CN113286764A

CN113286764A - 离心脱水机和离心脱水方法

Info

Publication number: CN113286764A
Application number: CN202080008770.4A
Authority: CN
Inventors: 郑承雨; 郑仁溶; 李相浩; 周垠廷; 申大荣
Original assignee: LG Chem Ltd
Current assignee: LG Chem Ltd
Priority date: 2019-11-11
Filing date: 2020-06-09
Publication date: 2021-08-20
Also published as: WO2021096016A1; EP3892592A1; EP3892592A4; US20220089469A1; KR102445715B1; KR20210056859A

Abstract

为了解决上述问题，根据本发明的一个实施方案的离心脱水机包括：浆料流管，混合有聚合物和水的浆料通过该浆料流管流动；气流管，气体通过该气流管流动；混合物流管，该混合物流管从所述浆料流管和所述气流管连接，并且所述浆料与所述气体的混合物通过该混合物流管流动；篮筐，所述混合物由所述混合物流管注入到所述篮筐中，并且所述篮筐旋转以向所述混合物中的浆料施加离心力；驱动部，该驱动部使所述篮筐旋转；和多孔板，该多孔板设置在所述篮筐的外围部分上以将所述水从所述浆料排放至所述篮筐的外部。

Description

离心脱水机和离心脱水方法

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年11月11日提交的韩国专利申请No.10-2019-0143830的优先权的权益，该专利申请通过引用全部并入本说明书中。

本发明涉及一种离心脱水机和离心脱水方法，更具体地，涉及一种具有改善的脱水效率的离心脱水机和离心脱水方法。

背景技术

通常，从家庭或工厂排放的污水、肥料、工业废水、禽畜废水等被输送至污水处理厂以进行污水处理工艺。污水处理工艺包括水净化工艺和污泥处理工艺。在水净化工艺中，污水被净化以表现出河流的自清洁作用，然后被排放至公共水域如河流中。在污泥处理工艺中，通过诸如浓缩和脱水的工艺处理在水净化工艺中产生的污泥。

脱水机是污泥处理工艺中使用的装置之一，它被构造为从污泥中分离滤液，并且根据其工作原理，分为压带机、压滤机、螺旋压力机、离心脱水机、电渗脱水机等。此处，离心脱水机是将污泥注入到旋转篮筐中以利用机械离心力将滤液从污泥中分离的装置。

在这种脱水工艺之后，进行干燥工艺，由此，污泥的水分含量最终小于1％。然而，由于根据相关技术的离心脱水机仅利用离心力进行脱水，脱水效率不优异，因此，在干燥工艺的过程中消耗大量能量。此外，当在污泥粒子中产生许多孔时，存在孔中包含的水分增加而使脱水效率劣化的问题。

发明内容

技术问题

为了解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种具有改善的脱水效率的离心脱水机和离心脱水方法。

本发明的目的不限于上述目的，而是本领域技术人员根据下面描述将清楚地理解本文中未描述的其它目的。

技术方案

为了解决上述问题，根据本发明的一个实施方案的离心脱水机包括：浆料流管，混合有聚合物和水的浆料通过该浆料流管流动；气流管，气体通过该气流管流动；混合物流管，其从所述浆料流管和所述气流管连接，并且所述浆料与所述气体的混合物通过该混合物流管流动；篮筐，所述混合物由所述混合物流管注入到所述篮筐中，并且所述篮筐旋转以向所述混合物中的所述浆料施加离心力；驱动部，使所述篮筐旋转；和多孔板，该多孔板设置在所述篮筐的外围部分上以将所述水从所述浆料排放至所述篮筐的外部。

另外，所述气体可以包括惰性气体。

另外，所述气体可以包括干燥空气。

另外，所述气体可以通过所述多孔板排放至所述篮筐的外部。

另外，所述气体可以流动至返回管以再次流动至所述气流管。

另外，所述气体在再次流动至所述气流管之前可以经过除湿器。

另外，所述气体可以以5L/min至20L/min的流速流动。

为了解决上述问题，根据本发明的一个实施方案的离心脱水方法包括：将混合有聚合物和水的浆料引入到浆料流管中，并将气体引入到气流管中的步骤；将所述浆料与所述气体混合以形成混合物的步骤；使所述混合物通过混合物流管流入到篮筐中的步骤；将所述混合物注入到所述篮筐中的步骤；使所述篮筐旋转以向注入的混合物中的浆料施加离心力的步骤；和通过设置在所述篮筐的外围部分上的多孔板将所述水从所述浆料排放至外部的步骤。

