CN102921202A

CN102921202A - 沉降分离设备

Info

Publication number: CN102921202A
Application number: CN2012104382472A
Authority: CN
Inventors: 张生; 曹瑞忠; 闫禄军; 高志军; 罗朝荣; 公彦兵; 王勇; 许学斌; 王娜
Original assignee: Datang International Power Generation Co Ltd
Current assignee: Datang International Power Generation Co Ltd
Priority date: 2012-11-06
Filing date: 2012-11-06
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2032-11-06
Also published as: CN102921202B

Abstract

本发明提供一种沉降分离设备，包括上部为圆柱体、下部为圆锥筒的上下通透的槽体，槽体顶端设置有顶梁；槽体圆锥筒的下端设置有固体出料孔，所述槽体圆柱体的侧壁上分别设置有进料孔和溢流孔；槽体内同轴设置有上部为锥台、下部为圆柱体的上下通透的给料桶，给料桶上端与槽体的顶梁固定，且给料桶的高度不大于所述槽体圆柱体的高度；进料孔与给料桶上端的锥台通过进料管导通；给料桶圆柱体与槽体圆柱体间设置有两层水平隔板，水平隔板的内端和外端分别固定于给料桶圆柱体与槽体圆柱体上，且于两层隔板间穿设有形成沉降通道的沉降管；给料桶中同轴设置有伞形器。本发明克服了现有技术的诸多缺点，实现快速有效沉降的同时，减少了占地面积。

Description

沉降分离设备

技术领域

本发明涉及化工分离技术，尤其涉及一种沉降分离设备。

背景技术

沉降分离设备是化工行业使用最为广泛的液固分离设备。其中沉降槽又是最常见的沉降分离设备之一，它是以沉降面积作为沉降能力的计算依据，不论是单层沉降还是多层沉降，都是以增大面积来提高产能。沉降槽面积的增大对于场区面积日益减少、土地使用费用逐年攀升的生产企业来说，是一个困难的选择。例如，利用粉煤灰生产活性硅酸钙的技术中，预脱硅工艺是重要环节，需要从含铝粗液中沉降硅钙渣，而目前生产工艺中多采用沉降槽，它占用了大量的厂区面积。设计和研发更加合理的沉降分离装置，在有限的占地面积上实现更高的分离效率和产能，尤其是在粉煤灰预脱硅生产中如何尽可能的提高活性硅酸钙分离设备的产能，减少沉降设备占地面积，成为一亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述沉降槽的问题，提出一种沉降分离设备，以实现快速有效沉降的同时，减少占地面积。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种沉降分离设备，

包括上部为圆柱体、下部为圆锥筒的上下通透的槽体，所述槽体顶端设置有顶梁；

所述槽体圆锥筒的下端设置有固体出料孔，所述槽体圆柱体的侧壁上分别设置有进料孔和溢流孔；

所述槽体内同轴设置有上部为锥台、下部为圆柱体的上下通透的给料桶，所述给料桶上端与槽体的顶梁固定，且所述给料桶的高度不大于所述槽体圆柱体的高度；

所述进料孔与给料桶上端的锥台通过进料管导通；

所述给料桶圆柱体与槽体圆柱体间设置有两层水平隔板，所述水平隔板的内端和外端分别固定于给料桶圆柱体与槽体圆柱体上，且于所述两层隔板间穿设有形成沉降通道的沉降管；

所述给料桶中同轴设置有伞形器，所述伞形器包括通过一个管壁上设有多个导流孔的管路串联固定的多个开口朝下的锥形桶，所述伞形器顶端固定在槽体的顶梁上。

进一步地，所述槽体圆锥筒设置有用于清理槽体的清理入口。

进一步地，所述固体出料孔位于槽体圆锥筒下部的侧壁上，所述槽体圆锥筒下端设置有事故放料孔。

进一步地，所述槽体圆柱体上端设置有检修孔。

进一步地，所述沉降管为20-1000根，所述沉降管内径为50cm-1m，所述沉降管长为1-10m。

进一步地，所述伞形器通过悬挂装置固定在槽体的顶梁上。

进一步地，所述锥形桶间隔套设固定于所述设有多个导流孔的管路上，最下端的锥形桶的下端延伸出给料桶而位于槽体圆锥筒中，锥形桶的最大开口处的半径与给料桶圆柱体半径比值为1：2-6。

