CS220226B1 - Víceúčelové zařízení pro zpracování suspenzi - Google Patents

Abstract

Víceúčelové zařízení pro zpracování suspenzí oddělováním pevné fáze od kapalné na principu sedimentace a filtrace a upravením získaného pevného podílu do transportovatelné formy je podle vynálezu tvořeno nádobou opatřenou filtrační přepážkou, přívodem a odvodem suspenze, mechanickým či pneumatickým míchadlem, odvzdušněním, přepadem, přívodem vody a odvodem jednak filtrátu, jednak roztoku, vzniklého případným rozpouštěním filtračního koláče. Nádoba je opatřena průlezem a zornými skly. Relativně malý objem nádoby umožňuje vlivem sedimentace zpracovávat velké objemy i méně koncentrovaných suspenzí. Zařízení je použitelné v provozních podmínkách chemických a podobných výrob.

Description

Víceúčelové zařízení pro zpracování suspenzí oddělováním pevné fáze od kapalné na principu sedimentace a filtrace a upravením získaného pevného podílu do transportovatelné formy je podle vynálezu tvořeno nádobou opatřenou filtrační přepážkou, přívodem a odvodem suspenze, mechanickým či pneumatickým míchadlem, odvzdušněním, přepadem, přívodem vody a odvodem jednak filtrátu, jednak roztoku, vzniklého případným rozpouštěním filtračního koláče. Nádoba je opatřena průlezem a zornými skly. Relativně malý objem nádoby umožňuje vlivem sedimentace zpracovávat velké objemy i méně koncentrovaných suspenzí.

Zařízení je použitelné v provozních podmínkách chemických a podobných výrob.

Vynález se týká zařízení, které umožňuje jednak zpracování heterogenních směsí, přičemž fáze jsou oddělovány v jednom prostoru působení gravitační síly a filtrace a jednak následné zpracování oddělené pevné fáze pro transport do další výroby.

V chemických výrobách vznikají velmi často technologickými pochody heterogenní směsi tvořené pevnou fází v kapalině, zvané suspenze. Ve většině případů si tyto suspenze vyžadují další zpracování tak, aby se získala jedna nebo obě fáze navzájem oddělené. Provádí se to pomocí separačních zařízení, které se podle fyzikálních jevů charakteristických pro určitý separační postup rozdělují na filtrační, sedimentační, odstředivé a další speciální zařízení.

O vhodnosti určitého zařízení rozhoduje ve většině případů velikost dispergovaných částic, jejich koncentrace, množství zpracovávané směsi, jejich fyzikální charakteristiky a v neposlední řadě i ekonomické důvody. V technické praxi je pro zpracování velkých objemů suspenzí právě z ekonomických důvodů používáno diskontinuálních, nebo kontinuálních usazováků s výhodou pro hrubé suspenze s částicemi většími než 100 ^m, kdy koncentrace usazeniny, závisející na struktuře a velikosti částic může dosahovat až 40 %. Výkonnost usazováku nezávisí na jeho výšce, nýbrž na rychlosti usazování a na volném průřezu usazováku, a proto jejich moderní konstrukce mají velkou usazovací plochu a jen malou výšku. Přestože je tento způsob oddělování z ekonomické stránky velmi výhodný, nelze ho použít ve všech případech vzhledem k nedostatečné dělicí účinnosti, tj. pro velký obsah kapaliny v sedimentu, která vadí ve většině případů jeho dalšího zpracování.

Z toho důvodu se většina odělovacích procesů v chemickém průmyslu provádí na filtračních zařízeních, která mají výbornou dělicí účinnost. Vhodnost určitého filtračního zařízení se posuzuje především podle celkových nákladů na filtraci, přičemž ceny filtračních zařízení rostou s velikostí filtrační plochy. Nejčastěji používanými filtračními zařízeními jsou vakuové nebo tlakové nuče a dále pak kalolisy. Jsou to zařízení z konstrukční stránky jednoduchá, která mohou pracovat se značnými přetlaky, neobsahují pohyblivé části, které bývají zdrojem poruch a jsou proto· poměrně laciná. Nevýhodou je, že pracují periodicky a náklady spojené s jejich provozem jsou vysoké, a proto se používají tehdy, když je tuhá fáze cenná, a nebo když je koncentrace suspenze malá.

Dalšími nedostatky je jejich velikost, potřebná pro zpracování velkých objemů a nezbytnost ručního vyprazdňování, které je spojeno se značnými ztrátami produktu a znečištěním provozních místností. Nehodí se tudíž tam, kde se počítá s velkotonážní automatizovanou výrobou. V tomto případě je výhodné použití vakuového rotačního· bubnového filtru, nebo odstředivky, které pracují kontinuálně. Oddělování těmito zařízeními je výhodné nejvíce tehdy, když suspenze obsahuje velké množství tuhé fáze v porovnání s množstvím kapaliny.

Při použití filtru by-prakticky celé množství kapaliny zůstalo zachycené ve filtračním koláči a nedošla by k žádnému oddělení. Nevýhodou; je, že v případě odstředivky i vakuového rotačního bubnového filtru se jedná o zařízení s vysokou pořizovací cenou, zvláště pak při zpracování korozívních suspenzí, pro které musí být vyráběno z drahých ušlechtilých materiálů. Dalším velkým nedostatkem všech filtračních a odstředivých zařízení je zanášení filtrační přepážky.

Nevýhodou všech těchto zařízení je, že se jedná v podstatě ve všech případech o zařízení jednoúčelová s funkcí separační tzn., že v nich nelze získaný filtrační koláč podrobit dalšímu zpracování. Výjimku tvoří nuče, které mohou být opatřeny posuvnými míchadly, které po přídavku kapaliny postupně seškrabávají tenké vrstvy koláče a promíchávají je s kapalinou. Z hlediska separačních schopností byly již nevýhody nuče distkutovány, přičemž zařazení mechanického míchadla se. projevuje dalšími nedostatky jako je složitost konstrukce, možnost poruchy a značná spotřeba energie.

Uvedené nevýhody odstraňuje víceúčelové zařízení pro zpracování suspenzí oddělováním pevné fáze od kapalné na principu sedimentace a filtrace a upravením získaného pevného podílu do transportovatelné formy, které je předmětem tohoto vynálezu a jehož podstata spočívá v tom, že je tvořeno nádobou, v níž je upravena filtrační přepážka, prostor nádoby nad filtrační přepážkou je ve své horní části opatřen upraveným přívodem suspenze, přepadovým potrubím, a odvzdušněním a ve své dolní části potrubím pro odvod suspenze a potrubím pro odvod sedimentací vyčeřené kapaliny, dále je tento prostor opatřen potrubím pro přívod vody, jedním či více průmyslovými skly a průzorovými skly a průlezem a je v něm umístěno pneumatické, či mechanické posuvné míchadlo a prostor nádoby pod filtrační přepážkou je opatřen jednak potrubím pro odvod filtrátu, jednak potrubím pro odvod roztoku vzniklého rozpouštěním filtračního koláče.

Funkce zařízení na zpracování suspenzí spočívá v tom, že zpracovávaná suspenze se napustí do nádoby, ve které se nechá volně sedimentovat. Čirá kapalina je odváděna příslušným potrubím, přičemž pevná fáze se ukládá na filtrační přepážce. Postup je možno několikrát opakovat, až je dosaženo dostatečné výšky zahuštěného sedimentu, který je zbaven přebytečné kapaliny filtrací. