CN1089880A - 固液混合物的分离方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及从液固混合物，特别是矿物的固液悬 浮液，最好分别为矿砂或煤的悬浮液和污染的土的浆 液中分离，特别是过滤液体和固体的方法，该过程空 间承受过压，本发明还涉及为完成该方法的装置，所 说的装置由一液固混合物，特别是悬浮液的收集容 器、一个压滤机、一个排放系统和用于冷凝液和固体 物的容器组成。本发明的主要特征在于分离，特别是 过滤，除了在提高温度，优选40℃—300℃，通常 60℃—200℃，最好约150℃采用过压进行外，并相应 的在压滤机(2)和已加热介质源连通下进行。

Description

本发明涉及从液固混合物中，特别是从矿物固液悬浮液（最好是矿砂或煤的悬浮液或含污染泥土的浆料）分离（最好过滤）出固体和液体的方法，该方法的过程空间受到超压作用，本发明还涉及完成该方法的装置，它由一液固混合物，特别是液固悬浮液的集液容器，一个压滤机，一个排放系统以及冷凝物和固形物的容器组成。

上述的方法和装置已经在矿物加工领域处理矿砂和煤的精矿中获得了成功。适于此的多种专门压滤机公开在德国专利2，947，329（stahl）中，然而，如此不能分别满足矿砂或煤精矿脱水以及用来净化含污染土的要求。

这样，本发明的目的，从固液混合物，特别是矿物的固液悬浮液，除了使用超压之外，还在提高温度如40℃-300℃，一般60-200℃，优选约150°的条件下分离（特别是过滤）出固体和液体。提高温度主要是为了降低要排走的液体的粘度，如此，使排出液体变得容易，特别是在压滤机的情况下，从而得到非常低的剩余含水量。根据本发明，可以靠蒸汽特别是水蒸汽来提高温度到如110℃-200℃，有利的是150℃。为了这目的，按照本发明，压滤机连通蒸汽源。

用蒸汽，特别是水蒸汽，能得到非常低的剩余含水量的精选矿砂和煤。这是用空气作为过滤介质所不能达到的。从而从污染土中分离危险物如三硝基甲苯（TNT），并分别在蒸汽中溶解并冷凝它们是可能的。

在按照本发明方法的一个实施例中，在整个过程空间内为过滤或分离的温度是通过蒸汽特别是水蒸汽产生。于是，这样，实际上可使用公知的压滤机。

按照本发明的一种进一步的改进，其特征在于，用蒸汽特别是水蒸汽在与过程空间的静止部分分开的空间内产生用于分离或过滤之超压。虽然，此处的过滤空间的分开是真正必要的，但另一方面还需考虑节省蒸汽以及装于压滤机容器内的补充聚集体易于处理。对于象这种方法只有过滤机必须适于升高温度。

本发明的另一个实施例，其特征在于蒸汽分别为饱和蒸汽和过热蒸气。应当按照为分离或过滤混合物的个别要求，特别是根据要过滤之物料选择适合类型的方法。

按照本发明的一种改进，冷凝的蒸汽同要排出的液体如水，TNT一起排出。通过适当选择蒸汽压力介质可避免从要被排出的液体中分离冷凝的蒸汽，从而可省去进一步的复杂的分离步骤。

在本发明的一个优选实施例中，由蒸汽加热并从液体中分离出的如精选的矿砂或煤和净化土这样的固体物将分别进行单独地进一步的加工。

按照本发明的又一个实例，其特征在于由加热到如40℃-300℃，一般60℃-200℃，优选约150℃的压缩空气产生过滤温度。此外为产生压力所必须的压缩空气或可由其它过程特别是在运行中得到的压缩空气可以如以一简单的方式被采用。

按照本发明用已加热的压缩空气在整个过程空间内升高温度。因而，实际上公知压滤机可被采用。按照本发明另一个实施例，与过程空间的静止部分分开的空间内用加热的压缩空气也可升高温度。在该压力室中通过直接碰撞滤饼能量损耗可大大地降低。