进一步地，所述锥形桶为4-10个，优选为5个。

进一步地，所述槽体上方设置有用于密封槽体的顶盖。

进一步地，所述溢流孔的设置高度高于进料孔

进一步地，所述上层隔板与槽体内壁间固定有支撑板。

进一步地，所述沉降分离设备采用钢材制备。

本发明沉降分离设备的沉降原理：带有一定流速的欲分离物料经进料管进入给料筒中，沿给料桶内壁和伞形器锥形桶外表面旋流，实现旋流分级，使物料中的固相更容易下沉；部分物料沿伞形器圆锥筒旋流的同时受重力影响下降，锥形桶外表面的阻挡使硅钙渣浆液下降速度变缓，实现物料的强制沉降分离；固相含量较高的物料自给料筒的底部进入到槽体圆锥筒内，并逐渐向槽体圆锥筒底部集中；部分固相浓度较小的物料从伞形器最底端的锥形桶进入到管路中，并沿管路上行自导流孔排出，自导流孔排出的固相含量较小的物料再次进入给料筒内，并对其附近的物料进行稀释，加速固相沉降；分离清液及固相浓度较小的物料（多为细颗粒物体）自下而上进入沉降管内继续沉降分离，凭借沉降管的减速及对物料的进一步稀释，又一次完成了固相（细颗粒物体）的沉降；自沉降管流出的清液汇集于隔板上方的槽体内，自溢流孔排出槽体。本发明沉降分离设备利用流体力学的原理，使欲分离物料在槽内伞形器、沉降管内不断稀释、加速沉降分离，固体物由槽体底端排出，分离清液由槽体顶端溢流排孔出，实现高效、无传动沉降分离。

本发明沉降分离设备与现有技术相比较具有以下几方面优点：

（1）、本发明降分离设备合理利用了流体的特性及物料的物理性质，有效提高了沉降效果；

（2）、该设备可实现物料的多次沉降，有效减少了沉降设备的占地面积；

（3）、利用高空优势，实现沉降槽高效沉降、不需要传动装置进行沉降和排出固体的目的，同时槽内物料依靠重力排出，实现了无传动免维护作业。

本发明沉降分离设备可应用于化工（如选矿、水泥）、医药和食品等行业中固液分离。

附图说明

图1为本发明沉降分离设备的剖面示意图；

图2为隔板的结构示意图；

图3为伞形器的剖面示意图。

具体实施方式

图1为本发明沉降分离设备的剖面示意图；图2为隔板的结构示意图；图3为伞形器的剖面示意图。

本实施例公开了一种沉降分离设备，该沉降分离设备可用于活性硅酸钙生产工艺中硅钙渣浆液中硅钙渣和提铝粗液的分离，其结构如图1-3所示，该沉降分离设备包括上部为圆柱体、下部为圆锥筒的上下通透的槽体，圆柱体与圆锥筒高的比值为1:1，该槽体顶端设置有顶梁，

槽体11圆锥筒的下端设置有固体出料孔12，槽体11圆柱体的侧壁上分别设置有进料孔10和溢流孔7；溢流孔7的设置高度高于进料孔10，溢流孔7的形状为圆形，可以理解溢流孔7也可采用其他形状，如方形孔；槽体11圆锥筒上设置有用于清理槽体11的清理入口2，清理入口2的内径应满足清理人员出入为宜。所述固体出料孔12位于槽体11圆锥筒下部的侧壁上，所述槽体圆锥筒下端设置有事故放料孔1。槽体11的圆柱体还设置有检修孔13。

槽体11内同轴设置有上部为锥台、下部为圆柱体的上下通透的给料桶6，所述给料桶6上端与槽体11的顶梁焊接固定，且所述给料桶6的高度不大于所述槽体11圆柱体的高度；

进料孔10与给料桶6上端的锥台通过进料管导通；进料管位于槽体11外侧的一端设置有连接法兰。

给料桶6圆柱体与槽体11圆柱体间设置有两层水平隔板，水平隔板的内端和外端分别固定于给料桶6圆柱体与槽体11圆柱体上，且于两层隔板间穿设有100根长2m内径为50cm的沉降管，形成100根沉降通道。具体地，隔板（上隔板5、下隔板3）为圆环形，圆环形的内环与给料桶6外壁焊接固定，圆环形的外环与槽体11内壁焊接固定，此外，隔板与槽体间还焊接固定有支撑板，该支撑板垂直于隔板。

给料桶6中同轴设置有伞形器，如图3所示，该伞形器包括通过一个管壁上设有多个导流孔16的钢管15串联焊接固定的5个开口朝下的锥形桶9，该锥形桶9的最大半径与给料桶6的圆柱体半径比值为1：4；伞形器顶端固定在槽体11的顶梁上，伞形器最下端的锥形桶9位于给料桶6外侧，且位于槽体11圆锥筒中。

伞形器通过悬挂装置固定在槽体11顶梁上。伞形器顶端钢管15与悬挂装置焊接固定。

本实施例公开的沉降分离设备中的主要部件均采用钢材制备。

本实施例公开的沉降分离设备，采用了特定形状的槽体11和给料桶6，其中，采用下部为开口向下的圆锥筒的槽体11是便于分离后的固相集中和排放。给料桶6上部为锥台便于进料，对物料具有旋流分级的作用，使固相更容易下沉。

