CN1027230C - 处理主要由硅藻土组成的滤泥的装置及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种处理主要由硅藻土组成，已被机械脱水的滤泥的装置，它包括：送料设备(1)，电热干燥器(3)，由旋风分离器(4)和固体过滤器(5)组成的分离设备，高温处理箱(7)，热风旋流器(8)和冷却设备(9)，高温处理箱设计成带有同轴设置的干燥物料入口管的旋流反应器，它的上游与处理气体发生器(13)相连。热风旋流器敷有耐火陶瓷内衬(18)，它能使80%左右的固体材料分离出来，其后接有骤冷设备(19)，热风旋流器的热气出口通过输送管道系统(20)与电热干燥器相连。输送管道系统有一个与过程控制设备(21)共同起作用的喷水冷却器(22)。

Description

本发明涉及一种处理主要由硅藻土组成，包含给定颗粒分布的硅藻土，有机组分，有时还包含膨胀珍珠岩或膨胀蛭石的滤泥的装置，该装置包括：

一个送入分布足够精细的待送滤泥的送料设备;

一个用来将待送滤泥在干燥气流中进行干燥，并使其散布开来的电热干燥器;

一个由旋风分离器和固体过滤器组成，用来分离颗粒状干燥物料的设备;

一个用处理气流对干燥物料进行处理的高温处理箱;

一个用来将已处理过的物料从处理气流中分离出来的热风旋流器;以及

一个对已分离出来的，处理过的物料进行冷却的设备。

上述这些设备按所述顺序构成一个流程。处理至少是指达到可以无困难地排除废料的程度，例如达到合理存放的程度。但是这个概念还包括回收，允许将已处理过的物料再用作助滤物料。此外，本发明还涉及这种装置的运行方法。在本发明的范围内，硅藻土表示一种可以在各种工业中用作助滤物料的矿物原料（参阅Rompps化学百科词典，1973年，第1770页）。尤其是在制糖工业，啤酒厂，化学工业以及制药工业中将使用这样的助滤物料。这种滤泥除了包含各种硅藻土外，还包含有惰性干燥剂中的其它助滤物料，膨胀珍珠岩或膨胀蛭石就属于这种助滤物料。此外，滤泥还含有过滤时的沉积物，这些沉积物主要为有机物，因而必需进行处理。通常，珍珠岩或蛭石所占的重量百分比很小，它们在助滤物料中能定性地补偿由于机械力而引起的颗粒细度的提高。此外，在接触法中与硅藻土一起使用的硅胶也可能包含在滤泥中。因此，滤泥的成份可以是不同的，视其来源而定。根据经验，有一种滤泥主要由硅藻土组成。而分散作用可理解为滤泥“溶解”成初次晶粒。滤泥是指这样一种物料：它由啤酒厂助滤物料构成，按本发明方法处理后，可将已处理过的物料再次用作啤酒厂的助滤物料。就这点而言，本发明涉及的仿佛是一种循环方法。

在那些作为本发明基础，实践中公知的技术中，人们观察到了一种不利的转换-包含在硅藻土中的非结晶硅酸转变成结晶硅酸。它会影响或妨碍已处理过的物料再用作助滤物料。此外，还希望改进已有装置的工作可靠性。事实证明所形成的烧结块以及沉积在干燥气体排出时要经过的过滤器上的沉淀将带来不利的影响。当在这样的装置中要处理不同来源的滤泥时，这种不利影响将明显地表现出来。此外，公知的技术能量消耗相当可观，而且还要对那些排放到环境中的气体进行仔细的净化。

本发明的任务是对具有本说明书开始部分所描述的基本结构的装置作进一步改进，使其能更方便地处理滤泥，而且能够可靠地回收这些滤泥，得到一种由硅藻土组成的助滤物料，而不必耽心硅藻土在颗粒组份上出现不利的变化。此外，该装置还应该设计成工作时能耗较小。

为解决上述任务，本发明的解决方案是：将高温处理箱设计成旋流反应器，该反应器具有一个横截面为圆形的垂直反应腔，还有一个同轴地设置在该反应腔下方。用来导入处理气流的旋流发生设备，以及一个同轴地设置在反应腔上方，且伸入到其中的干燥物料入口管;该高温处理箱的上游连着一个处理气体发生器，该发生器具有一个燃烧室，一个送入液体和/或气体燃料的部件，一个用来送入压力空气的部件，以及一个送入新鲜空气的部件，它所产生的处理气流具有足够的流动能量，并具有使有机成分燃烧的足够高的温度和足够的含氧量;在热风旋流器内敷有一层耐火陶瓷内衬，能使80%左右的固体材料分离出来，热风旋流器的下游接有一个用来对分离出来的固体材料进行骤冷的设备，它设置在热风旋流器和冷却设备之间;热风旋流器的热气排出口通过一个输送管道系统与电热干燥器相连，由热风旋流器排出的，带有20%左右固相组分的热气作为干燥气流送入电热干燥器;输送管道系统具有一个与过程控制设备共同起作用的喷水冷却器，借助于此喷水冷却器可将干燥气流的温度调节至足够低的进口温度，从而可防止滤泥中所夹带的有机成分在电热干燥器中蒸发，汽化。

