CN105854658B - 用于将絮凝剂内嵌地注入到熟化细粒尾矿的流体流中的方法和装置 - Google Patents

用于将絮凝剂内嵌地注入到熟化细粒尾矿的流体流中的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于将絮凝剂内嵌地注入到熟化细粒尾矿(MFT)的流体流中的方法和装置。该方法包括以下步骤：a)沿着流体地连接到管道的给定通道提供待处理的熟化细粒尾矿的流体流；b)提供絮凝剂源；c)通过用于以扩散的方式将絮凝剂注入到流体流中的多个注射出口将所絮凝剂引入到熟化细粒尾矿的流体流中，以增加注入的絮凝剂的暴露表面面积并因此增加与熟化细粒尾矿的相应反应，以便改善所述熟化细粒尾矿的絮凝和/或其它期望的结果。还公开了一种成套件，该成套件具有用于组装内嵌注入装置的相应部件，该嵌注入装置与输送待处理的熟化细粒尾矿的管道内嵌地连接。

Description

用于将絮凝剂内嵌地注入到熟化细粒尾矿的流体流中的方法 和装置
技术领域
本发明涉及一种注入方法。更具体地，本发明涉及一种用于将絮凝剂内嵌地注入到熟化细粒尾矿的中的方法和相应装置。
背景技术
油砂细粒尾矿已经变成一个技术、操作、环境、经济和国家政策的问题。
从分离有价值的烃与油砂矿的烃类提取过程操作中产生油砂残渣。所有商业烃类提取方法使用克拉克热水方法的变形，在所述克拉克热水方法中，将水添加给油砂以能够分离有价值的烃部分与油砂矿物。处理水还用作用于矿物部分的载流流体。一旦烃部分被回收，残余水、未 回收的烃和矿物质总体被称为“尾矿”。
油砂行业已经采取相对于矿物颗粒分选的惯例。具有大于44微米的粒径的矿物部分被称为“砂”。具有小于44微米的粒径的矿物部分被称为“细粒”。具有小于2微米的粒径的矿物部分被称为“粘土”，但在一些情况下，“粘土”可以表示实际颗粒矿物。尾矿中的砂与细粒之间的关系反映油砂矿组成中的变化、处理水的化学性质和提取过程。
传统地，尾矿被输送到通常称为“尾矿池”的沉积位置，所述尾矿池被定位成靠近油砂矿和提取设备以有助于尾矿的管道运输、排出和管理。由于经营规模，油砂残渣池覆盖大面积土地，并且必须根据规章建造和管理。池位置的管理、填方、水平控制和回收是一项对油砂操作的地理学、技术、调控、和经济约束的复杂的任务。
每一个尾矿池容纳在堤坝结构中，所述堤坝结构通常通过将尾矿的砂部分放置在小池内或放置在海滩上而被建造而成。处理水、未收回的烃与未圈闭在堤坝结构中的砂和细粒矿物一起流入尾矿池中。初始被排放到池中的尾矿流可能具有相当低的密度和固体含量，例如，大约0.5-10wt％。
在尾矿池中，处理水、未收回的烃和矿物自然沉积以形成不同层。上层主要是可以作为用于提取处理的处理水被回收的水。下层含有主要是细粒的沉积的残余烃和矿物。该下层通常被称为“熟化细粒尾矿”(MFT)。熟化细粒尾矿具有非常低的凝固速率，并代表对油砂行业中对尾矿管理的主要挑战。
熟化细粒尾矿的组分变化较大。靠近层的顶部，矿物含量大约为 10wt％，并且通过凝固在层的底部达到50wt％。整体上，熟化细粒尾矿具有大约30wt％的平均矿物含量。虽然细粒是矿物含量中的主要粒径部分，但是含砂量可以为固体的15wt％，而粘土含量可以达到固体的75wt％，从而反映油砂矿和抽提方法。另外的变化可能由可以扩散在矿物中或可以分离到烃的垫层中的残余烃产生。尾矿池中的熟化细粒尾矿不仅具有从池的顶部到底部分布的宽变化组分，而且还可以具有在整个池中在随机位置处的不同组分的矿穴。
熟化细粒尾矿表现为流体状胶态物质。熟化细粒尾矿表现为流体的事实大大限制了对回收尾矿池的选择。另外，熟化细粒尾矿不会表现为牛顿流体，这使得对尾矿进行脱水的连续工业规模处理都是更加有挑战性的。在不脱水或固化熟化细粒尾矿的情况下，尾矿池随着时间的推移会增加经济和环境影响。
已经提出了用于通过试图使熟化细尾矿固化或脱水来处理或回收油砂尾矿的一些方法。如果熟化细尾矿可以被充分脱水以将废弃产物转换成被回收的坚固地带，则可以减小或彻底避免与该物质相关联的许多问题。作为总指导目标，对于熟化细尾矿来说实现75wt％的固体含量被认为对于回收来说被充分“干燥”。
用于对MFT脱水的一种已知的方式涉及冰冻-解冻法。通过将MFT沉积成在冬季允许被冻结而在随后的夏天被解冻并蒸发脱水的浅小坑来在油砂现场执行多个野外试验。这种方法的规模扩大需要的土地面积，并且将高度取决于天气和季节。此外，这种装置的其它限制在于排放水的收集和MFT的表面上的沉淀，这使得蒸发干燥机构的效率被大打折扣。
已经尝试了通过添加化学制品处理MFT从而产生固化或最终脱水的稠化浆的一些其它的已知方法。
被称作为“胶结尾矿”(CT)的一种这样的方法包括使熟化细尾矿与砂和石膏混合。典型的胶结尾矿混合物大约为60wt％的矿物(其余是处理水)，且砂与细粒比例大约为4比1，以及大约600ppm-1000ppm的石膏。这种混合物当被沉积到尾矿池用于胶结时可能会导致不可分离的混合物。然而， CT方法具有许多缺陷。CT方法依赖于对一批砂、石膏或处理水的连续提取操作。混合物必须被密切控制。此外，当胶结尾矿混合物小于60wt％的矿物时，所述物质当作为熟化细尾矿被沉降时与返回到尾矿池用于再处理的细粒的一部分分离。此外，沉积后的胶结尾矿的地质强度需要承受河堤，因此，CT中所需的砂与用于河堤结构的砂竞争直到提取操作停止为止。在没有砂的情况下，CT方法不能处理熟化细尾矿。
在实验室规模下进行的另一个方法在添加Percol LT27A或156之前设法稀释MFT，并优选地将MFT稀释到10wt％的固体。虽然越稀，MFT显示越快的沉降速度并产生稠化浆，但是基于小批量的这种稀释方法对于熟化细尾矿的回收来说不能获得所需的脱水结果。
已经尝试使用聚合物或其它化学制品以有助于对MFT进行脱水的一些其它方法。然而，这些方法已经遇到各种问题并且已经不能够获得可靠的结果。当通常考虑包括在尾矿沉积之后添加化学制品用于脱水的方法时，存在许多不能被忽视的重要因素。
当然，一个因素是所添加的化学制品的性质、特性和效果。已经显示出有希望的化学制品到目前为止已经取决于油砂提取副产物，仅在实验室规模下或在窄处理操作窗内有效，或者不能够与尾矿进行适当且可靠地混合、反应或与所述尾矿一起被输送。一些添加的化学制品在不改变固体含量的情况下通过将水截留在所述物质内而能够使尾矿增稠，这限制了从沉积物质对水回收的选择。诸如石膏和熟石灰的一些化学添加剂已经产生污水，所述污水可能会不利地影响在提取过程中重新使用的处理水或具有不适于回收的高含盐量的干燥尾矿。
