CN108786283A - 一种选矿脱水作业用三级气液分离系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种选矿脱水作业用三级气液分离系统，其特征在于：所述的该系统由Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级子系统组成；Ⅰ级子系统由罐体、气液分离装置A和滤液排放装置组成；所述气液分离装置A为挡板组，挡板组由依次排列的挡板件构成；挡板件由两个竖直挡板垂直焊接而成；所述Ⅱ级子系统由真空泵、气液分离装置B和密封水循环泵组成；所述Ⅲ级子系统由排气管和螺旋挡流板构成。本发明的优点：1）挡板件横截面人字形结构，增加气液混合物在挡板上的截留时间，分离效果更好，排出气体中含水低于1%；2）液位计控制液位，避免了滤液泵的汽蚀，滤液强制排出，不需要10米排液高差，降低厂房投资和生产能耗；3）实现了真空泵密封水的回收使用。

Description

一种选矿脱水作业用三级气液分离系统

技术领域

本发明属于微细粒固体散料脱水技术领域，具体涉及一种选矿脱水作业用三级气液分离系统。

背景技术

过滤设备是选矿厂对微细粒最终精矿矿浆进行脱水作业的必不可少的设备。而利用真空进行抽气脱水的盘式过滤机、带式过滤机、鼓式过滤机等在选矿厂脱水设备中占绝大部分。采用真空进行抽气脱水的过滤设备需要与真空泵连接以提供脱水的动力，而在过滤机和真空泵之间需要设气液分离器以实现滤液和空气的分离。当前选矿厂，气液分离器一般采用的是重力排液罐，该种设备需要将重力排液罐及过滤机设置在10米高以上的平台以克服大气压力对滤液排放的影响，防止滤液从重力排液罐的空气出口进入真空泵对真空泵的工作液造成污染，对真空泵造成损坏；而且采用重力排液，为防止滤液倒流，须在滤液罐的下方设置水封箱，当滤布损坏时，微细粒矿物随滤液进入水封箱，易造成堵塞，从而导致滤液随空气进入真空泵，造成真空泵工作液水质变化，也会对真空泵造成损坏；此外，水环式真空泵的密封水也是该设备的冷却水，从设备排出后，水有3-5摄氏度的温升，升温后的水不满足冷却水的条件要求，不能直接返回到真空泵循环使用；再有，水环式真空泵的密封水和抽吸的空气作为气水混合物从真空泵排气口排出，这也不利于密封水的重复利用。水环式真空泵的密封水占整个选矿厂新水的50%以上，这部分密封水如果外排将直接打破选矿厂的水平衡，严重影响选矿厂的选别指标。最后，采用重力排液的方式，过滤机及其给矿的位置被抬高10米以上，也增加了基建投资和生产运营的能耗。因此，很有必要研究开发一种不采用重力排液就能实现气液高效分离、能防止真空泵损坏且能实现真空泵密封水重复利用的选矿脱水作业用三级气液分离系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种不采用重力排液就能实现气液高效分离、能防止真空泵损坏且能实现真空泵密封水重复利用的选矿脱水作业用三级气液分离系统。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：

本发明的一种选矿脱水作业用三级气液分离系统，其特征在于：所述的三级气液分离系统由Ⅰ级气液分离子系统、Ⅱ级气液分离子系统和Ⅲ级气液分离子系统组成；

所述的Ⅰ级气液分离子系统包括罐体、抽气管、与过滤机连通的气液入口管，气液分离装置A和滤液排放装置，所述罐体为带有罐体顶板和罐体底板的圆柱形罐体，在罐体的底部开有滤液出口，所述的抽气管穿过罐体顶板左侧，抽气管上端与水环式真空泵进气管连接，抽气管下端插入罐体内，与的所述的气液入口管设置在罐体右侧上部罐壁上，所述的底板为朝向滤液出口管方向向下的倾斜板，所述的气液分离装置A设置在罐体内中间部位，所述的气液分离装置A由挡板组和挡板组基座所组成，所述挡板组基座固定在罐体底板上，挡板组的顶端通过固定板与罐体顶板固定连接，挡板组的下端与挡板组基座固定连接；在罐体底板上、抽气管下口顶点的下方设有液位计；所述滤液排放装置设在罐体外右侧下部，滤液排放装置由与滤液出口连接的滤液排放管和与滤液排放管连通的滤液泵组成；所述滤液泵的出口管侧面接有一个压力平衡细管，压力平衡细管的另一端与罐体上部连通；