按照本发明的另一个实施例，其特征在于将固液混合物或固液悬浮液在提高温度下，如40℃-300℃，一般60℃-200℃，最好是约80℃加到过滤机内。在它进入过滤机前可另外加热混合物或悬浮液，通过这种形式的方法，可非常好的分离和过滤，从而可得到非常低的剩余合湿量而基本不用改进压滤机。

按照本发明可进行经济运行，特别是如果过滤机容器内或室内空气压力按蒸汽压控制时更是如此。然而分别按照压滤机容器内和滤室空间内的空气压力控制蒸汽压可能更有利。按照本发明如果除了升温应用超压外，要被分离特别是要被过滤的固液混合物，尤其是固液悬浮液，除了通常的分离运动，尤其是在过滤机内，特别是在滤槽内及类似的里面的过滤运动之外，还承受一种运动，可以提高分离或过滤效果。这样防止不希望的沉淀和过滤元件或过滤机或筛网孔过快地堵塞。这种作用与较高工作压力和升高的工作温度结合。将会在有利的低能量消耗下，改进分离或过滤效果并获得高分离或过滤性能。

一种为实现本发明的方法的本发明的装置，其特征在于压滤机和已加热的介质源连通，按照本发明的一个实施例，该源是一蒸汽源。

按照本发明的一个进一步的改进，压滤机的容器如室与蒸汽源相通，该整个过程空间可以一种特别简易的方式充入蒸汽。

然而按照本发明，该蒸汽源可与压滤机容器内的单独的蒸汽汽室连通。这样一个供蒸汽压力过滤的专门空间可以与过程空间的静止部分故意分开。这样位于压滤机容器内的聚集物不需要特定类型的设备（控制头，快速送风阀，驱动装置，控制设备，测量探头，电线）。

本发明一个有利的进展，其特征在于蒸汽汽室同旋转过滤机（旋转盘或转动过滤机）的过滤槽连通。在这种方式中，过滤要求的蒸汽可以指定的方式被输送到过滤表面区域，特别是到所谓的除湿区域，从而蒸汽和能量的损失减到最小。随后，按照本发明，蒸汽汽室紧紧连接着压滤机容器的排放孔，汽室包括物料排放和输送系统，进一步的蒸汽和能量损耗和随之发生的过程空间静止部分的加热可以避免。当用危险物或毒性物质时，这些也可与过程空间的静止部分分开并按控制的方式被排放（处理）。

根据本发明另一有利的实施例，加热介质源是一已加热压缩空气源。根据本发明，这可在该压滤机容器的内部与压滤机室连通，也可与连接到旋转过滤机的滤槽上的单独的气室连通。

按照本发明又一实施例，加热介质源是热固液混合物或固液悬浮液的供给源。

本发明的一有利的实施例，其特征在于，气室分别在蒸汽和加热的压缩空气的滤盘两侧设有出口，通过这种结构，蒸汽和加热的压缩空气分别可直接加到滤盘上的滤饼上。

按照本发明的又一个有益的改进，蒸汽汽室经由至少一个阀瓣连接压力空间。

这里阀瓣可以朝向压力空间或蒸汽空间打开，也可提供二个阀瓣组合。

特别有利的是至少一个阀瓣在压差为约0.05巴打开。这样，蒸汽室不必设置加强物。

根据本发明，通过提供一个用于按照蒸汽压力控制压滤机容器内或室内压力的装置来保证经济运行。然而相反的是，有一个装置按在系统内过滤机容器或室内的空气压力控制蒸汽压也是合适的。按照本发明，在提高温度并施加超压提供一个装置如一个搅拌器用于除通常的分离运动，特别是在过滤槽内或类似的里面的固液混合物，特别是固液悬浮液的过滤运动之外，分别为该混合物和在该混合物内，特别是在悬浮液内的运动目的。