另一个因素是化学制品添加技术。添加砂或化学制品的已知技术通常涉及在罐或增稠设备中混合材料。这种已知的技术具有多个缺点，包括需要添加剂连续与变化成分和流体流进行受控制的均匀混合，从而导致效率低并限制操作灵活性。一些化学添加剂还具有在本申请需要特别注意的一定程度的脆性、可变性或反应性。
另一个因素是许多化学添加剂可能是高粘性的并且可能会表现出非牛顿流体特性。多个已知技术依赖于稀释，使得相对于混合和液压处理混合流体可以接近为牛顿流体。然而，具体地在高矿物或粘土含量的熟化细尾矿表现出了非牛顿流体特性。因此，虽然化学添加剂可以有希望作为实验室或小规模批量试验中的脱水剂，但是难以在大规模或商业企业中重复该性能。当试图将粘性聚合物添加剂注入到输送MFT的管中时，该问题表现出来。主MFT管道与用于注入聚合物添加剂的较小侧分支管相交。对于牛顿流体，期望这种布置允许高湍流有助于混合。然而，对于两种非牛顿流体，具有该混合装置的现场性能是易变的并且不完全。这就是这种混合装置遇到问题的种种理由。当用这样方法注入添加剂时，可能具有聚集在 MFT流的顶部或底部的倾向，这取决于添加剂相对于MFT的密度和相对于流动方向的注入方向。对于诸如宾汉流体的非牛顿流体，流体基本上作为塞沿着管流动，且在塞的区域中具有低内部湍流。此外，当化学添加剂与 MFT迅速反应时，薄反应区域可以形成在添加剂塞的外侧，从而分离未反应的化学添加剂和未反应的MFT。
不充分混合可能会大大降低化学添加剂的效率并且甚至会使整个脱水过程短路。不充分混合还导致化学添加剂的低效率使用，其中所述化学添加剂中的一些保持未混合和未反应并不能被回收。已知的技术具有包括不能获得化学添加剂的受控制的可靠或充分混合以及过程的低效率和灵活性的多个缺点。
另一个因素是在化学制品添加之后处理油砂尾矿的技术。如果油砂尾矿不能被适当地处理，则可以减少或完全防止脱水。在一些过去的试验中，处理没有被操纵或控制并导致不可靠的脱水性能。诸如在CIBA的加拿大专利申请第2,512,324号(SCHAFFER等人)的一些技术中已经尝试简单地将化学制品注入到管道中，而不需要可靠地适于改变油砂尾矿组分、流量、水力学特性或特定化学添加剂的性质的工艺。仅依赖于此忽略了混合和处理油砂尾矿的复杂性质并显著地阻碍了系统的灵活性和可靠性。当化学添加剂和后续处理以这种不受控制试验和误差方式进行时，已经不可能实现脱水性能。
另一个因素是在添加化学制品之前操作或处理MFT的技术。MFT通过泵或清淤设备从尾矿池被吸起并优选地通过管道被发送到脱水处理区域。然而，尾矿池可能含有可能会破坏MFT脱水处理的各种物质。例如，尤其在寒冷的冬季月份，在原始MFT中可能会有沥青团。还可以具有诸如木材片、玻璃片、塑料片、金属或天然有机物质片的其它无关的碎片，所述碎片可能会被从尾矿池取得的MFT带走。这种不希望有的材料可能会干扰 MFT处理设备和化学过程。
给定油砂操作的MFT的有效库存和正在进行的生产，需要可以能够对 MFT进行干燥以转换成可回收的风景的技术和改进。
申请人已知的是以下公布和专利文件，即：OWEN，A.T.等人的″Using turbulentpipe flow to study the factors affecting polymer-bridging fiocculation ofmineral systems″，International Journal of Mineral Processing， Vol.87，Issues3-4，July 2nd，2008；VRALE等人的″Rapid Mixing in Water″， Jour.AWWA，Jan.，1971；WO2002/079099 A1(BRANNING，L.)；WO 2009/009887 A1(BOZAK，R.等人)；以及US 5,839,828(GLANVILLE，R.)。
然而，对于低效注入以及液体和聚合物与熟化细尾矿(MFT)的混合，这些现有技术文献中似乎没有一个教导、显示或甚至暗示的解决方案，该熟化细尾矿(MFT)通常使未使用的聚合物留在干燥池区域中。具体地，这是不利的，因为其昂贵并且不利地影响所述过程。因此，非常有用的是提供一种使诸如液态聚合物的絮凝剂与熟化细尾矿(MFT)更快并且更有效地混合的新方法和相应装置。事实上，与作为正在使用的典型的最常规系统的未优化设计相比较，非常有用的是提供一种能够使低聚合物用于相同数量的MFT的新方法或装置。还非常有用的是提供一种具有极低维修保养并且可以内部容易制造的新装置。
因此，根据上述内容，需要一种能够克服或至少最小化上述现有技术问题中的一些的处理MFT的新方法或装置。
发明内容
本发明的目的提供一种装置，通过该装置的设计和部件，所述装置满足上述需要中的一些并因此比现有技术中已知的其它相关装置和/或方法好。
根据本发明，如可以容易地理解，上述目的通过诸如这里简要地描述的装置以及诸如附图中示例的装置实现。优选地，所述装置“添加”到输送熟化细粒尾矿(MFT)的管道，具有注入装置的形式，用于与管道“内嵌式”连接。
更具体地，本发明涉及一种用于将絮凝剂内嵌地注入到熟化细粒尾矿的管道的流体流中以促进熟化细粒尾矿的絮凝的注入装置，所述注入装置包括：
-用于接收所述流体流的主入口；
-主通道，进入主入口的流体流被允许沿着主通道行进；
-用于排放流体流的主出口；和
-补充导管，所述补充导管相对于主通道同环地设置，并被构造成用于从不同于主入口的供给入口接收絮凝剂，补充导管具有多个注射出口，多个注射出口围绕主出口同环地设置以将絮凝剂注入到离开主出口的流体流中，注射出口被成形和定尺寸，每一个注射出口的孔口显著小于供给入口的孔口以增加絮凝剂在主出口周围的扩散，从而通过絮凝剂增加的暴露表面面积改善流体流与絮凝剂的混合。
根据优选的实施例，本发明涉及一种用于与熟化细粒尾矿的管道的侧向管件一起使用的注入装置，侧向管件具有大致y形接头装置，所述y形接头装置包括主管路和相应的支管路，熟化细粒尾矿的流体流将要沿着主管路行进，所述注入装置包括：
-用于邻接在支管路的远端上的邻接凸缘；
-支撑主体，所述支撑主体从邻接凸缘向内朝向主管路突出，支撑主体具有内部导管，所述内部导管用于通过与熟化细粒尾矿的流体流相交的相应远端末端部输送将要被注入到流体流中的絮凝剂；和
-多个注射出口，所述多个注射出口设置在支撑主体的远端末端部上，并且絮凝剂通过多个注射出口被注入，注射出口被成形和定尺寸，每一个注射出口的孔口显著小于内部导管的孔口以增加絮凝剂在注射出口周围的扩散，从而通过絮凝剂的由多个注射出口提供的增加的暴露表面面积改善流体流与絮凝剂的混合。
根据本发明的另一方面，还提供了一种具有用于组装上述注入装置的部件的成套件。
事实上，根据优选的实施例，本发明涉及一种用于组装注入装置的成套件，所述注入装置用于将絮凝剂内嵌地注入到熟化细粒尾矿的管道的流体流中以促进所述熟化细粒尾矿的絮凝，所述成套件包括：