本发明的依据是：具有本说明书开始部分所描述的基本结构，用来处理滤泥，也就是用来得到由硅藻土组成的助滤物料的装置应当布置和安排成：使其中的有机成分实际上完全留在高温处理箱中，并在该箱中尽可能地充分燃烧。此外，在本发明中，电热干燥器内不可出现有机成分的蒸汽，否则在固体过滤器中会出现沉积，而且还需要对排出的废气进行附加的，耗资昂贵的净化。另一方面，所形成的滤泥中有机成分含量各不相同，因而，随着有机成分的燃烧从高温处理箱或者热风旋流器中排放出不同的、但温度很高的处理气体（烟气）。根据本发明，仍然可将此处理气体作为干燥气流送入电热干燥器中，从而节约了能源，而不会因其温度过高而在电热干燥器中出现有机成分的蒸汽，因为本发明借助喷水冷却器可在极短的时间内对干燥气流的温度作相应的调节。使人意想不到的是，干燥气流所夹带的固相组份有助于不出现不利的结块，或使结块散开。干燥物料在高温处理箱中的平均停留时间很短，该时间可以调节成使其不出现从非结晶硅酸向结晶硅酸转换。此外，对来自热风旋流器的已处理过的物料进行骤冷也可阻止非结晶硅酸转变成结晶硅酸。在高温处理箱中处理的干燥物料可能为一种熔岩状的流动状态。骤冷作用还可确保已处理过的物料在离开热风旋流器后马上可用通用设备输送以及用手熟练地操作。结果，将上述措施综合起来就能简单地处理作为排放废料的滤泥，而且还可以可靠地回收，从已机械脱水的滤泥得到由硅藻土组成的助滤物料，而不会使硅藻土在晶粒结构方面产生不利的变化。而且，本发明的装置工作时能耗较小。

此外，在本发明范围内，还可对本发明的装置作多种改进。以有机成分能完全充分燃烧为特点的本发明最佳实施方式的特征是：高温处理箱有一个垂直截面的梨形反应腔、一个旋流发生设备、以及一个相对于反应腔来说横截面减小的气体出口。高温处理箱运行时所使用的处理气体以大约600℃的、高于高温处理箱中着火温度的温度进入该高温处理箱。热风旋流器具有一个实用的、设计成水冷溜槽或水冷螺旋的骤冷设备。重要的是，来自热风旋流器的、已处理过的物料仅在很短的时间内就可从800℃左右的出口温度冷却到550℃或更低。喷水冷却器具有一个对干燥气流温度足够敏感、且可很快响应的调节回路。在本发明范围内还可这样安排：电热干燥器在旋风分离器前方的区域设有一个冲击折流设备，烧结块在其中由于受到撞击作用而破碎开。

本发明装置可进一步控制和调节成当采用各种来源和组成的滤泥作为原材料来进行工作时，可以简单而可靠的对滤泥进行处理，并能得到满足所有要求的助滤物料。

一个与此有关、涉及该装置运行的本发明最佳实施方式的特征是：采用来自各行业的各种来源的滤泥时，通过混合使滤泥成一定规格，并符合该装置的形式，然后再送到电热干燥器中。

下面根据一个实施例的附图对本发明作详细描述，其中：

图1表示本发明装置的流程示意图;

图2为图1所示本发明装置中的高温处理箱零部件的放大断面图;

图3为图2所示高温处理箱沿B-B方向的剖面图。

图1所描述的装置用来处理一种主要由硅藻土组成的、已机械脱水的滤泥。这种处理能将滤泥完全回收。该滤泥由一种预先给定颗粒分布的硅藻土、过滤时的沉积物组成，有时还包括膨胀珍珠岩或膨胀蛭石，或者硅胶。