参照附图，描述本发明的实例。

图1是按照本发明的工艺流程图。

图2表示本发明工艺的一种改进。

图3表示本发明的进一步改进。

图4表示按照本发明完成该工艺的装置或布置的中心部分。

参照附图1，简述本发明的方法。将分别为矿物质悬浮液或含矿砂或煤制剂和污染的土的浆液在静输入压力下用泵从带搅拌器32′的收集容器20吸入并由上述通过滤液输入装置30泵送入过滤槽3。过滤槽3安装在压力室1内。为了避免固形物的集中，槽3设有连续溢流管12和排放管13。浆液流通过滤槽3并靠搅拌器18（也可看图41）使浆液均匀化。按照浆液溢流量由变濒器控制电动马达实现自动的泥浆供给泵21的输送流。浆液溢流量由流速测量站37自动记录。溢流物流12和排放物流13通过重力下落流入带有压力搅拌容器形状的搅拌器32的悬浮液收集容器31。从压力容器31，浆液可以由带有浸吸管的液位控制泵（未示出）或仅通过压力极度方法返回集液容器。将来自压缩空气站如空气压缩机23的压缩空气或来自装置（未示出）的蒸汽网的作为工作介质的蒸汽供给过滤机2。空气和蒸汽在进入压力空间之前，还可借助加热器24分别实现所要求的温度。含有尽可能少的空气的形成滤饼滤液14流入滤液分离器25，在沉淀冷凝物的空气/气体冷却器27中冷却之后，去水滤液也被引入滤液分离器25。从滤液分离器25顶部26处逸出排放空气流。从而可除去逐渐减少的分离的滤液-冷凝物-混合物。脱水的固形物（精选的矿砂，精选的煤和净化的土10通过闸门7，8，8′，9排放掉。在此如靠快速送气阀28和来自快速送气压缩机29的压缩空气，从滤盘2除去的滤饼通过装在滤盘2二侧的下落筒5（也可看图41）落下进入用于除去物料的漏斗6。从这里，它进入闸门收集容器7。现在，闸门8，8′交替打开和关闭，这样滤饼首先进入中间闸门室9，接着进入滤饼排放装置10。由液压传动组合件34操作闸门8，8′。已排放的滤饼如靠传送带35送走。空气、蒸汽、悬浮液的供给量、溢流量，排放量以及滤液量可以分别靠控制阀和完全阻塞的适当的管路控制。

图2表示根据本发明的方法的改进，在此，蒸汽和已加热的空气分别送入安装至滤盘2之上的蒸汽汽室4，气室位于滤槽3之上并且绝热。在压力室1中为产生压力所需要的压缩空气流入位于蒸汽汽室4的外侧的室空间17中（不预热，但在压缩机的外部没有冷却系统），以作为相等压力的热空气。当用蒸气以实现在升高温度条件下过滤时，调节空气压力到如4.0巴（绝压）。这相应于饱和蒸汽温度为143.6℃（当用水蒸汽时）。测定空气压力并构成室空间17中的要被调节的蒸汽压力的控制输入。再调整该值到空气压力至△paprox.＜＝0.05巴。以下述方式调整空气空间17蒸汽汽室4间的压差，优选使蒸汽逸入空气空间。在滤槽3上的其余部分，蒸汽汽室4并不压力密封地支撑在过滤槽3上。

为此提供在过滤室1（间隙，孔，阀）内蒸汽汽室4和空气空间17之间的受控制的压力补偿。

还可能适度的输送空气进入蒸汽汽室的蒸汽空间而不会构成任何问题。当空气比蒸汽冷时，它被快速地加热。气体混合物温度仅下降一点。

图3表示本发明的又一个改进，其中，悬浮液在加热状态下进行过滤。在一些情况下，要被过滤之悬浮液在已经是高温状态下进入悬浮液收集容器。这种情况如用来自铝工艺和红泥的废液，其中悬浮液温度达200℃以上并至过滤前必须冷却的这天，然而，在大多数情况下，悬浮液在供入过滤槽3前，必须在加热器38中另外被加热。通过热悬浮液特别是液体粘度被降低，而且以该方式，后者可更容易的从固体物中分离出来。同样，这也可分别应用到所使用的已加热的压缩空气和蒸汽，其中降低要排出的液体的粘度还有助于增进过滤。