-具有第一部分、第二部分和第三部分的三通接头，每一部分都设有相互流体连接的相应孔口；
-第一凸缘，所述第一凸缘可围绕三通接头的第一部分安装，所述第一凸缘被构造成用于将组装后的注入装置安装到管道的第一部分上；
-第二凸缘，所述第二凸缘可围绕三通接头的第二部分安装，所述第二凸缘被构造成用于将组装后的注入装置安装到管道的第二部分上；
-第三凸缘，所述第三凸缘可围绕三通接头的第三部分安装，所述第三凸缘被构造成用于将组装后的注入装置安装到絮凝剂源；
-渐缩管，渐缩管可安装到三通接头的第一部分上以被定位在三通接头内，渐缩管具有入口和出口，渐缩管的入口可围绕三通接头的第一部分的孔口被同心地安装，渐缩管的横截面面积从渐缩管的入口朝向渐缩管的出口减小；
-内管，所述内管可安装到三通接头的第二部分上以被定位在三通接头内，内管具有入口和出口，内管的入口可连接到渐缩管的出口，内管的出口可围绕三通接头的第二部分的孔口同心地安装，内管可与三通接头的第二部分协作以围绕内管的出口限定多个注射出口，使得来自三通接头的第三部分的絮凝剂以扩散方式通过注射出口被注入并进入到行进通过渐缩管和内管的熟化细粒尾矿的流体流中。
根据本发明的又一个方面，还提供了一种包括上述装置和/或部件的变换成套件。
根据本发明的又一个方面，还提供了用于与上述装置和/或成套件的部件互换的部件装备。
根据本发明的又一个方面，还提供了一种用于组装上述成套件和/或部件装备的方法。
根据本发明的又一个方面，还提供了一种使用上述装置、成套件、设备和/或其部件的方法。
根据本发明的又一个方面，还提供了一种输送熟化细粒尾矿的相应管道，所述管道已经与上述装置、变换成套件、装备和/或方法(一个或多个) 组装在一起。
根据本发明的又一个方面，还提供了一种制造上述装置、相应的成套件和/或变换装备的方法。
根据本发明的又一个方面，还提供了一种将絮凝剂引入到熟化细粒尾矿的流体流中的方法。
更具体地，本发明还涉及一种将絮凝剂内嵌地注入到熟化细粒尾矿的管道中以促进熟化细粒尾矿的絮凝的方法，所述方法包括以下步骤：
a)沿着流体地连接到管道的给定通道提供待处理的熟化细粒尾矿的流体流；
b)提供絮凝剂源；和
c)通过用于以扩散的方式将絮凝剂注入到流体流中的多个注射出口将絮凝剂引入到熟化细粒尾矿的流体流中，以增加注入的絮凝剂的暴露表面面积并因此增加与熟化细粒尾矿的相应反应，以便改善所述熟化细粒尾矿的絮凝。
本发明的目的、优点和其它特征在获悉参照附图的仅用于示例目的本发明的以下不受限制的优选实施例的说明时将变得更加清楚。
附图说明
图1是根据本发明的优选实施例的注入装置的立体图；
图2是图1所示的注入装置的内部件的立体图；
图3是图1所示的注入装置的外部件的立体图；
图4是图1所示的注入装置的正视图；
图5是图2所示的内部件的正视图；
图6是沿图4的线VI-VI截得的横截面图；
图7是输送熟化细粒尾矿的流体流并设有根据本发明的优选实施例的注入装置的管道的示意横截面图；
图8是根据本发明的另一个优选实施例的注入装置的立体图；
图9是图8所示的注入装置的内部件的立体图；
图10是图8所示的注入装置的外部件的立体图；
图11是图8所示的注入装置的正视图；
图12是图9所示的内部件的正视图；
图13是沿图11的线XIII-XIII截得的横截面图；
图14是输送熟化细粒尾矿的流体流并设有根据本发明的另一个优选实施例的注入装置的管道的示意横截面图；
图15是根据本发明的又一个优选实施例的注入装置的立体图；
图16是图15所示的注入装置的内部件的立体图；
图17是图15所示的注入装置的外部件的立体图；
图18是图15所示的内部件的正视图；
图19是图16所示的内部件的正视图；
图20是沿图18的线XX-XX截得的横截面图；
图21是输送熟化细粒尾矿的流体流并设有根据本发明的又一个优选实施例的注入装置的管道的示意横截面图；
图22是将与至少一个尾矿池一起使用并设有根据本发明的另一个优选实施例的注入装置的管道的示意图；
图23是图22中所示的管道的一部分的放大示意图，其中包括与MFT的管道内嵌地连接并连接到絮凝剂源的注入装置；
图24是根据本发明的又一个优选实施例的注入装置的侧视图；
图25是图24所示的注入装置的顶视图；
图26是图24所示的注入装置的前正视图；
图27是图24所示的注入装置的部件的分解视图；
图28是根据本发明的一个优选实施例的渐缩管的侧面正视图；
图29是图28所示的渐缩管的正视图；
图30是图28所示的渐缩管的后视图；
图31是根据本发明的一个优选实施例的环的前视平面图；
图32是沿图31的线XXXII-XXXII截得的横截面图；
图33是沿图26的注入装置的线XXXIII-XXXIII截得的横截面图；
图34是图33中所示的注入装置的一部分的放大剖视图；
图35是图33中所示的注入装置的另一部分的放大剖视图；
图36是图33中所示的注入装置的另一部分的放大剖视图；
图37是图33中所示的注入装置的另一部分的放大剖视图；
图38是图33中所示的注入装置的后部的放大剖视图；
图39是输送熟化细粒尾矿并设有根据本发明的另一个优选实施例的注入装置的管道的支路配件；
图40是输送熟化细粒尾矿并设有根据本发明的又一个优选实施例的注入装置的管道的支路配件；
图41是图40所示的注入装置的侧视图；
图42是图41的注入装置的远端前部分的放大视图；以及
图43是图42中所示的远端前部分的剖视图。
具体实施方式
在以下说明中，相同的附图标记表示相似的元件。仅出于示例的目的，图中所示的实施例、几何结构、所提及的材料和/或尺寸是优选的。
此外，虽然本发明主要被设计成用于将诸如液态聚合物的絮凝剂注入到输送诸如熟化细粒尾矿(MFT)的管道的流体流中，但是本发明可以与其它类型的物质(一种或多种)和/或液体(一种或多种)一起使用用于其它目的，并且在其它领域中，对于本领域的技术人员是显而易见的。为此，这里使用的诸如“注入”、“絮凝的”、“试剂”、“液态的”、“聚合物”、“管道”、“MFT”等不应该被视为限制本发明的保护范围，而是包括可以与本发明一起使用并且可以是有用的所有其它类型的管道、圆筒、物品和/或应用。
此外，在本发明的上下文中，术语“装置”、“成套件”、“单元”、“设备”、“机构”、“组件”、“筒”、“系统”、“设备”或本领域所公知的任意其它等效的术语和/或所述术语的复合词将可互换地被使用。此外，如本领域技术人员显而易见的，相同的术语应用于任意其它彼此等效和/或互补的术语，例如，“管道”、“圆筒”、“导管”、“通道”和“管”以及例如“添加剂”、“溶液”和“试剂”、或者甚至“絮凝的”、“化学的”和“反应的”以及“同环地”、“同轴地”、“同心地”、“结合地”和“补充地”。相同的情况可以应用于其它类似的术语，例如，“处理(processing)”、“混合”、“处理(treating)”、“固化”、“脱水”、“絮凝”、“凝结”或者甚至“出口”、“孔口”和“孔”，这也对本领域的技术人员是显而易见的。