另外，在将气体引入到气流管中的步骤中，所述气体可以包括惰性气体。

另外，在将气体引入到气流管中的步骤中，所述气体可以包括干燥空气。

另外，所述离心脱水方法还可以包括：在将所述混合物注入到所述篮筐中的步骤之前，使所述篮筐旋转的步骤。

另外，在将水排放至外部的步骤中，所述气体也可以与水一起通过所述多孔板排放至所述篮筐的外部。

另外，所述离心脱水方法还可以包括：在将水排放至外部的步骤之后，对所述气体除湿的步骤。

另外，所述离心脱水方法还可以包括：在对所述气体除湿的步骤之后，将气体再次引入到所述气流管中的步骤。

其它实施方案的细节包括在详细说明和附图中。

有益效果

本发明的实施方案可以至少具有以下效果。

由于将浆料和气体彼此混合并且一起引入，因此，可以不仅利用离心力而且利用气体的压力来改善脱水效率。

本发明的效果不限于上面的描述，因此，本说明书中包括更多不同效果。

附图说明

图1是示出根据本发明的一个实施方案的离心脱水方法的流程图；

图2是根据本发明的一个实施方案的离心脱水机的示意图。

具体实施方式

将通过参照附图描述的下面实施方案来阐明本发明的优点和特征及其实施方法。然而，本发明可以以不同的形式实施，并且不应理解为局限于本文中阐述的实施方案。而是，提供这些实施方案使得本公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本发明的范围。此外，本发明仅由权利要求书的范围限定。在整个说明书中，相同的附图标记指相同的要素。

除非本发明中使用的术语被不同地定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。此外，除非在说明书中清楚和明确地定义，否则在常用字典中定义的术语不能理想地或过度地理解为具有形式意义。

在下面的描述中，技术术语仅用于说明特定的示例性实施方案，而不限制本发明。在本说明书中，除非具体提及，否则单数形式的术语可以包括复数形式。“包括”和/或“包含”的含义不排除除了提及的组分之外的其它组分。

下文中，将参照附图详细描述优选实施方案。

图1是示出根据本发明的一个实施方案的离心脱水方法的流程图。

根据本发明的一个实施方案，由于将浆料和气体彼此混合并且一起引入，因此，可以不仅利用离心力而且利用气体的压力来改善脱水效率。

为此，离心脱水方法包括：将混合有聚合物和水21的浆料引入到浆料流管111中，并将气体引入到气流管112中的步骤；将所述浆料与所述气体混合以形成混合物的步骤；使所述混合物通过混合物流管113流入到篮筐12中的步骤；将所述混合物注入到篮筐12中的步骤；使篮筐12旋转以向注入的混合物中的浆料施加离心力的步骤；和通过设置在篮筐12的外围部分上的多孔板122将水21从所述浆料排放至外部的步骤。

下文中，将参照图2详细描述图1的流程图中示出的各个步骤。

图2是根据本发明的一个实施方案的离心脱水机1的示意图。

根据本发明的一个实施方案的离心脱水机1包括：浆料流管111，混合有聚合物和水21的浆料通过该浆料流管111流动；气流管112，气体通过该气流管112流动；混合物流管113，其从浆料流管111和气流管112连接，并且所述浆料与所述气体的混合物通过该混合物流管113流动；篮筐12，所述混合物由混合物流管113注入到篮筐12中，并且篮筐12旋转以向所述混合物中的所述浆料施加离心力；驱动部121，使篮筐12旋转；和多孔板122，设置在篮筐12的外围部分上以将水21从所述浆料排放至篮筐12的外部。

浆料指混合有聚合物和水21的液体物质。如果是污水处理工艺，则这种浆料可以是在水净化工艺中产生的污泥。

浆料首先流入浆料流管111中，并且气体流入单独设置的气体流管112中(S101)。在这种情况下，所述气体可以是大气中的空气，但是可以是具有低反应性的惰性气体，如氮气、氦气或氩气。因此，可以防止由于与氧气接触而引起的爆炸或起火。或者，由于必须使用所述气体用于浆料的脱水，因此，所述气体可以是干燥空气。此处，干燥空气是湿度为10％至20％的空气，因为该空气几乎不包含水蒸气。

