CN104250049A - 一种流体连续沉降除铁除杂反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种流体连续沉降除铁除杂反应器。其特征在于由给料槽、锥底反应器筒体、排料口、与给料槽底部相连的给料延长管，位于锥底反应器筒体内部的底锥、位于锥底反应器顶部的溢流槽、位于排料口的排料机构以及给予锥底反应器筒体内部脉冲磁场的机构构成。其中给料槽上面的装置以及排料口出口的装置均带有阀门，在锥底反应器底部设置有冲洗装置，在排料口处由蠕动泵进行卸渣，泵出口处设置有底料收集槽，在溢流槽出口有溢流连接管道与其他设备进行连接。本发明与已有的流体除铁除杂装置相比，同时利用到了重力沉降及磁力沉降的优势、除铁除杂效果彻底、能够连续进行除铁除杂和排料的优点，同时减少了流体流动对除铁除杂效果的影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种流体连续沉降除铁除杂反应器。
背景技术
现有的流体除铁装置一般是利用重力流过除铁装置达到除铁的效果，由于流动的方向一般都是从上而下，同时流动的速度较快，流体的涡流容易将除去的铁磁性物质再次卷入到流体内，影响除铁效率，同时磁场上吸取到一定量的铁磁性物质后，需要进行清洁作业，达不到连续生成的要求，同时装置的结构复杂、操作较难，难以达到全自动控制的要求。同时综合考虑到现有流体沉降除杂装置中，往往单一使用重力效果进行沉降，所需要的作用时间久，所需作用面积大，并且除杂效果不彻底。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种克服现有装置之不足而且工艺方法简单、操作方便、可以快速、高效利用重力和磁力的双重作用从流体中进行连续沉降除铁除杂的反应器。
本发明是这样实现的，一种流体连续沉降除铁除杂反应器，包括锥底反应器筒体、用于向锥底反应器筒体投料的给料槽、给料延长管、排料口、底锥、溢流槽、排料机构以及向锥底反应器筒体内产生磁场的磁场机构，所述的给料槽设置于锥底反应器筒体的顶部，所述的给料延长管与给料槽底部相连，所述的底锥通过支撑杆固定于锥底反应器筒体内部且处于给料延长管的正下方，所述的排料口设置于锥底反应器筒体底部，所述的排料机构设置于 排料口处，锥底反应器筒体的顶部侧壁上开有用于溢流的溢流口，所述的溢流槽环绕溢流口设置，所述的磁场机构环绕锥底反应器筒体外壁设置，磁场机构所产生的磁场方向为垂直于重力方向的水平方向并指向锥底反应器筒体的轴线的磁场。
所述的一种流体连续沉降除铁除杂反应器，所述的磁场机构为环绕锥底反应器筒体外壁设置的永磁材料，所产生的磁场强度为50～3000Gs。
所述的一种流体连续沉降除铁除杂反应器，所述的磁场机构为环绕锥底反应器筒体外壁设置的电脉冲磁场装置，所产生的磁场强度为50～3000Gs，脉冲频率为0～1.5Hz。
所述的一种流体连续沉降除铁除杂反应器，所述的排料机构为蠕动泵。
所述的一种流体连续沉降除铁除杂反应器，所述的给料延长管延伸至锥底反应器筒体自顶部起向下占总长的1/2～3/4处，所述的底锥的尖端处于锥底反应器筒体自底部起向上占总长的1/5～1/2处。
所述的一种流体连续沉降除铁除杂反应器，锥底反应器筒体内设置有多块与筒体相割的倾斜板，所述的倾斜板以锥底反应器筒体的轴线为对称线来对称安装，轴线一侧的倾斜板互相平行，倾斜板与水平面的夹角为55°到75°，倾斜板上部与锥底反应器筒体顶部的距离为反应器总长的1/8～1/3，倾斜板下部与锥底反应器筒体底部的距离为反应器总长的1/7～1/2，每块倾斜板之间的间隔为5～55cm。