另外，虽然在附图中所示的本发明的优选实施例包括各种部件，并且虽然如图所示注入装置的优选实施例由这里所述和所示的特定几何结构构成，但是不是所有这些部件和结构对本发明是必要的，因此不应该在其限制意义上进行理解，即，不应给被视为限制本发明的保护范围。将要理解的是：如这里简短所述，或者如本领域技术人员可以从这里容易地推断出，在不背离本发明的保护范围的情况下，其它适当的部件和所述部件之间的协作以及其它适当的几何结构可以用于根据本发明的注入装置和相应部件以及相应改装套件或装置、和/或产生的管道或回路。
宽泛地描述，本发明作为在附图中被示例和显示涉及一种将絮凝剂引入到输送熟化细粒尾矿的管道的流体流中以改善絮凝剂与所述熟化细粒尾矿的反应从而提高熟化细粒尾矿的絮凝、和/或相应产生的优点(例如脱水)的改进的方法。将絮凝剂内嵌地注入到熟化细粒尾矿的管道中的这种新方法与其它已知技术的区别在于通过用于以“扩散方式”将絮凝剂注入到流体流中的多个注射出口在熟化细粒尾矿的流体流内进行絮凝剂的引入，以便增加湿周(wetted perimeter)，并因此增加所注入的絮凝剂的暴露表面面积，从而增加与熟化细粒尾矿的相应反应，以便改进最终结果。本发明还涉及一种用于与输送熟化细粒尾矿的管道内嵌地连接以根据本发明执行内嵌地注入法的相应注入装置。
用于附图中所示的对应优选部件的一些的附图标记列表
1.注入装置
3.絮凝剂
5.流体流
7.管道
9.熟化细粒尾矿
11.主入口
13.主通道
15.主出口
17.补充导管
19.供给入口
21.注射出口
21c.(注射出口21的)中心点
23.(主通道13的)内表面
25.(供给入口19的)连接凸缘
27.内部件
29.圆筒
31.(圆筒29的)第一端
33.(圆筒29的)第二端
35.(圆筒29的)环
37.外部件
39.套筒
41.(套筒39的)第一端
43.(第一端41的)第一凸缘
45.(管道7的)第一部分
47.(套筒39的)第二端
49.(第二端47的)第二凸缘
51.(管道7的)第二部分
53.(套筒39的)周边表面
55.过渡部分
57.界面部分
59.主要部分
61.(流体流5的)纵向轴线
63.三通接头
65.(三通接头63的)第一部分
65a.(第一部分65的)孔口
67.(三通接头63的)第二部分
67a.(第二部分67的)孔口
69.(三通接头63的)第三部分
69a.(第三部分69的)孔口
71.第一凸缘
73.第二凸缘
75.第三凸缘
77.渐缩管
79.(渐缩管77的)入口
81.(渐缩管77的)出口
83.内管
85.(内管83的)入口
87.(内管83的)出口
89.外管
91.衬环
93.搭接环
95.螺母
97.侧向管件
99.(侧向管件97的)主管路
101.(侧向管件97的)支管路
103.邻接凸缘
105.(支管路101的)远端
107.支撑主体
109.内部导管
111.(支撑主体107的)远端末端部
113.稳定器
如先前所述，并且根据本发明的优选方面，提供了一种用于将絮凝剂 3内嵌地注入到熟化细粒尾矿9的管道7的流体流5中以促进絮凝剂3与熟化细粒尾矿9的反应的注入装置1。如附图中所示，并且更具体地在图 1-21中，注入装置1包括主入口11、主通道13、主出口15和补充导管17。主入口11用于接收输送熟化细粒尾矿9的管道7的流体流5，而进入主入口11的流体流5允许在主通道13中行进。循环通过管道7并因此通过内嵌地连接到管道7的注入装置1的流体流5则被允许从注入装置1的主出口15被释放出来。注入装置1的创新方面在于其补充导管17，如图6、 13和20中清楚地显示，所述补充导管17优选地相对于主通道13同环地(或同轴地、结合地)设置，并被构造成用于从通常不同于主入口11的供给入口19接收絮凝剂3，并具有绕着主出口15设置用于将絮凝剂3注入到离开主出口15的流体流5的多个注射出口21。注射出口21被成形和定尺寸，每一个注射出口的孔口显著小于供给入口19的孔口以增加絮凝剂3在主出口15周围的扩散，从而通过絮凝剂3的增加的暴露表面面积来改善流体流5与所述絮凝剂3的混合，因此克服与现有技术相关联的混合技术相关联的多种缺陷和不便。
如以下更加详细地所述，值得提及的是根据本发明，用于以扩散的方式将絮凝剂3引入到熟化细粒尾矿9的流体流5中的注射出口21可以定位在不同的位置处，并且有利地相应地定位在注入装置1和/或管道7内以受益于熟化细粒尾矿9的流体流5内的特定动态特性，以便获得絮凝剂3 与熟化细粒尾矿9的改善反应。
根据本发明的一方面，注入装置1优选地被构造成使得该注入装置的主入口11是锥形的，即，使得来自输送进入注入装置1的熟化细粒尾矿9 的管道7的流体流5通过减小的横截面面积，以便增加流体流5的速度，并接着在流体流5内获得产生的湍流，当絮凝剂3以扩散方式通过多个注射出口21被引入到流体流5中时，可以有利地使用所述湍流，而不管是否直接引入到流体流5的这种湍流区中，或所述湍流区的下游(在一些情况下，甚至引入到湍流区的“上游”)，以最优化絮凝剂3的引入、絮凝剂3与熟化细粒尾矿9的混合和/或反应。
优选地，并且如可以由本领域技术人员容易理解的，虽然根据本发明的注入装置1可以与主入口11一起使用，所述主入口11具有沿着通道急剧变化以迅速增加沿着所述通道行进的熟化细粒尾矿9的流动速度的横截面面积，用于根据本发明的优选实施例的注入装置1的主入口11优选地逐渐渐缩以逐渐增加熟化细粒尾矿9的流动速度，同时试图最小化行进通过所述过渡部分55的流体流5的压力损失(假设整个管道7的任意压力损失是累积的)。仅出于示例的目的，并且根据本发明的优选实施例，锥度可以在大约7度与大约90度之间任何范围，这取决于将要使用本注入装置1 的具体应用(一个或多个)以及期望的最终结果，如本领域技术人员显而易见的。
此外，还值得提及的是：如果横截面面积的变化更加急剧，则由于通常以非常快的方式损坏或磨损主入口11的内部件的熟化细粒尾矿9的性质，因此提供锥形主入口11确保对设置这种主入口11的注入装置1的给定部件上产生较少的磨损，如本领域技术人员显而易见的。