在这套装置的基本结构中，首先有一个输送待送滤泥的送料设备1，它位于图1左侧。显然，在这种安排中，由螺旋输送器2或其它输送器将足够细分布的待送滤泥送入电热干燥器3中。该干燥器靠一股从下向上流动的干燥气流进行工作。这股干燥气流的流动速度足够大，从而可带着细粒的待送滤泥一起前进。此外，在该套装置的基本结构中，还有一个旋风分离器4和一个固体过滤器5。两者共同构成一个分离颗粒干燥物料的分离设备4、5。然后，干燥气体作为废气，经过用来加热送入该装置的新鲜空气的热交换器6，再作相应的净化后排至大气中。

用一股干燥气流来处理干燥物料的高温处理箱7对本发明的装置来说特别重要。用来将已处理的物料从处理气流中分离出来的热风旋流器8接在其后。此外，还有一个对已分离出来的、处理过的物料进行冷却的设备9。这些设备按所描述的顺序连接起来，就象流程图中用箭头标出的那样。在此流 程图上还标出了在本发明范围内主要的温度范围和温度。关于这些方面，对流程图不需再作详细描述。已处理过的物料可立即送去贮存，但是，这种处理也可一直进行到已处理过的物料能再作为助滤物料来使用。

比较图1到图3可知，高温处理箱7可制成旋流反应器，它有一个圆形横截面的垂直反应腔10，一个同轴地设置在反应腔10下方、用来导入处理气流的旋流发生设备11，以及一个同轴地设置在反应腔10上方、并伸入反应腔10内的干燥物料入口管12。高温处理箱7跟处理气体发生器13串联，该处理气体发生器13包括一个燃烧室14，一个用来送入液体和/或气体燃料的部件15，一个送入压力空气的部件16以及一个送入新鲜空气的部件17。处理气体发生器13设计成使得送入高温处理箱7的处理气流具有足够的流动能量，并具有使有机成分燃烧的足够高的温度和足够的含氧量。热风旋流器8有一层耐火陶瓷内衬18，设置该热风旋流器可使80%左右的固体成分分离出来。在热风旋流器下游接有一个对分离出来的固体材料进行骤冷的设备19。该骤冷设备设置在热风旋流器8和已描述过的冷却设备9之间。热风旋流器8的热气出口通过一个输送管道系统20与电热干燥器3相连。从热风旋流器排出的，带有20%左右固相组分的热气作为干燥气流送入电热干燥器3。在那里，将采取特殊的措施，也就是说采用了下述安排：该输送管道系统20有一个与过程控制设备21共同起作用的喷水冷却器22，借助于此喷水冷却器22可将干燥气流温度调节至足够低的进口温度，从而可防止夹带在滤泥中的有机组分在电热干燥器3中蒸发、汽化。

由图2和图3可知，高温处理箱7具有一个垂直截面为梨形的反应腔10，以及一个旋流发生设备和一个相对于反应腔来说横截面减小的气体出口28。高温处理箱7应调节到流程图中标出的处理温度。处理气流以大约600℃的温度，至少以高于要燃烧的有机成分的着火温度进入高温处理箱7。按照本发明的一个最佳实施方式，该高温处理箱7在低压下运行。它也可以象图1所示的那样制成锥形腔。

已谈到的骤冷设备19设计成水冷溜槽或者水冷螺旋。喷水冷却器22具有一个干燥气体温度调节回路。在电热干燥器3上方可看到在旋风分离器4之前有一个冲击折流设备24，在此设备中，借助于冲击破碎作用可使烧结块碎开。此处，从干燥气流中落下的物料通过管道25返回到送料设备1。由旋风分离器4分离出来的干燥物料以及由固体过滤器5分离出来的干燥物料通过图1中所描绘出的输送设备26送入高温处理箱7中，一部分物料也可送回到送料设备1。

在又可称为旋流反应器的高温处理箱7的上部可装一个合适的、将脉动气流大体上从切向引到高温处理箱7的近壁面处的设备（图中未画出），这样就可实现对高温处理箱7的壁面进行清洗，从而提高其运行的可靠性。在热风旋流器8壁面可设置扰动部件，此部件在图中同样未画出来。扰动部件可设置在热风旋流器8的中轴处，并使得该扰动部件在旋流作用下按照统计规律运动，或作摇摆运动。扰动部件用来确保有足够的固相组分随着干燥气流进入电热干燥器3。热风旋流器8中未受扰动的物料流被送去进行快速冷却。经过冷却设备9排出的、已处理过的物料可立即送去存放，或者被再次使用。这一点对于啤酒厂的滤泥是特别适用的。