所述的一种流体连续沉降除铁除杂反应器，所述的锥底反应器筒体是由不锈钢、导磁材料、内衬防腐蚀耐损耗材料的不锈钢材料、内衬防腐蚀耐损耗材料导磁材料中的一种制成，所述的倾斜板是由塑料或钢化玻璃制成，所 述的底锥是由塑料或钢化玻璃制成。
所述的一种流体连续沉降除铁除杂反应器，所述的锥底反应器筒体的底部倾角β的角度为30°到120°，底锥的尖角α的角度为10°到100°。
所述的一种流体连续沉降除铁除杂反应器，所述的给料槽和排料口上均设有用于控制流量的阀门。
本发明与现有技术相比，由于采用逆流分离、底锥缓冲、倾斜板加速沉降等流体动力学方面的造型优势，同时结合了脉冲磁场，能够有效地磁化物料，并具有重力沉降和磁力沉降的双重作用优势，能够快速高效地进行流体的除铁除杂作用，同时所需的作用时间短，设备的体积小，占地面积小，设备、流程、操作简单、经济高效，易于实现连续的全自动化控制作业。
下面结合附图对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
其中1为锥底反应器筒体、2为给料槽、3为给料延长管、4为排料口、5为底锥、6为溢流槽、7为蠕动泵、8为磁场机构、9为支撑杆、10为倾斜板
具体实施方式
参见图1，本发明包括锥底反应器筒体、用于向锥底反应器筒体投料的给料槽、给料延长管、排料口、底锥、溢流槽、排料机构以及向锥底反应器筒体内产生磁场的磁场机构，给料槽设置于锥底反应器筒体的顶部，给料延长管与给料槽底部相连，底锥通过支撑杆固定于锥底反应器筒体内部且处于给料延长管的正下方，支撑杆可根据需要设4-8根，将底锥支撑到反应器内壁上，各支撑杆中间均为空隙，以便物料进入排料口，在反应器的中下部设置底锥 的目的是将流体物料进行均匀的分料，并防止固体物料在锥形反应器中随流体上升涡流流动，达到更好地分离和排料效果，排料口设置于锥底反应器筒体底部，排料机构设置于排料口处，锥底反应器筒体的顶部侧壁上开有用于溢流的溢流口，溢流槽环绕溢流口设置，磁场机构环绕锥底反应器筒体外壁设置，磁场机构所产生的磁场方向为垂直于重力方向的水平方向并指向锥底反应器筒体的轴线的磁场。
磁场机构为环绕锥底反应器筒体外壁设置的永磁材料，或者环绕锥底反应器筒体外壁设置的电脉冲磁场装置，所产生的磁场强度为50～3000Gs，脉冲频率为0～1.5Hz。
排料机构为蠕动泵。
给料延长管延伸至锥底反应器筒体自顶部起向下占总长的1/2～3/4处，底锥的尖端处于锥底反应器筒体自底部起向上占总长的1/5～1/2处。
锥底反应器筒体内设置有多块与筒体相割的倾斜板，倾斜板以锥底反应器筒体的轴线为对称线来对称安装，轴线一侧的倾斜板互相平行，倾斜板与水平面的夹角为55°到75°，倾斜板上部与锥底反应器筒体顶部的距离为反应器总长的1/8～1/3，倾斜板下部与锥底反应器筒体底部的距离为反应器总长的1/7～1/2，每块倾斜板之间的间隔为5～55cm。
锥底反应器筒体是由不锈钢、导磁材料、内衬防腐蚀耐损耗材料的不锈钢材料、内衬防腐蚀耐损耗材料导磁材料中的一种制成，一般常用的导磁材料包括并不限于：纯铁、低碳钢、铁硅系合金、铁铝系合金、镍铁系合金，倾斜板是由塑料或钢化玻璃制成，底锥是由塑料或钢化玻璃制成。
锥底反应器筒体的底部倾角β的角度为30°到120°，底锥的尖角α的角度 为10°到100°，α和β的值根据物料粘度的不同进行一定的调整，当物料粘度较大时，α和β的角度应减小，当物料的粘度较小时，α和β的角度应增大，即为反比例关系。
给料槽和排料口上均设有用于控制流量的阀门。