当气体流入气流管112中时，如果气体的流速过小，则后面的脱水的效果会非常小。另一方面，如果气体的流速过大，则气流管112中的压力过度增加，并且后面的混合物流管113中的气体的比例增加，从而阻断浆料的流动。此外，如果为了解决上述问题，各个组件的尺寸普遍增加，则体积效率降低。流速可以根据气流管112的直径、混合物流管113的直径、篮筐12的体积等而变化。然而，在具有通常使用的尺寸的离心脱水机1中，气体可以以5L/min至20L/min的流速流过气流管112。

同时连接浆料流管111和气流管112以形成混合物流管113。然后，将流过浆料流管111的浆料和流过气流管112的气体彼此混合以形成混合物，并且该混合物流过混合物流管113(S102)。

混合物流管113从浆料流管111和气流管112连接以延伸至篮筐12的内部。篮筐12在其内部设置有空的空间，并且外围部分包围所述空的空间。此外，注入孔(未示出)可以形成为围绕混合物流管113延伸至篮筐12的内部的一部分而穿孔。因此，当混合物通过混合物流管113流入到篮筐12的内部时，混合物通过注入孔被注入到篮筐12内部的空的空间中(S103)。

多孔板122设置在篮筐12的外围部分上。此处，外围部分可以包括篮筐12的外边缘。如上所述，所述混合物通过将浆料与气体混合而形成。因此，当注入所述混合物时，气体的压力作为力传输至浆料。然后，可以通过传输的力将浆料中包含的大量的水21分离，由此，可以进行第一脱水。此外，注入的浆料附着于多孔板122以形成滤饼(cake)22。当注入所述混合物时，可以通过直接接收来自气体的力而在浆料移动至多孔板122的同时分离水21，但是在浆料附着于多孔板122的瞬间，浆料会受到冲击而分离。

优选地，所述注入孔均匀地分布在混合物流管113的延伸部分中。因此，浆料可以均匀地附着于多孔板122，由此，可以均匀地形成滤饼22。然而，所述注入孔形成为仅朝一个方向均匀地分布，并且不会朝其它方向形成。混合物注入时的强度受注入孔的数目影响。例如，随着注入孔的数目增加，混合物的流动压力会分散，因此，注入混合物时的强度会降低。然而，如果混合物过度微弱地注入，则不能均匀地形成滤饼22。

因此，为了均匀地形成滤饼22而不过度增加注入孔的总数，优选地，在篮筐12以恒定速度旋转的同时仅朝一个方向注入混合物。

篮筐12旋转以向混合物施加离心力(S104)。篮筐12可以具有圆柱形形状，并且在这种情况下，多孔板122可以设置在篮筐12的两端。然而，本发明不限于此。例如，篮筐12可以具有各种形状，条件是离心力能够容易地施加至混合物。

为了使篮筐12旋转，可以在篮筐12的一侧形成驱动部121。驱动部121包括动力马达和动力传输部。此外，当从诸如电动机或发动机的发电机产生动力时，诸如轴的动力传输部将动力传输至篮筐12。当篮筐12通过动力旋转时，可以将离心力施加至附着于多孔板122的浆料，并且浆料中包含的水21可以通过多孔板122排放至篮筐12的外部以进行第二脱水。

优选地，在将混合物注入到篮筐12中之前，篮筐12已经旋转。因此，在注入混合物以进行第一脱水之后，可以通过立即向浆料施加离心力来进行第二脱水。此外，即使仅朝一个方向注入混合物，也可以均匀地形成滤饼22。然而，本发明不限于此。例如，篮筐12的旋转可以在将混合物注入到篮筐12中之后开始。即，只要能够将离心力施加至浆料，篮筐12的旋转可以在各个时间点开始。

从浆料分离的水21通过多孔板122排放至篮筐12的外部。然后，在包围篮筐12的壳体10的内壁上冷凝之后，水21会由于重力向下移动。然后，水21可以通过与壳体10的下部连接的排放管13排放至壳体10的外部。

将由于气体而产生的力传输至浆料之后，气体与水一起通过多孔板122排放至篮筐12的外部。气体可以向上移动并且通过与壳体10的上部连接的返回管14排放至壳体10的外部。此处，当在多孔板122上形成滤饼22时，气体通过滤饼22同时被排放至篮筐12的外部。因此，气体使得残留在滤饼22中的水能够额外地排放至篮筐12的外部。因此，可以进行第三脱水。