图4表示按照本发明的一个具体实例的在工艺过程中采用的带过滤盘2和过滤槽3的单盘过滤器。从而在安装在机架45上的该过滤槽中安装一个搅拌器18，用来分别均化悬浮液和浆料。一个设有压力控制阀瓣的开孔39，39′的蒸汽汽室4安装在过滤槽3上方。这些阀瓣按照蒸汽汽室4和过滤机设在其内的压力空间17（图1到31）间的压差打开。它们可以借助于如按弹性力或平衡重调节到专门的用于打开的限定值。蒸汽和已加热的压缩空气分别通过套管40被引入蒸汽室41，由套管40来的蒸汽和已加热的压缩空气分别直接地经由开孔42被引到已过滤完的滤饼19上，开孔42设置在滤盘2的二侧，滤盘2例如为多孔板形状。在蒸汽汽室的温度和/或压力由测量探头43测定并按照要求调整。对一些特殊的应用，如容易沉淀物质的过滤，可进一步提供用于均化浆料的装置如一些引导板，专门的悬浮液的供料和排出装置。然后滤饼向下进入下落筒5并用刮刀将其除去，并落入除物料漏斗6（此处没有表示，但在图1-3中指明了），下落筒5和漏斗6可以相互紧紧地连接在一起。

该实例仅仅用来说明本发明，其它应用如在压力室中用有几个盘的旋转过滤机，转动过滤机或凹式过滤机也可采用。通常，在一些情况下，特别是着眼于经济地实现该方法，一般用于分别进行液固混合物的分离和过滤的本发明可具有相当多的优点。

标示和参照代号

1        压力室

2        滤盘

3        滤槽

4        蒸汽汽室

5        下落筒

6        除物料漏斗

7        闸门收集容器

8，8′        闸顶，底

9        中间闸门室

10        滤饼排放处

11，11′        悬浮液供料

12        悬浮液溢流管

13        悬浮液排放管

14        形成滤饼滤液

15        脱湿滤液

16，16′        分别为蒸汽和已加热的压缩空气的供料器

17        压力空间，过程空间

18        搅拌器

19，19′        滤饼

20        悬浮液收集容器

21        悬浮液泵

22        压缩空气管

23        压缩机

24        空气/蒸汽加热器

25        滤液分离器

26        废空气/废气体流

27        空气/气体冷却器

28        快速送气阀

29        快速送气风压缩机

30        悬浮液供料

31        悬浮液收集容器

32，32′        搅拌容器

33        悬浮液再循环

34        闸门静压组合件

35        输送固体物的传送带

36        控制阀

37        悬浮液溢流检测站

38        悬浮液加热器

39，39′        阀瓣孔

40        蒸汽套管

41        蒸汽室

42        开孔，多孔板

43        测量探头

44        过滤机驱动机

45        滤槽机架

Claims (34)

1、一种从液固混合物中，特别是从矿物固液悬浮液中(最好分别是矿砂或煤悬浮液和污染的土的浆料)分离(特别过滤)固体和液体的方法，压力空间承受过压的作用，其特征在于该分离(特别是过滤)除了采用过压之外，还在提高温度如40℃-300℃，一般60℃-200℃，最好150℃的条件下进行。