所述Ⅱ级气液分离子系统包括与水环式真空泵排气口连接的方箱，设置在方箱内的分离组件，设置在气液分离箱上部的排气口、设置在方箱下部的排液口，与排液口通过管道连接的循环水池和设置在循环水池内的密封水循环泵；

所述Ⅲ级气液分离子系统为带有螺旋挡流板的气液分离管，气液分离管的进气口与Ⅱ级气液分离子系统的排气口相连接，气液分离管的排气口与大气连通。

所述的抽气管下端为倾斜敞口，倾斜敞口的顶端靠近罐体中心一侧，抽气管长度为罐体高度的55%～65%。

所述的挡板组由依次排列的N个挡板件构成，所述的挡板件由两个竖直挡板垂直焊接而成，所述的挡板的横截面为长方形，此长方形的三侧封闭，一长边侧中间部分断开20-80%的长方形长度，构成横截面为人字形的挡板件，挡板件人字形截面的敞口一侧朝向罐体右侧下部滤液出口一侧。

在所述的挡板组基座下部开有2-3个滤液通道。

所述的液位计上设有高液位和低液位报警器，并与滤液泵的开停机连锁。

所述的分离组件为设置在方箱内的间隔错开布置的挡流板，相邻的两个挡流板，一个焊接在方箱顶板上，一个焊接在方箱底板上，挡流板的高度为方箱高度的2/3，宽度为方箱宽度的2/3。

所述的气液分离管为15～20米高的气液分离管，螺旋挡流板设置在气液分离管内部。

本发明的优点：

（1）从过滤机抽出的气液混合物从右侧进入Ⅰ级气液分离子系统的罐体后，在流经挡板组的时候，液体顺挡板冷凝而下实现气液分离，挡板件采用人字形焊接的方式，增加了混合物相在挡板上的截留时间，优化了气液分离的效果，分离后从罐体排出的气体中含水低于1%；

（2）从Ⅰ级气液分离子系统分离出的滤液在罐体底部汇聚，到达高液位后由滤液泵排出，滤液采用强制排出的方式，不需要重力排液罐的10米排液高差，因此可以将整个过滤机及其真空系统布置在地面，大大降低了厂房的高度和基建投资，同时也大大降低了过滤给矿的高度，节能降耗；

（3）Ⅰ级气液分离子系统液位计高液位报警时，启动滤液泵；低液位报警时关闭滤液泵，从而避免了泵的汽蚀，保护了滤液泵；

（4）Ⅰ级气液分离子系统滤液泵的出口管上设有压力平衡细管并与罐体联通，从而使滤液泵的进出口压力平衡，进一步降低了滤液抽出的能耗；

（5）Ⅰ级气液分离子系统抽气管的下口倾斜面的吸入口面向挡板组一侧，有利于保证分离后空气的顺利排出；

（6）Ⅱ级气液分离子系统通过设置于气液分离装置B内部的多个挡流板，可使水环式真空泵所排出的气液混合物在挡流板的作用下，作反复的折向运动，混合物的水附着在挡流板的表面，顺流而下，最终分离后的水从气液分离装置B的底部的排水口排出，分离后的空气从气液分离装置B顶部的排气口排出，排出的空气中含水3%～5%，实现了水环式真空泵的密封水和空气的初级分离。