工作时，流体从给料槽开始进入到锥底反应器中，并沿着与给料槽底部相连的给料延长管，将流体物料通过给料槽输送到反应器的中下部，含铁磁性物质流体物料的分离在重力沉降和磁力沉降双重作用下，含杂质流体物料的杂质的分离在脉冲磁场磁化作用下进入到铁磁性物质后再在重力沉降和磁力沉降的双重作用下，在锥底反应器中进行，这样的过程中流体物料在锥底反应器中优先进行重力沉降，到达锥形反应器中的底锥时，流体物料将被均匀地分散流动至反应器锥形内壁上，一方面防止固体物料在锥形反应器中心随流体上升涡流流动，一方面使得流体中的铁磁性物料与锥形反应器内脉冲磁场作用下，铁磁性物料或含杂质物料在磁化作用下进入到铁磁性物质中，移动沿着倾斜板进行磁力和重力加速沉降。
流体在反应器中回旋流动为沉降作用提供了一定的作用时间。沉降作用后的流体继续通过回旋作用，溢流从锥形反应器上部的溢流口流出，而流体中分离的固体物料到达从锥形反应器底部的排料口，在这里固体物料通过蠕动泵、脉冲磁场的脉冲作用和重力作用排出。
这里为了达到除杂的效果，含杂质流体物料包括：含有重金属离子的流体物料，其中包括Fe3+、Cu2+、Pb2+、Zn2+、Fe2+、Mg2+等重金属离子；含有机分子流体物料，其中包括生活废水、市政污水、煤泥水、造纸、皮革、选矿、冶金、材料制造及食品等工业废水，在反应器的磁场作用下，进入到铁 磁性物料中，进而在反应器中通过重力沉降和磁力沉降进行除杂。
为了保重磁力沉降和排料的效果，脉冲磁场是给锥底反应器筒体中提供一个沿重力方向垂直方向的磁场梯度，一方面能够加速物料的磁化絮凝作用，一方面能够在倾斜板的共同作用下达到加速物料的磁力和重力沉降，最终达到加速分离过程。同时脉冲磁场的间歇式作业，更利于反应器底部固体的排料，避免了设备的堵塞。针对不同的除铁除杂要求，一般条件下该磁场由电磁场提供，特殊情况也可通过永磁性材料提供。
下面提供处理相应含杂质流体物料的实施例。
实施例1：
利用本反应器处理Fe3+含量为6.67g/L的硫酸铜浸出液，浸出液加药调浆后，接入本流体连续沉降除铁除杂反应器中进行沉降。经上述处理，沉淀物在一分钟内快速沉降，沉淀物容易过滤，且上层清液中Fe3+降至2.95mg/L。
实施例2：
利用本反应器处理Fe3+含量为13.4g/L的硫酸铜浸出液，浸出液加药调浆后，接入本流体连续沉降除铁除杂反应器中进行沉降。经上述处理，沉淀物在五分钟内快速沉降，沉淀物容易过滤，且上层清液中Fe3+降至3.15mg/L。
实施例3：
利用本反应器处理Fe3+含量为5.8g/L的硫酸锌溶液，浸出液加药调浆后，接入本流体连续沉降除铁除杂反应器中进行沉降。经上述处理，沉淀物在一分钟内快速沉降，沉淀物容易过滤，且上层清液中Fe3+降至2.16mg/L。
实施例4：
利用本反应器处理Fe3+含量为13.6g/L的硫酸锌溶液，浸出液加药调浆后，接入本流体连续沉降除铁除杂反应器中进行沉降。经上述处理，沉淀物在五分钟内快速沉降，沉淀物容易过滤，且上层清液中Fe3+降至2.58mg/L。
实施例5：
利用本反应器处理Fe3+含量为5.1g/L的锰矿浸出液，浸出液加药调浆后，接入本流体连续沉降除铁除杂反应器中进行沉降。经上述处理，沉淀物在一分钟内快速沉降，沉淀物容易过滤，且上层清液中Fe3+降至4.03mg/L。
实施例6：
利用本反应器处理Fe3+含量为13.7g/L的锰矿浸出液，浸出液加药调浆后，接入本流体连续沉降除铁除杂反应器中进行沉降。经上述处理，沉淀物在五分钟内快速沉降，沉淀物容易过滤，且上层清液中Fe3+降至2.89mg/L。
实施例7：
利用本反应器处理Fe3+含量为6.36g/L的镍钴矿浸出液，浸出液加药调浆后，接入本流体连续沉降除铁除杂反应器中进行沉降。经上述处理，沉淀物在一分钟内快速沉降，沉淀物容易过滤，且上层清液中Fe3+降至3.17mg/L。
实施例8：
利用本反应器处理Fe3+含量为13.2g/L的镍钴矿浸出液，浸出液加药调浆 后，接入本流体连续沉降除铁除杂反应器中进行沉降。经上述处理，沉淀物在五分钟内快速沉降，沉淀物容易过滤，且上层清液中Fe3+降至3.55mg/L。
实施例9：
利用本反应器处理含固体悬浮物10.6g/L煤泥水，将煤泥水加药调浆后，接入本流体连续沉降除铁除杂反应器中进行沉降。经上述处理，沉淀物在1分钟内快速沉降，沉淀物容易过滤，且上层清液中固体悬浮物降低至14.7mg/L。
实施例10：
利用本反应器处理含铜、铅、锌、镍离子浓度均为200mg/L的混合重金属废水，将该重金属离子废水加药调浆后，接入本流体连续沉降除铁除杂反应器中进行沉降。经上述处理，沉淀物在2分钟内快速沉降，沉淀物容易过滤，且上层清液中的重金属离子含量均低于0.01mg/L。
Claims (9)
1.一种流体连续沉降除铁除杂反应器，其特征在于，包括锥底反应器筒体、用于向锥底反应器筒体投料的给料槽、给料延长管、排料口、底锥、溢流槽、排料机构以及向锥底反应器筒体内产生磁场的磁场机构，所述的给料槽设置于锥底反应器筒体的顶部，所述的给料延长管与给料槽底部相连，所述的底锥通过支撑杆固定于锥底反应器筒体内部且处于给料延长管的正下方，所述的排料口设置于锥底反应器筒体底部，所述的排料机构设置于排料口处，锥底反应器筒体的顶部侧壁上开有用于溢流的溢流口，所述的溢流槽环绕溢流口设置，所述的磁场机构环绕锥底反应器筒体外壁设置，磁场机构所产生的磁场方向为垂直于重力方向的水平方向并指向锥底反应器筒体的轴线的磁场。
2.根据权利要求1所述的一种流体连续沉降除铁除杂反应器，其特征在于，所述的磁场机构为环绕锥底反应器筒体外壁设置的永磁材料，所产生的磁场强度为50～3000Gs。
3.根据权利要求1所述的一种流体连续沉降除铁除杂反应器，其特征在于，所述的磁场机构为环绕锥底反应器筒体外壁设置的电脉冲磁场装置，所产生的磁场强度为50～3000Gs，脉冲频率为0～1.5Hz。
4.根据权利要求1所述的一种流体连续沉降除铁除杂反应器，其特征在于，所述的排料机构为蠕动泵。
5.根据权利要求1所述的一种流体连续沉降除铁除杂反应器，其特征在于，所述的给料延长管延伸至锥底反应器筒体自顶部起向下占总长的1/2～3/4处，所述的底锥的尖端处于锥底反应器筒体自底部起向上占总长的1/5～1/2处。
6.根据权利要求1所述的一种流体连续沉降除铁除杂反应器，其特征在于，锥底反应器筒体内设置有多块与筒体相割的倾斜板，所述的倾斜板以锥底反应器筒体的轴线为对称线来对称安装，轴线一侧的倾斜板互相平行，倾斜板与水平面的夹角为55°到75°，倾斜板上部与锥底反应器筒体顶部的距离为反应器总长的1/8～1/3，倾斜板下部与锥底反应器筒体底部的距离为反应器总长的1/7～1/2，每块倾斜板之间的间隔为5～55cm。
7.根据权利要求1所述的一种流体连续沉降除铁除杂反应器，其特征在于，所述的锥底反应器筒体是由不锈钢、导磁材料、内衬防腐蚀耐损耗材料的不锈钢材料、内衬防腐蚀耐损耗材料导磁材料中的一种制成，所述的倾斜板是由塑料或钢化玻璃制成，所述的底锥是由塑料或钢化玻璃制成。
8.根据权利要求1所述的一种流体连续沉降除铁除杂反应器，其特征在于，所述的锥底反应器筒体的底部倾角β的角度为30°到120°，底锥的尖角α的角度为10°到100°。
9.根据权利要求1所述的一种流体连续沉降除铁除杂反应器，其特征在于，所述的给料槽和排料口上均设有用于控制流量的阀门。
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