2、按照权利要求1的方法，其特征在于分离（特别是过滤）而提高的温度是靠蒸汽如在110℃-200℃，最好在150℃实现的。

3、按照权利要求2的方法，其特征在于靠蒸汽特别是水蒸汽在整个过程空间内升高温度。

4、按照权利要求2的方法，其特征在于为分离特别是过滤而升高温度是依靠蒸汽特别是水蒸汽在与过程空间静止部分分开的空间内产生的。

5、按照权利要求2-4的任何一个方法，其特征在于蒸汽是饱和蒸汽。

6、按照权利要求2-4的任何一个方法，其特征在于蒸汽是过热蒸汽。

7、按照权利要求2-6的任何一个方法，其特征在于冷凝蒸汽同要排出的液体如水、三硝基甲苯（TNT）一起排出。

8、按照权利要求2-7的任何一个方法，其特征在于由蒸汽加热并与液体分离的固体物料如分别为精选矿砂或煤和污染的土单独进行进一步加工。

9、按照权利要求1的方法，其特征在于为分离特别是过滤而升高温度是靠已加热的压缩空气（如40℃-300℃的，一般60℃-300℃，最好是150℃）产生的。

10、按照权利要求9的方法，其特征在于靠已加热的压缩空气在整个过程空间内使温度升高。

11、按照权利要求9的方法，其特征在于为分离，特别是过滤而升高温度是靠已加热的压缩的空气在与过程空间的静止部分分开的空间内产生的。

12、按照权利要求1-11的任一方法，其特征在于在升高的温度如40℃-300℃，一般60℃-200℃，特别约80℃下将固液混合物，特别是固液悬浮液供给过滤机。

13、按照权利要求12的方法，其特征在于混合物，特别是悬浮液在进入过滤机前被加热。

14、按照权利要求2-8的任一方法，其特征在于在过滤机的容器（1）和室空间（17）内空气压力各自按蒸汽压力控制。

15、按照权利要求1-8的任一个方法，其特征在于蒸汽压力按在过滤机的容器（1）和室空间（17）内的空气压力各自控制。

16、按照权利要求1-15的任一个方法，其特征在于要分离的，特别是要过滤的固体混合物，特别是固液悬浮液，除了在过滤器内，特别是在过滤槽（3）或类似里的普通的分离运动，特别是过滤运动之外，还承受一种运动。

17、一种为实现按照权利要求1-16的任一个方法的装置，由一个液固混合物，特别是固液悬浮液的收集容器，一个压滤机，一个排放系统和一个用于冷凝液和固体物的容器组成，其特征在于压滤机（2）和已加热的介质源连通。

18、按照权利要求17的装置，其特征在于该源是一蒸汽源。

19、按照权利要求18的装置，其特征在于蒸汽源与容器如压滤机的室（1）连通。

20、按照权利要求18的装置，其特征在于蒸汽源与在压滤机的容器（1）内部的单独的蒸汽汽室（4）连通。

21、按权利要求20的装置，其特征在于蒸汽汽室（4）连接到旋转过滤机的过滤槽（3）上，特别是旋转盘过滤机或转鼓过滤机的过滤槽（3）上。

22、按照权利要求20的装置，其特征在于蒸汽汽室（4）包括物料排放装置（5），它包括输送系统并紧紧地连接到压滤容器的排放孔（6）上。

23、按照权利要求17的装置，其特征在于该源是已加热的空气源。

24、按照权利要求23的装置，其特征在于压缩空气源与容器如压滤机室（1）连通。

25、按照权利要求23的装置，其特征在于压缩空气源与在压滤机的容器（1）的内部、连接到旋转过滤机的滤槽（3）上的单独的气室（4）连通。

26、按照权利要求17的装置，其特征在于该源是一供热的固液混合物的，特别是供应热的固液悬浮液的。

27、按照权利要求20-22或25的任一个装置，其特征在于蒸汽/汽室（4）设有分别是蒸汽和已加热空气的出口（42），在滤盘（2）的二侧设置。

28、按照权利要求20-22或25的任一个装置，其特征在于蒸汽汽室经至少一个阀瓣（39，39′）与压力空间（17）连通。

29、按照权利要求28的装置，其特征在于至少一个阀瓣（39，39′）朝向压力空间（17）打开。

30、按照权利要求28或29的装置，其特征在于至少一个阀瓣（39，39′）开向蒸汽室（41）。

31、按照权利要求28-30的任一装置，其特征在于至少一个阀瓣（39，39′）在压差为0.05巴时打开。

32、按照权利要求18-22，27-31的任一个装置，其特征在于一个按蒸汽压分别控制过滤机的容器（1）和室（17）内的空气压力的装置。

33、按照权利要求18-22，27-31的任一个装置，其特征在于一个按过滤机的容器（1）和室（17）的各自空气压力控制蒸汽压的装置。

34、按照权利要求17-33的任一个装置，其特征在于在过滤槽（3）或类似的槽内提供一如搅拌器的装置用来除一般的固液混合物，特别是固液悬浮液分离运动，特别是过滤运动之外，还分别为该混合物和压该混合物内，特别是悬浮液内的运动目的。

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