更具体地参照本发明的给定优选实施例，如图1-21中所示，显示了注射出口21如何优选地以等间隔方式径向定位在流体流5的主出口15周围。更具体地，根据这些具体的实施例，注射出口21在注入装置1的最后面的部分处设置在衬环91的周围。根据这些具体的实施例，注入装置1优选地包括八个注射出口21，且每一个的直径大约为7/8英寸，且每一个注射出口21的中心点21c被定位成与主通道13的内表面23相距大约7/8英寸，如图5、12和19中清楚地所示。然而，值得提及的是，如还可以被本领域技术人员容易理解的，本发明的重要方面在于絮凝剂3被引入或“扩散”在熟化细粒尾矿9的流体流5中以增加适当的反应的方式，因此，可以基于将要使用注入装置1的具体应用、与注入装置1一起使用的流体流 5的类型以及期望的最终结果改变、变更和/或修改注射出口21的数量、所述注射出口21的横截面结构、相对于主通道13的位置以及其它考虑。然而，值得提及的是不管注射出口21的总数是否是两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个或更多个，注射出口21的总面积优选地被设定成小于絮凝剂3的供给入口19的总流动面积，从而确保注射出口21是将溶液(即，絮凝剂3)喷射到MFT中以改善混合的主要压力下降点。
根据本发明的一个优选的方面，并且基于已经执行以最优化过程的特定试验，通过注射出口21被注射出的絮凝剂3的增加的湿周优选地为大约2.8。然而，还值得提及的是这种比例基于本注入装置1所应用的具体和期望的最终结果应用而可以再次变化，并且在一些情况下，当被扩散到微滴时聚合物的裸露面积可能更高，如本领域技术人员容易理解(例如，使用模拟模型等)。此外，优选地，并且根据另一个优选实施例，选择主通道 13以具有大约为管道7的内部直径的尺寸的一半的内部直径。事实上，如以下更清楚地所述，本注入装置1已经被设计成有助于通过标准或容易获得的“现成部件”组装和/或制造该注入装置1，同时提供一种能够以改进的凡是将絮凝剂3引入到熟化细粒尾矿9的流体流5中以改善混合最终结果的最终的创新型注入装置1。
因此，可以认识的是例如对于具有大约12英寸的内部直径的管道7 来说主通道13的内部直径可以为大约6英寸，或甚至4英寸。此外，并且当参照图1-21时可以容易理解的是注入装置1的供给入口19优选地设有连接凸缘25，所述连接凸缘25用于将供给入口19可移除地连接到絮凝剂3的源或用于与循环通过管道7的熟化细粒尾矿9协作而反应的任意其它类型的化学制品，以用于相应的絮凝、脱水或任意其它适当的目的，如本领域技术人员容易理解的。
根据一个优选的实施例，絮凝剂3是被设计成用于熟化细粒尾矿9进行适当反应的液态聚合物，但是任意其它适当的物质、试剂、化学反应、溶液和/或类似物可以与注入装置1一起使用，如本领域技术人员可以容易推断的。值得提及的是如在本领域中所公知的，MFT主要由水、砂和粘土构成，其中，MFT中的固体含量可以在大约15-50％之间。通常的注入器基本上对具有大于30％的固体含量的MFT无效，大于30％的固体含量大约大于或等于大约1.22的比重。然而，本注入装置1和相应部件(注射出口21等)被设计成在MFT固体含量的整个范围中等同地工作，并且注入装置1的这种特征是将其设计并实施到干燥系统中的重要理由。
参照图1-21，显示了如何根据本发明的给定方面，可以使用内部件27 和外部件37组装注入装置1。内部件27优选地包括限定主通道13的圆筒 29，其中流体流5被允许或期望沿着所述主通道13行进，圆筒29具有可操作地连接到主入口11的第一端31和设有环35并可操作地连接到主出口15的第二端33，环35设有注射出口21。
以下说明外部件37，外部件37优选地包括绕着内部件27同心安装的套筒39，套筒39具有第一端41和第二端47，所述第一端41设有可移除地连接到管道7的第一部分45上的第一凸缘43，所述第二端47设有可移除地连接到管道7的第二部分51上以使注入装置1与管道7内嵌地连接的第二凸缘49，外部件37还设有从套筒39的周边表面53向外突出的供给入口19，如图3、10和17更加清楚地所示。
如当参照图6、13和20时可以更容易地理解，圆筒29和套筒39优选地被构造成使得当外部件37绕着内部件27安装时补充导管17限定在所述圆筒29与所述套筒39之间，补充导管17在供给入口19与设置在内部件27的环35上的注射出口21之间流体连通，使得通过供给入口19被引入到补充导管17中的絮凝剂3被注射出内部件27的注射出口21，以便增加絮凝剂3在流体流5内的扩散，如当参照图7、14和21可以容易地理解。
类似于先前所述，内部件27的圆筒29的第一端31以渐进的方式渐缩。有利地并且还优选地，外部件37由标准配件构成，以有助于注入装置1的部件的实现和组装。例如，圆筒29的第一端31和第二端33可以分别被焊接到套筒39的第一端41和第二端47上，如当参照图6、13和 20可以容易地理解，尽管本发明还可以使用组装、固定和/或紧固注入装置1的各种部件的其它适当的方式，如可以由本领域技术人员容易理解的。
虽然在本说明中已经阐明和显示了可能的内嵌注入装置1的不同变形例，但是值得提及的是本发明的重要方面在于提供一种将絮凝剂3内嵌地注入到熟化细粒尾矿9的管道7中以促进所述熟化细粒尾矿9的絮凝并获得其它最终的优点的新方法，如本领域技术人员可以容易理解的。所述方法优选地包括以下步骤：a)沿着流体地连接到管道7的给定沟道提供将要被处理的熟化细粒尾矿9的流体流5；b)提供絮凝剂3的源；以及c)通过用于以扩散的方式将絮凝剂3注入到流体流5中的注射出口21将絮凝剂3 引入到熟化细粒尾矿9的流体流5中，以增加所注入的絮凝剂3的暴露表面面积并因此增加与熟化细粒尾矿9的相应反应，从而改进熟化细粒尾矿9的絮凝，和/或产生其它优点。如对本领域技术人员显而易见的，可以使用该方法和相应注入装置1的方式是各种各样的。
例如，步骤c)可以包括以下步骤：i)在熟化细粒尾矿9的流体流5内产生湍流区；以及ii)以扩散的方式通过多个注射出口21将絮凝剂3注入在所述湍流区内，用于混合絮凝剂3与熟化细粒尾矿9并进一步促进熟化细粒尾矿9的絮凝。
本发明的步骤a)还可以包括以下步骤：iii)沿着通道的给定过渡部分 55减小通道的横截面面积，以增加行进通过所述过渡部分55的熟化细粒尾矿9的流动速度，进而增加从过渡部分55离开的流体流5的湍流，如当参照图7、14和21时可以容易地理解。
本发明的步骤a)还可以包括以下步骤：沿着给定斜率逐渐减小通道的横截面面积，所述给定斜率在附图中所示的一些实施例中优选地具有大约 7比1的比率，如图33中清楚地所示，以便(如先前所述)防止行进通过所述过渡部分55的流体流5的压力损失。
还值得提及的是本发明的步骤a)还可以包括以下步骤：iv)沿着通道的给定界面部分57快速增加通道的横截面面积，以急剧改变行进通过通道的所述界面部分的熟化细粒尾矿9的流动速度，以便在所述界面部分57 的附近产生流体流5的湍流区。如可以由本领域技术人员容易地理解，当流体流5离开注入装置1的主通道13并在管道7的第二部分51处回流到管道7中时，产生流体流5的横截面面积的这种急剧变化，如图7、14和 21中示意性地所示。