（7）Ⅲ级气液分离子系统使Ⅱ级气液分离子系统的排气口排出的含水3%～5%的气液混合物沿竖直的进排气管上升，在上升的过程中不断的在管壁和管道内部的螺旋挡流板上冷凝，凝结的水顺进排气管管壁和螺旋挡流板的表面最终流入气液分离装置B，从气液分离装置B的排水口流出；Ⅲ级气液分离系统的进排气管的高度达15～20米，保证了足够长的气液分离时间，最终从进排气管中排出的空气中含水约0.5%；Ⅱ级气液分离子系统和Ⅲ级气液分离子系统将密封水通过密封水循环泵返回到工厂新水罐，不仅实现了密封水的回收使用，而且通过与新水的混合实现了密封水的降温，满足了密封水对进水温度的要求。

附图说明

图1为本发明Ⅰ级气液分离子系统的结构示意图。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为图2的B向视图。

图4为图2的D部放大图。

图5为图1基座的A向视图。

图 6为本发明Ⅱ级气液分离子系统和Ⅲ级气液分离子系统的结构示意图。

图7为图6的C-C剖视图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的具体实施方式。

如图1-图7所示，本发明的一种选矿脱水作业用三级气液分离系统，其特征在于：所述的三级气液分离系统由Ⅰ级气液分离子系统、Ⅱ级气液分离子系统和Ⅲ级气液分离子系统组成；

所述的Ⅰ级气液分离子系统包括罐体1、抽气管2、与过滤机连通的气液入口管5，气液分离装置A和滤液排放装置，所述罐体1为带有罐体顶板4和罐体底板6的圆柱形罐体，在罐体1的底部开有滤液出口，所述的抽气管2穿过罐体顶板4左侧，抽气管2上端与水环式真空泵进气管9连接，抽气管2下端插入罐体1内，抽气管2下端为倾斜敞口，倾斜敞口的顶端靠近罐体1中心一侧，抽气管2长度为罐体1高度的60%；所述的气液入口管5设置在罐体1右侧上部罐壁上，所述的底板6为朝向滤液出口方向向下的倾斜板，所述的气液分离装置A设置在罐体1内中间部位，所述的气液分离装置A由挡板组3和挡板组基座7所组成，所述挡板组基座7固定在罐体底板6上，在挡板组基座7下部开有3个滤液通道13，挡板组3的顶端通过固定板与罐体顶板4固定连接，挡板组3的下端与挡板组基座7固定连接；在罐体底板6上、抽气管2下口顶点的下方设有液位计8，液位计8上设有高液位和低液位报警器，并与滤液泵11的开停机连锁；所述滤液排放装置设在罐体1外右侧下部，滤液排放装置由与滤液出口连接的滤液排放管10和与滤液排放管10连通的滤液泵11组成；所述滤液泵11的出口管侧面接有一个压力平衡细管12，压力平衡细管12的另一端与罐体1上部连通；

所述Ⅱ级气液分离子系统包括与水环式真空泵排气口18连接的方箱15，设置在方箱15内的分离组件，设置在方箱15上部的排气口16、设置在方箱下部的排液口17，与排液口17通过管道19连接的循环水池20和设置在循环水池20内的密封水循环泵21；

所述Ⅲ级气液分离子系统为带有螺旋挡流板24的气液分离管23，气液分离管23的进气口与Ⅱ级气液分离子系统的排气口16相连接，气液分离管23为15～20米高的气液分离管23，气液分离管23的排气口与大气连通，螺旋挡流板24设置在气液分离管23内部。

所述的挡板组3由依次排列的N个挡板件构成，所述的挡板件由两个竖直挡板垂直焊接而成，所述的挡板的横截面为长方形，此长方形的三侧封闭，一长边侧中间部分断开70%的长方形长度，构成横截面为人字形的挡板件，挡板件人字形截面的敞口一侧朝向罐体1右侧下部滤液出口一侧。

所述的分离组件为设置在方箱15内的间隔错开布置的挡流板23，相邻的两个挡流板23，一个焊接在方箱顶板上，一个焊接在方箱底板上，挡流板23的高度为方箱高度的2/3，宽度为方箱宽度的2/3。

