为螺旋叶片直径的0.85倍；

在所述螺旋输送器3的上方设置有多个导流板4，所述多个导流板4平行设置，且相邻两个导流板4之间的垂直距离为30mm，所述导流板4与水平面之间的夹角a为70°；

所述沉降水箱1由上箱体11和下箱体13组成，如图2所示，所述上箱体11呈矩形体，所述下箱体13呈长条漏斗形，所述下箱体漏斗形侧壁12与所述水平面的夹角c为70°。所述螺旋输送器3设置于所述下箱体13底部，所述沉降水箱1的体积为每小时循环水量的3倍。

本实施例所述的沉降式固液分离装置的工作过程为：

(1)从湿式除尘器7流出的含有尘粒的吸附液2从所述进液槽进入到所述沉降水箱1，所述吸附液2内的尘粒在重力的作用下进行沉降；

(2)沉降至所述沉降水箱1底部的尘粒被螺旋输送器3输送至系统外部，所述螺旋输送器3在转动和静止两个状态下交替工作，其中，每次所述静止状态的时间为5分钟，所述螺旋输送器3转动和静止两个状态下的时间比为1∶1，转动状态下所述螺旋输送器3的转速为1转/min，所述螺旋输送器3的螺旋叶片在旋转过程中使吸附液2产生扰动，所述导流板4对所述吸附液2的扰动进行阻隔，避免所述扰动传播到吸附液2上方；

(3)经沉降后的吸附液2在上层形成上清液，所述上清液通过所述出液口6排出后流入所述循环水箱10，在所述循环水箱10内进行二次沉降，沉降后形成的上清液在所述循环泵9的作用下，再次泵入所述湿式除尘器7中循环使用。

实施例2

如图2所示是本实施例所述的沉降式固液分离装置，与实施例1相比，本实施例中的固液分离装置的所述进液槽的宽度是所述沉降水箱1的宽度的0.6倍，做为可选择的实施方式，本发明所述进液槽的宽度也可设置成其它可使吸附液2进入所述沉降水箱1的任意尺寸；

本实施例中所述螺旋输送器3的高度沿泥浆的输送方向逐渐增加，所述螺旋输送器3与水平面的夹角b为20°，所述螺旋输送器3的螺旋轴直径为100mm，设置在所述螺旋轴上的螺旋叶片的直径为螺旋轴直径的5倍，所述螺旋叶片的螺间距与螺旋叶片直径相等，做为可选择的实施方式，本发明所述螺旋输送器3与水平面的夹角b也可以设置成其它小于90°的任意角度，同样作为可选择的实施方式，本发明所述的螺旋输送器3中各个部件的尺寸也可以为任意现有的、可满足所述螺旋输送器3正常工作的其它尺寸；

本实施例所述螺旋输送器3还包括一个设置在所述螺旋轴以及螺旋叶片外部的壳体，作为优选的实施方式，所述壳体的内径可设置为比所述螺旋叶片的直径大0.5-3mm，从而可以利用所述壳体的内壁对尘粒(混合水后成为泥浆)产生收拢作用，更一步保证了所述泥浆的顺畅输出。

所述多个导流板4平行设置，且相邻两个导流板4之间的垂直距离为10mm，所述导流板4与水平面之间的夹角a为80°，作为可选择的实施方式，所述多个导流板4也可以设置成不平行的形式，即各个导流板4与水平面的夹角全部或者部分不相同；

所述沉降水箱由上箱体11和下箱体组成，所述上箱体11呈矩形体，所述下箱体13呈长条漏斗形，所述下箱体13漏斗形侧壁12与所述水平面的夹角c为80°。所述螺旋输送器3设置于所述下箱体13底部，所述沉降水箱1的体积为每小时循环水量的0.5倍。

本实施例在所述沉降水箱1内还设置有隔板14，所述隔板14与所述沉降水箱1的顶部以及沿所述沉降水箱1的宽度方向所述螺旋输送器3的两侧壁相连接，所述隔板的底端位于所述沉降水箱1内部的液面下50mm，作为可选择的实施方式，所述隔板的底端位于所述沉降水箱1内部的液面下的距离也可以设置成其它距离，优选50-100mm；