根据本发明的一方面，所述方法的步骤c)可以包括以下步骤：将注射出口21定位在通道的主要部分59的周围，使得絮凝剂被朝向流体流5的纵向轴线61径向注入，如图38中所示。
可选地或另外地，步骤c)还可以包括以下步骤：将注射出口21定位在通道的界面部分57的周围，使得絮凝剂3在大致平行于流体流5的纵向轴线61的方向上被注入，如图7、14和21中所示。
优选地，并且为了提高反应的目的，絮凝剂3通过多个注射出口21 被注入到在所述界面部分57附近产生和限定的湍流区中，使得絮凝剂3 由于其通过多个注射出口21的扩散而可以有利地反应，除了被注入到湍流区中还进一步增加与熟化细粒尾矿9的改进的反应之外，这能够提供增加的暴露表面面积，并因此产生改进的反应。
根据本发明的另一个方面，并且如当参照图24-38时可以容易地理解，还提供一种用于组装用于将絮凝剂3内嵌地注入到熟化细粒尾矿9的管道 7的流体流5中的注入装置1的成套件。所述成套件可以包括三通接头 63(或简单的t形接头63)、第一凸缘71、第二凸缘73、第三凸缘75、渐缩管77和内管83。
优选地，并如图24-27中清楚地所示，t形接头63具有第一部分65、第二部分67和第三部分69，每一部分65、67、69都设有彼此流体地连接的相应孔口65a、67a、69a。第一凸缘71优选地可围绕t形接头63安装，并被构造成用于将组装后的注入装置1安装到管道7的第一部分45上，如图22和图23中所示。第二凸缘73优选地可围绕t形接头63的第二部分67安装，并被构造成用于将组装后的注入装置1安装到管道7的第二部分51上。第三凸缘75优选地可围绕t形接头63的第三部分69安装，并被构造成用于将组装后的注入装置1连接到絮凝剂3的源，如图23中示意性地所示。
成套件的渐缩管77优选地可安装到t形接头63的第一部分65上以被定位在t形接头63内，如图27中清楚地所示，并且渐缩管77具有入口 79和出口81，渐缩管77的入口79可围绕t形接头63的第一部分65的孔口65a同心地安装，渐缩管77的横截面面积从其入口79朝向其出口减小，用于获得相应产生的优点，如以上简短地所述。
以下参照图38，并可以容易地理解，内管83优选地可安装到t形接头63的第二部分67上以被定位在t形接头63内，内管83具有入口85 和出口87，内管83的入口85可连接到渐缩管77的出口81，内管83的出口87可围绕t形接头63的第二部分67的孔口67a同心地安装，用于围绕内管83的出口87限定多个注射出口21，使得来自t形接头63的第三部分69的絮凝剂3以扩散的方式通过所述注射出口21被注入并进入到行进通过渐缩管77和内管83的熟化细粒尾矿9的流体流5中。如先前所述，并且根据本发明的优选方面，注射出口21可以围绕注入装置1内的不同适当位置设置，而不管所述注射出口直接围绕内管83，或者是绕着相应环35设置。
根据给定的优选实施例，t形接头63的第二部分67优选地包括外管 89，所述外管89围绕内管83同心地定位以在所述外管89与所述内管83 之间限定用于容纳絮凝剂3的补充导管17，如当参照图33和38容易地理解。此外优选地，第二凸缘73可安装到外管89上，并且成套件进一步包括可安装在内管83与外管89之间的环35和衬环91。衬环91可以设有注射出口21，所述注射出口21用于从t形接头63的第二部分67接收絮凝剂3并用于以扩散的方式将絮凝剂3注入到流体流5中，如当参照图1-21 中所示的本发明的优选实施例时可以容易地理解。
根据另一方面，成套件还可以包括可安装到第二凸缘73的上的搭接环93以及可安装到第二凸缘73上的螺母95，如当参照图27、33和38 时可以容易地理解，成套件的部件以适当的方式并且优选地通过适当的组装或连接方法(例如，焊接)可操作地相互固定。
值得提及的是可以提供各种其它适当的注入装置1以执行根据本发明的注入方法。例如，当参照图39-43时，显示了如何根据给定的优选实施例，根据本发明的注入装置1还可以以与熟化细粒尾矿9的管道7的侧向管件97一起使用的注入装置1的形式被提供，侧向管件97具有包括主管路99和支管路101的大致y形接头装置，其中熟化细粒尾矿9的流体流5 将沿着所述主管路99行进。注入装置1可以包括用于邻接在支管路101 的远端105上的邻接凸缘103。注入装置1还可以包括从邻接凸缘103向内朝向主管路99突出的支撑主体107，支撑主体107具有内部导管109，所述内部导管109用于经由与熟化细粒尾矿9的流体流5相交的相应的远端末端部111(或“端部”)输送将被引入到流体流5中的絮凝剂3。注入装置1优选地还包括多个注射出口21，所述注射出口21设置在支撑主体107 的远端末端部111(即，“端部”)上，并且絮凝剂3通过所述注射出口21被注入，注射出口21被成形和定尺寸，每一个注射出口21的孔口显著小于内部导管109的孔口以增加絮凝剂3在注射出口21周围的扩散，从而通过絮凝剂3的由多个注射出口21提供的增加的暴露表面面积来改善流体流5与所述絮凝剂3的混合。
根据第一优选实施例，如图39中清楚地所示，注入装置1的支撑主体107被构造成使得其远端末端部111围绕流体流5的纵向轴线61定位，并且使得注射出口21大致定位在所述纵向轴线61下方。
根据第一优选实施例，如图40中清楚地所示，注入装置1的支撑主体107被构造成使得其远端末端部111定位在流体流5的纵向轴线61上方，并且使得注射出口21大致围绕所述纵向轴线61定位。
支撑主体107可以简单地为圆筒或管，并且根据给定的实施例，如图 42和图43中清楚地所示，注射出口21围绕支撑主体107沿着四行注射出口21设置，每行注射出口21之间径向间隔大约30度，并且注射出口21 中大多数的直径为大约3/8英寸。此外优选地，支撑主体107的内部导管 109的直径为大约3/4英寸。再次，值得提及的是，如可以由本领域技术人员容易地理解的，本发明的重要方面在于絮凝剂3被引入或“扩散”在熟化细粒尾矿9的流体流5内以增加恰当的反应的方式，因此，可以改变、变更和/或修改注射出口21的数量、注射出口21的横截面结构、所述注射出口21的行数、相对于主通道13或内部导管109的位置、以及其它考虑，这取决于将要使用注入装置1的具体应用，与注入装置1一起使用的流体流5的类型以及期望的最终结果。
支撑主体107优选地设有用于倚靠在支管路101的内壁上定位的稳定器113，所述稳定器能够保持注入装置1的远端末端部111基本上相对于流体流5固定，从而最小化对远端末端部111的振动等，如可以由本领域技术人员容易地理解。