所描述的装置用来处理天然硅藻土也是本发明的保护内容，其特征在于：它具有前面所描述的特征，但不用滤泥，而采用颗粒结构、尤其是细颗粒结构的天然硅藻土，此外，还采用已处理过的天然硅藻土来作为助滤物料。

Claims (10)

1、一种处理硅藻土的设备，包括：

一高温处理箱，它具有一垂直轴线和一圆形横截面并形成为一流化流体反应器；

位于所述处理箱基部并与其同轴的旋流发生装置，用于传递引入所述处理箱中的处理气流，一上升旋流绕所述箱的垂直轴线流动；

一从上面向下延伸入所述箱中并与所述箱和所述旋流发生装置同轴的送料喷管，用于将硅藻土引入所述箱中以与所述气流一起处理；

一与所述旋流发生装置相连的处理气体发生器，用于产生所述处理气体并将所述处理气体送至所述旋流发生装置，所述处理气体发生器包括：

一燃烧室，

用于将可流动的燃料送入所述燃烧室中以在其燃烧室中进行燃烧的装置，

用于将压缩空气送入所述燃烧室中的装置，以及

用于向所述燃烧室供应新鲜空气的装置，从而使所述处理气体流产生足够的能量和含氧量以在所述高温处理室中燃烧掉所述硅藻土内的有机杂质；

形成一横向出口的装置，被处理的硅藻土从所述高温处理箱穿过该出口而在热气体中被连续送出所述高温处理箱；

一热气体旋流器单元，包括：

一衬有耐火陶瓷的旋流器，它接受所述其中带有被处理的硅藻土的热气体以将所述热气体从被处理的硅藻土中分离出来，从而在所述旋流器中将所述热气体中携带的大约80%的固体材料被分离出来，

与所述旋流器底部相连的骤冷器，用于使在所述旋流器中从所述热气体中分离出来的被处理的硅藻土快速冷却，和

与所述骤冷器相连的冷却装置，以对在所述旋流器中从所述热气体中分离出来的所述被处理的硅藻土继续进行冷却；

将其中带有大约20%所述固体材料的热气体从所述旋流器中导出的装置，以回收其中的固体材料。

2、根据权利要求1的设备，其特征在于，引入所述高温处理箱中的硅藻土为包含机械脱水滤泥，其中包含具有预定颗粒尺寸分布的硅藻土、硅藻土上的有机杂质和可膨胀的珍珠岩或蛭石，所述设备还包括：

用于供入精细切分的所述滤泥的送料装置;

一与所述送料装置相连的流动干燥单元，用于接受处于精分状态的所述滤泥，并在干燥气流中对所述带有夹杂物的滤泥进行干燥;

一旋流和过滤单元，包括：

一与所述流动干燥单元相连的低温旋流器，用于从所述干燥气流中将颗粒状干燥固体材料部分地分离出来;

一与所述低温旋流器相连的过滤器，用于进一步从所述干燥气流中分离出颗粒状干燥固体材料，和

用于将从所述干燥气流中分离出来的颗粒状干燥固体材料送至所述喷管，从而进入所述高温处理箱中的装置，所述引导装置向所述流动干燥单元供给作为干燥气流的其中带有固体材料的所述热气体。

构成处理控制单元一部分的喷水冷却器，用于将冷却水注入所述干燥气流中，以使所述干燥气流的温度保持足够低以防止所述有机杂质在所述流动干燥单元中从所述硅藻土中挥发。

3、根据权利要求2的设备，其特征在于，所述高温处理箱具有一梨形结构反应空间，并在其基部具有所述旋流发生装置，在其上端具有一横截面较小的气体出口。

4、根据权利要求2的设备，其特征在于，所述处理气体发生器构成和设置用于产生一温度约为600℃的处理气体。

5、根据权利要求2的设备，其特征在于，所述骤冷器包括一水冷槽或螺旋管。

6、根据权利要求2的设备，其特征在于，所述处理控制单元响应所述流动干燥单元的温度。

7、根据权利要求2的设备，它还包括一设置于所述流动干燥单元和所述旋流和过滤单元之间的冲击单元，用于破碎从所述流动干燥单元的固体材料聚集块。

8、根据权利要求1的设备，其特征在于，将原始的硅藻土引入所述高温处理箱中。

9、将如权利要求1至8中之一所述的设备，不用于处理滤泥而用于处理颗粒结构，尤其是细颗粒结构的天然硅藻土，并用已处理过的天然硅藻土来作为助滤物料。

10、将如权利要求1至8中之一所述装置用于处理来自各行业的各种来源的滤泥，并通过混合使滤泥成一定规格，并符合该装置的形式，然后再送到电热干燥器中。

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