篮筐12还可以包括压力计16。压力计16测量篮筐12的内部压力。因此，可以掌握气体通过滤饼22的流速。此外，如果压力过高，则气体的流速减小，而如果压力过低，则气体的流速增大。因此，篮筐12的内部可以总是保持在适当的压力下。

如上所述，根据本发明的一个实施方案，在注入混合物时，通过气体的压力进行第一脱水，然后，篮筐12旋转同时浆料附着于多孔板122以通过离心力进行第二脱水。此外，当浆料附着于多孔板122以形成滤饼22时，当气体通过滤饼22时可以进行第三脱水。因此，与仅利用离心力简单地进行脱水的情况相比，可以进一步改善脱水效率。

根据本发明的另一实施方案，返回管14可以与气流管112连接，使得排放的气体被重复使用。如上所述，由于气体具有低反应性，在上述过程中不发生单独的反应，因此，气体可以重复使用多次。然而，在将气体与浆料混合以形成混合物时，气体可以包含一些水分。因此，优选地，气体在流回到气流管112中之前首先通过除湿器15来进行除湿。

另外，如图2中所示，压力计16可以设置在篮筐12的驱动部121的旋转轴上，具体地在驱动部121中的动力传输部的旋转轴上。因此，当篮筐12旋转时，离心力可以最小地作用在压力计16上以使由压力计16测量的压力与实际压力之间的误差最小化。

本发明所属技术领域的普通技术人员将理解的是，在不改变技术构思或基本特征的情况下，本发明可以以其它特定形式进行。因此，上面公开的实施方案被认为是说明性的而非限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求书而不是前面的说明书和其中描述的示例性实施方案限定。在本发明的权利要求书的等同物的含义之内和在权利要求书之内做出的各种修改被认为在本发明的范围内。

Claims

1.一种离心脱水机，包括：

浆料流管，混合有聚合物和水的浆料通过该浆料流管流动；

气流管，气体通过该气流管流动；

混合物流管，该混合物流管从所述浆料流管和所述气流管连接，并且所述浆料与所述气体的混合物通过该混合物流管流动；

篮筐，所述混合物由所述混合物流管注入到所述篮筐中，并且所述篮筐旋转以向所述混合物中的浆料施加离心力；

驱动部，该驱动部使所述篮筐旋转；和

多孔板，该多孔板设置在所述篮筐的外围部分上以将所述水从所述浆料排放至所述篮筐的外部。

2.根据权利要求1所述的离心脱水机，其中，所述气体包括惰性气体。

3.根据权利要求1所述的离心脱水机，其中，所述气体包括干燥空气。

4.根据权利要求1所述的离心脱水机，其中，所述气体通过所述多孔板排放至所述篮筐的外部。

5.根据权利要求4所述的离心脱水机，其中，所述气体流动至返回管以再次流动至所述气流管。

6.根据权利要求5所述的离心脱水机，其中，所述气体在再次流动至所述气流管之前经过除湿器。

7.根据权利要求1所述的离心脱水机，其中，所述气体以5L/min至20L/min的流速流动。

8.一种离心脱水方法，包括：

将混合有聚合物和水的浆料引入到浆料流管中，并将气体引入到气流管中的步骤；

将所述浆料与所述气体混合以形成混合物的步骤；

使所述混合物通过混合物流管流入到篮筐中的步骤；

将所述混合物注入到所述篮筐中的步骤；

使所述篮筐旋转以向注入的混合物中的浆料施加离心力的步骤；和

通过设置在所述篮筐的外围部分上的多孔板将所述水从所述浆料排放至外部的步骤。

9.根据权利要求8所述的离心脱水方法，其中，在所述将气体引入到气流管中的步骤中，所述气体包括惰性气体。

10.根据权利要求8所述的离心脱水方法，其中，在所述将气体引入到气流管中的步骤中，所述气体包括干燥空气。

11.根据权利要求8所述的离心脱水方法，还包括：在所述将混合物注入到篮筐中的步骤之前，使所述篮筐旋转的步骤。

12.根据权利要求8所述的离心脱水方法，其中，在所述将水排放至外部的步骤中，所述气体也与所述水一起通过所述多孔板排放至所述篮筐的外部。

13.根据权利要求12所述的离心脱水方法，还包括：在所述将水排放至外部的步骤之后，对所述气体除湿的步骤。

14.根据权利要求13所述的离心脱水方法，还包括：在所述对气体除湿的步骤之后，将所述气体再次引入到所述气流管中的步骤。