最后，根据本发明，注入装置1和相应部件优选地由诸如金属材料的相当大刚性的材料(例如，不锈钢)、硬聚合物、合成材料、和/或类似材料制成，然而，为了获得这里简短所述的产生的优点，根据本发明的注入装置1的其它部件可以优选地由适当的有延展性和弹性的诸如聚合物材料 (塑料、橡胶等)的材料和/或类似材料制成，这取决于将要使用注入装置1 和产生的管道或闭合回路的具体应用以及所产生的不同参数，如对本领域技术人员显而易见的。
此外，本发明相对于现有技术的相当大的改进在于其设计和部件，注入装置1能够简单且容易地使用，并且简单且容易地制造和/或组装，并提供了一种处理MFT的更加有效和成本有效的方式。
当然，如以下可以更好地认识，本发明相对于常规方法相当大的优点在于：由于絮凝剂(例如，液态聚合物)通过多个注射出口以扩散的方式被引入到熟化细粒尾矿的流体流中，因此本发明允许液态聚合物与熟化细粒尾矿(MFT)更快且更有效地混合。与未优化的设计相比较，这能够使低聚合物用于相同数量的MFT。此外，这能够用于增加处理效率。
本发明的优点还在于本发明允许对装置极低的维修保养，并且可以通过简单的“现成部件”在内部完成制造，如以上简短所述。
如以下可以更好地认识，本发明提出的方案的优点在于本发明以较高的速度通过多个开口将液态聚合物引入到MFT中，因此增加液态聚合物的暴露表面面积。相反，传统技术最小化聚合物的暴露表面面积，从而留下大量未混合的聚合物，且产生相关联的缺陷和不便。还值得提及的是根据本发明，注入双端凸缘管的设计还促进靠近注入点的湍流区，这有助于快速混合扩散的聚合物。因此，增加了在注入点处聚合物与MFT之间的接触面积。此外，如先前所述，注入器双端凸缘管的设计促进注入区域处的湍流区，这促进MFT和聚合物的迅速混合。通常，通过低效率注入装置，过量的聚合物被添加以补偿差的注入，而本发明的新颖性和创新性的设计能够补偿低效率和可以最小化聚合物使用。
事实上，本发明的重要方面在于代替如现有技术通常所做的那样通过大开口将聚合物注入到MFT流中，而是通过较小直径的多个孔来实现聚合物的注入，从而获得相同或甚至更大整体注入速度，但是明显地增加被暴露的聚合物表面面积，以改善反应过程并提高最终结果。
如先前所述，并且根据本发明的一个优选实施例，本注入装置通过同心渐缩管将12英寸MFT流减小到6英寸流。所述流然后被从6英寸显著膨胀回到12英寸，从而产生湍流区。该区域优选地是聚合物注入孔被设置以注入液态聚合物的位置。这为聚合物提供充分的接触面积，同时还提供两种流体的额外混合。在本情况中，混合直接发生在被相应定位和设置以用于最佳结果的注入点处。因为聚合物的注入被优化，因此混合物随后以立即泄水的最大可能性和最佳干燥时间、用于MFT干燥的两个过程要求进入干燥池。
还值得提及的是本发明的注入装置1的制造能够相当简单地执行，因为：根据优选的实施例，其可以以最小化的复杂性简单地涉及标准t形配件与标准钢部件。因此，本发明的注入装置1可以通过相对容易获得的现成部件被经济地制造。此外，本发明的优点还在于：由于部件基本上在表面磨损为失效机理的情况下失效，所以注入装置1的维修保养被大大最小化。因为服务对象是MFT，所以与粗粒尾矿相比较，磨损率要低得多。
如对本领域技术人员显而易见的，可以对本发明进行各种其它变形或替换。例如，已经所述的是一旦选择注入位置，注入装置1可以与标准法兰连接件内嵌地安装。这通过对12英寸MFT管道进行。聚合物入口因此通常为8英寸并且还可以通过标准8英寸法兰入口连接到所述装置。然而，值得提及的是各种其它气压计或设计变量对于本发明可以考虑，因为，例如，所述各种其它气压计或设计变量中的一个可以是内部管从6英寸到4 英寸的减小。事实上，随后的湍流区变得较大，并且认为这可以在供给密度限定这种变化的时间期间有助于混合。还值得提及的是标准法兰连接件提供容易的安装，并且对于具体应用，从6英寸内部直径到12英寸的扩张提供将额外的混合引入到注入区域中的湍流区。
此外，还值得提及的是虽然本发明的注入装置1的主出口15已经在附图中被显示为大致为“垂直的”，但是这种主出口15可以以例如在相对于水平面大约10度直至垂直面的范围的给定角度偏离垂直面。事实上，本领域技术人员可以认识到虽然垂直单元的机械结构更加容易，但是主出口15的适当角度在混合流体的同时促进一些压力恢复。因此，图33中显示了注射出口21为0度的情况。此外，本领域技术人员还将理解到具有尖锐边缘或圆形边缘的注射出口21将影响通过喷嘴的流量的事实。尖锐边缘最容易被钻孔，而锥形或圆形边缘提供更好的流动能力。因此，除了可以对本发明的注入装置1进行的各种变化之外，不仅注射出口21的形状和位置可以基于将要使用注入装置1的不同的应用和期望的最终结果而改变，而且重要的是还注意到注射出口21不是必须受限于“圆形”结构或横截面，尽管圆形结构容易通过简单的钻孔、冲压等被制造而成，并且注意到可以制造这些完全相同的注射出口21或孔口以呈现各种其它适当的几何结构和横截面形状，例如“星状”结构，以便借助于所述注射出口21 进一步增加被引入到流体流5的絮凝剂3中的暴露表面面积(或“湿周”)，如对本领域技术人员显而易见的。
当然，在不背离如所附权利要求限定的本发明的保护范围的情况下，可以对上述实施例进行许多其它修改。

Claims (22)

1.一种注入装置，所述注入装置用于将液体内嵌地注入到熟化细粒尾矿的管道的流体流中，所述注入装置包括：
用于接收所述流体流的主入口；
主通道，进入所述主入口的所述流体流被允许沿着所述主通道行进；
用于排放所述流体流的主出口；和
补充导管，所述补充导管相对于所述主通道同环地设置，并被构造成用于从不同于所述主入口的供给入口接收液体，所述补充导管具有多个注射出口，所述多个注射出口围绕所述主出口同环地设置以将所述液体注入到离开所述主出口的流体流中，所述注射出口被成形和定尺寸，并且每一个注射出口的孔口显著小于所述主出口的孔口以增加所述液体在所述主出口周围的扩散，从而通过所述液体的增加的暴露表面面积改善流体流与所述液体的混合，
其中，所述注射出口围绕所述流体流的主出口以等间隔的方式径向定位，并且
其中，所述主通道具有为所述管道的内部直径的一半尺寸的内部直径。
2.根据权利要求1所述的注入装置，其中，所述注入装置包括：
内部件，所述内部件包括限定所述主通道的圆筒，所述流体流被允许沿着所述主通道行进，所述圆筒具有能够操作地连接到所述主入口的第一端和设有环的第二端，所述环能够操作地连接到所述主出口，所述环设有所述注射出口；和