伞形器最下端的锥形桶位于给料桶6外侧，有利于物料的流动和扩散。在伞形器锥形桶外壁的阻碍下，待分离物料流速降低，便于实现固液分离；部分固相含量较低（比重小）的物料自伞形器最下端的锥形桶进入钢管内部，然后自导流孔16排出，稀释其附近的物料，使物料浓度降低（物料粘度降低），固体颗粒的浮力降低，易于沉降；位于给料桶圆柱体和槽体圆柱体间的沉降管实现了固含量较低物料的分区沉降，减少其扰动，便于固相沉降。

本发明沉降分离设备的沉降原理：泵送的硅钙渣浆液经进料孔10进入给料筒6中，硅钙渣浆液的流速为1-3m/s，部分硅钙渣浆液沿给料桶6内壁和伞形器锥形筒9外表面旋流，即实现旋流分级，使硅钙渣浆液中的硅钙渣更容易下沉；硅钙渣浆液沿伞形器锥形筒9旋流的同时受重力影响下降，锥形筒9外表面的阻挡使硅钙渣浆液下降速度变缓，实现硅钙渣浆液强制沉降分离；硅钙渣含量较高的硅钙渣浆液自给料筒6的底部进入到槽体11圆锥筒内，并逐渐向槽体11圆锥筒底部集中；部分硅钙渣含量较小的硅钙渣浆液从伞形器最底端的锥形桶进入到钢管15中，并沿钢管15上行自导流孔16排出，自导流孔16排出的硅钙渣浓度较小的硅钙渣浆再次进入给料筒6内，与新进的硅钙渣浆液混合实现搅动的同时，还对新进的硅钙渣浆液进行稀释，加速硅钙渣沉降；分离得到的含铝粗液及硅钙渣浓度较小的硅钙渣浆（多为细颗粒物体）自下而上进入沉降管4内继续沉降分离，凭借沉降管4的减速及对物料的进一步稀释，又一次完成了硅钙渣（细颗粒物体）的沉降；自沉降管4流出的含铝粗液汇集于隔板上方的槽体11内，自溢流孔7排出槽体11。

本实施例提供的沉降分离设备采合理利用流体的特性及物料的物理性质，使沉降槽实现了分区沉降、强制沉降（给料筒内）和压缩沉降（槽体圆锥筒内），最终实现了高效率沉降，使沉降槽的能力比相同面积的沉降槽能力成倍提高，即减小了占地面积；同时槽内物料依靠重力排出，实现了免传动作业，节省了电力消耗，降低了生产成本。

实施例2

与实施例1不同的是，本实施例公开的沉降分离设备的圆柱体与圆锥筒高的比值为1:2，两层隔板间穿设有200根长1m内径为70cm的沉降管，即形成200根沉降通道。本实施例中采用的伞形器包括通过钢管串联焊接固定的10个开口朝下的锥形桶，该锥形桶的最大半径与给料桶的圆柱体半径比值为1：5。槽体上方设置有用于密封槽体的顶盖。本实施例公开的沉降分离设备可有效用于沉降活性硅酸钙生产工艺中的硅钙渣浆液。

本发明不局限于上述实施例所描述的沉降分离设备，所述伞形器中圆锥筒数量的改变、沉降管数量尺寸的改变均落在本发明的保护范围之内。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种沉降分离设备，其特征在于，包括上部为圆柱体、下部为圆锥筒的上下通透的槽体，所述槽体顶端设置有顶梁；

所述进料孔与给料桶上端的锥台通过进料管导通；

2.根据权利要求1所述沉降分离设备，其特征在于，所述槽体圆锥筒上设置有用于清理槽体的清理入口。

3.根据权利要求1所述沉降分离设备，其特征在于，所述固体出料孔位于槽体圆锥筒下部的侧壁上，所述槽体圆锥筒下端设置有事故放料孔。

4.根据权利要求1所述沉降分离设备，其特征在于，所述槽体圆柱体上设置有检修孔。

5.根据权利要求1所述沉降分离设备，其特征在于，所述沉降管为20-1000根，所述沉降管内径为50cm-1m，所述沉降管长为1-10m。

6.根据权利要求1所述沉降分离设备，其特征在于，所述伞形器通过悬挂装置固定在槽体顶梁上。

7.根据权利要求1所述沉降分离设备，其特征在于，所述锥形桶间隔套设固定于所述设有多个导流孔的管路上，最下端的锥形桶的下端延伸出给料桶而位于槽体圆锥筒中，锥形桶的最大开口处的半径与给料桶圆柱体半径比值为1：2-6。

8.根据权利要求1所述沉降分离设备，其特征在于，所述锥形桶为4-10个。

9.根据权利要求1所述沉降分离设备，其特征在于，所述槽体上方设置有用于密封槽体的顶盖。

10.根据权利要求1所述沉降分离设备，其特征在于，所述溢流孔的设置高度高于进料孔。

11.根据权利要求1所述沉降分离设备，其特征在于，所述上层隔板与槽体内壁间固定有支撑板。

12.根据权利要求1-11任意一项所述沉降分离设备，其特征在于，所述沉降分离设备采用钢材制备。