本实施例在在所述沉降水箱1的出液口6设置由所述沉降水箱1至所述循环水箱10逐渐降低的出水导流板8。

本实施例中所述的沉降式固液分离装置的工作过程为：

(1)从湿式除尘器流出的含有尘粒的吸附液2从所述进液槽进入到所述沉降水箱1，所述吸附液2内的尘粒在重力的作用下进行沉降；

(2)沉降至所述沉降水箱1底部的尘粒被螺旋输送器3输送至系统外部，所述螺旋输送器3在转动和静止两个状态下交替工作，其中，每次所述静止状态的时间为30分钟，所述螺旋输送器3转动和静止两个状态下的时间比为1∶30，转动状态下所述螺旋输送器3的转速为10转/min，所述螺旋输送器3的螺旋叶片在旋转过程中使吸附液2产生扰动，所述导流板4对所述吸附液2的扰动进行阻隔，避免所述扰动传播到吸附液2上方；

(3)经沉降后的吸附液2在上层形成上清液，所述上清液通过所述出液口排出后沿所述出水导流板8流入所述循环水箱10，在所述循环水箱10内进行二次沉降，沉降后形成的上清液在所述循环泵9的作用下，再次泵入所述湿式除尘器中循环使用。

作为可选择的实施方式，本发明中所述的螺旋输送器在工作时也可以不设置静止状态，而使所述螺旋输送器在适宜的转速下持续旋转。

本发明所述的固液分离装置中，所述螺旋输送器的螺旋轴的直径随着输送物料量的变化而相应变化，当输送物料量较大时，选择设置所述螺旋轴的直径为较大的直径，相反地，当输送物料量较小时，选择设置所述螺旋轴的直径为较小的直径。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (12)

1.一种沉降式固液分离装置，包括：沉降水箱，在所述沉降水箱的顶部设置有进液槽，在所述沉降水箱一侧且靠近顶部设置有出液口；

在所述沉降水箱设置有出液口的一侧还设置有循环水箱，从所述出液口流出的吸附液进入所述循环水箱，所述循环水箱通过循环泵与湿式除尘器相连接；

在所述沉降水箱内、位于所述沉降水箱底部设置有螺旋输送器，所述螺旋输送器与水平面的夹角小于90°；所述螺旋输送器的螺旋轴与水平面的夹角b小于或者等于40°；所述螺旋轴直径为20-100mm，设置在所述螺旋轴上的螺旋叶片的直径为螺旋轴直径的2.5-5倍，所述螺旋叶片的螺间距为螺旋叶片直径的0.85-1倍；

其特征在于，

在所述螺旋输送器的上方相对于水平面倾斜设置有多个导流板；相邻两块导流板之间的垂直距离为10-30mm；所述导流板与水平面的夹角a大于60°。

2.根据权利要求1所述的沉降式固液分离装置，其特征在于，所述螺旋输送器还包括一个设置在所述螺旋轴以及螺旋叶片外部的壳体，所述壳体的内径比所述螺旋叶片的直径大0.5-3mm。

3.根据权利要求2所述的沉降式固液分离装置，其特征在于，所述多个导流板相互平行设置。

4.根据权利要求1或2或3所述的沉降式固液分离装置，其特征在于，在所述沉降水箱内还设置有隔板，所述隔板与所述沉降水箱的顶部以及沿所述沉降水箱的宽度方向所述螺旋输送器的两侧壁相连接。

5.根据权利要求4所述的沉降式固液分离装置，其特征在于，所述隔板的底端位于所述沉降水箱内部的液面下50-100mm。

6.根据权利要求1所述的沉降式固液分离装置，其特征在于，所述沉降水箱由上箱体和下箱体组成，所述上箱体呈矩形体，所述下箱体呈长条漏斗形，所述螺旋输送器设置于所述下箱体底部。

7.根据权利要求6所述的沉降式固液分离装置，其特征在于，所述下箱体漏斗形侧壁与所述水平面的夹角c大于或等于60°且小于90°。

8.根据权利要求1或2或3或5或7所述的沉降式固液分离装置，其特征在于，所述进液槽的宽度是所述沉降水箱宽度的0.6-0.8倍。

9.根据权利要求1或3所述的沉降式固液分离装置，其特征在于，所述沉降水箱的体积为每小时循环水量的0.5-3倍。

10.根据权利要求1或2或3或5或7所述的沉降式固液分离装置，其特征在于，在所述沉降水箱的出液口设置由所述沉降水箱至所述循环水箱逐渐降低的出水导流板。

11.根据权利要求1或2或3或5或7所述的沉降式固液分离装置，其特征在于，所述螺旋输送器在转动和静止两个状态下交替工作，所述螺旋输送器每次处于所述静止状态的时间不小于5分钟，转动状态下所述螺旋输送器的转速为1-10转/min。

12.根据权利要求11所述的沉降式固液分离装置，其特征在于，所述螺旋输送器处于转动和静止两个状态下的时间比为1:1-1:30。