外部件，所述外部件包括围绕所述内部件同心地安装的套筒，所述套筒具有设有第一凸缘的第一端和设有第二凸缘的第二端，所述第一凸缘能够移除地连接到所述管道的第一部分上，所述第二凸缘能够移除地连接到所述管道的第二部分上，所述外部件还设有从所述套筒的周边表面向外突出的所述供给入口；
其中，所述圆筒和所述套筒被构造成使得当所述外部件围绕所述内部件安装时，所述补充导管被限定在所述圆筒与所述套筒之间，所述补充导管在所述供给入口与设置在所述内部件的环上的所述注射出口之间流体连通，使得通过所述供给入口被引入所述补充导管中的液体被注射出所述内部件的注射出口，以增加所述液体在所述流体流内的扩散。
3.根据权利要求2所述的注入装置，其中，所述圆筒的第一端和第二端分别焊接到所述套筒的第一端和第二端上。
4.一种使用根据权利要求1至3中任一项所述的注入装置将液体内嵌地注入到熟化细粒尾矿的管道中的方法，其中，所述液体包括用于促进所述熟化细粒尾矿的絮凝的絮凝剂。
5.一种将液体内嵌地注入到熟化细粒尾矿的管道中的方法，所述方法包括以下步骤：
a)沿着流体地连接到所述管道的给定通道提供待处理的熟化细粒尾矿的流体流；
b)提供所述液体的源；以及
c)通过用于以扩散的方式将所述液体注入到所述流体流中的多个注射出口将所述液体引入到熟化细粒尾矿的所述流体流中，以增加注入的所述液体的暴露表面面积。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述步骤c)包括以下步骤：
i)在熟化细粒尾矿的所述流体流内产生湍流区；以及
ii)通过所述多个注射出口以扩散的方式将所述液体注入在所述湍流区内以混合所述液体与所述熟化细粒尾矿。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述步骤a)包括以下步骤：
iii)沿着所述通道的给定的过渡部分减小所述通道的横截面面积以增加行进通过所述过渡部分的熟化细粒尾矿的流动速度，而增加从所述过渡部分离开的所述流体流的湍流。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其中，步骤a)包括以下步骤：
iv)沿着所述通道的给定界面部分快速增加所述通道的横截面面积，以急剧地改变行进通过所述通道的所述界面部分的所述熟化细粒尾矿的流动速度，从而在所述界面部分的附近产生流体流的湍流区。
9.根据权利要求5所述的方法，其中，步骤c)包括以下步骤：
围绕所述通道的主要部分定位所述注射出口，使得所述液体朝向所述流体流的纵向轴线径向地被注入。
10.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其中，所述熟化细粒尾矿源自于油砂。
11.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其中，所述液体包括用于促进所述熟化细粒尾矿的絮凝的絮凝剂。
12.一种用于组装注入装置的成套件，所述注入装置用于将液体内嵌地注入到熟化细粒尾矿的管道的流体流中，所述成套件包括：
具有第一部分、第二部分和第三部分的三通接头，每一部分都设有相互流体地连接的相应孔口；
第一凸缘，所述第一凸缘能够围绕所述三通接头的第一部分安装，所述第一凸缘被构造成用于将组装后的所述注入装置安装到所述管道的第一部分上；
第二凸缘，所述第二凸缘能够围绕所述三通接头的第二部分安装，所述第二凸缘被构造成用于将组装后的所述注入装置安装到所述管道的第二部分上；
第三凸缘，所述第三凸缘能够围绕所述三通接头的第三部分安装，所述第三凸缘被构造成用于将组装后的所述注入装置连接到所述液体的源；
渐缩管，所述渐缩管能够安装到所述三通接头的第一部分上以被定位在所述三通接头内，所述渐缩管具有入口和出口，所述渐缩管的入口能够围绕所述三通接头的第一部分的孔口被同心地安装，所述渐缩管的横截面面积从所述渐缩管的入口朝向所述渐缩管的出口减小；和
内管，所述内管能够安装到所述三通接头的第二部分上以被定位在所述三通接头内，所述内管具有入口和出口，所述内管的入口能够连接到所述渐缩管的出口，所述内管的出口能够围绕所述三通接头的第二部分的孔口同心地安装，所述内管与所述三通接头的第二部分协作以围绕所述内管的出口限定多个注射出口，使得来自所述三通接头的第三部分的所述液体以扩散方式通过所述注射出口被注入并进入到行进通过所述渐缩管和所述内管的熟化细粒尾矿的流体流中，
其中，所述三通接头的第二部分包括外管，所述外管围绕所述内管同心地定位以在所述外管与所述内管之间限定用于容纳所述液体的导管；并且所述第二凸缘能够安装到所述外管上，并且
其中，所述成套件还包括：
衬环，所述衬环能够安装在所述内管与所述外管之间，并且所述衬环设有用于从所述三通接头的第二部分接收所述液体的注射出口；
能够安装到所述第二凸缘上的搭接环；和
能够安装到所述第二凸缘上的螺母。
13.一种用于与熟化细粒尾矿的管道的侧向管件一起使用的注入装置，所述侧向管件具有大致y形接头装置，所述y形接头装置包括主管路和相应的支管路，熟化细粒尾矿的流体流将沿着所述主管路行进，所述注入装置包括：
用于邻接在所述支管路的远端上的邻接凸缘；
支撑主体，所述支撑主体从所述邻接凸缘向内地朝向所述主管路突出，所述支撑主体具有内部导管，所述内部导管用于通过与熟化细粒尾矿的所述流体流相交的相应远端末端部输送将要被引入到所述流体流中的液体；和
注射出口，所述注射出口设置在所述支撑主体的远端末端部上，并且所述液体通过所述注射出口被注入以便与熟化细粒尾矿的所述流体流混合，
其中，所述注入装置的支撑主体被构造成使得所述注射出口定位在所述流体流的主纵向轴线处。
14.根据权利要求13所述的注入装置，其中，所述支撑主体是圆筒。
15.根据权利要求13或14所述的注入装置，其中，所述注射出口包括多个注射出口。
16.根据权利要求15所述的注入装置，其中，所述注射出口沿着四行注射出口围绕所述支撑主体设置。
17.根据权利要求15所述的注入装置，其中，在每一行注射出口之间具有30度的径向间隔。
18.根据权利要求15所述的注入装置，其中，所述注射出口的直径为3/8英寸。
19.根据权利要求15所述的注入装置，其中，所述支撑主体的内部导管的直径为3/4英寸。
20.根据权利要求14所述的注入装置，其中，所述支撑主体设有用于倚靠在所述支管路的内壁上的稳定器。
21.一种使用根据权利要求13至20中任一项所述的注入装置将液体内嵌地注入到熟化细粒尾矿的管道中的方法，其中，所述熟化细粒尾矿源自于油砂。
22.一种使用根据权利要求13至20中任一项所述的注入装置将液体内嵌地注入到熟化细粒尾矿的管道中的方法，其中，所述液体包括絮凝剂。
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