所述的气液分离管23为15～20米高的气液分离管23，螺旋挡流板24设置在气液分离管23内部。

Ⅰ级气液分离子系统处理从过滤机抽出的气液混合物，排出的气体中含水低于1%；Ⅱ级气液分离子系统和Ⅲ级气液分离子系统处理水环式真空泵14所排出的气液混合物，最终从气液分离管23中排出的气体中含水为0.5%。

Ⅱ级气液分离子系统的密封水循环泵21将Ⅱ级气液分离子系统和Ⅲ级气液分离子系统分离出的液体水通过出口管道22与选矿厂新水池连接。

Claims (7)

1.一种选矿脱水作业用三级气液分离系统，其特征在于：所述的三级气液分离系统由Ⅰ级气液分离子系统、Ⅱ级气液分离子系统和Ⅲ级气液分离子系统组成；

所述的Ⅰ级气液分离子系统包括罐体、抽气管、与过滤机连通的气液入口管，气液分离装置A和滤液排放装置，所述罐体为带有罐体顶板和罐体底板的圆柱形罐体，在罐体的底部开有滤液出口，所述的抽气管穿过罐体顶板左侧，抽气管上端与水环式真空泵进气管连接，抽气管下端插入罐体内，所述的气液入口管设置在罐体右侧上部罐壁上，所述的底板为朝向滤液出口方向向下的倾斜板，所述的气液分离装置A设置在罐体内中间部位，所述的气液分离装置A由挡板组和挡板组基座所组成，所述挡板组基座固定在罐体底板上，挡板组的顶端通过固定板与罐体顶板固定连接，挡板组的下端与挡板组基座固定连接；在罐体底板上、抽气管下口顶点的下方设有液位计；所述滤液排放装置设在罐体外右侧下部，滤液排放装置由与滤液出口连接的滤液排放管和与滤液排放管连通的滤液泵组成；所述滤液泵的出口管侧面接有一个压力平衡细管，压力平衡细管的另一端与罐体上部连通；

所述Ⅱ级气液分离子系统包括与水环式真空泵排气口连接的方箱，设置在方箱内的分离组件，设置在气液分离箱上部的排气口、设置在方箱下部的排液口，与排液口通过管道连接的循环水池和设置在循环水池内的密封水循环泵；

所述Ⅲ级气液分离子系统为带有螺旋挡流板的气液分离管，气液分离管的进气口与Ⅱ级气液分离子系统的排气口相连接，气液分离管的排气口与大气连通。

2.根据权利要求1所述的一种选矿脱水作业用三级气液分离系统，其特征在于所述的抽气管下端为倾斜敞口，倾斜敞口的顶端靠近罐体中心一侧，抽气管长度为罐体高度的60%。

3.根据权利要求1所述的一种选矿脱水作业用三级气液分离系统，其特征在于所述的挡板组由依次排列的N个挡板件构成，所述的挡板件由两个竖直挡板垂直焊接而成，所述的挡板的横截面为长方形，此长方形的三侧封闭，一长边侧中间部分断开70%的长方形长度，构成横截面为人字形的挡板件，挡板件人字形截面的敞口一侧朝向罐体右侧下部滤液出口一侧。

4.根据权利要求1所述的一种选矿脱水作业用三级气液分离系统，其特征在于在所述的挡板组基座下部开有2-3个滤液通道。

5.根据权利要求1所述的一种选矿脱水作业用三级气液分离系统，其特征在于所述的液位计上设有高液位和低液位报警器，并与滤液泵的开停机连锁。

6.根据权利要求1所述的一种选矿脱水作业用三级气液分离系统，其特征在于所述的分离组件为设置在方箱内的间隔错开布置的挡流板，相邻的两个挡流板，一个焊接在方箱顶板上，一个焊接在方箱底板上，挡流板的高度为方箱高度的2/3，宽度为方箱宽度的2/3。

7.根据权利要求1所述的一种选矿脱水作业用三级气液分离系统，其特征在于所述的气液分离管为15～20米高的气液分离管，螺旋挡流板设置在气液分离管内部。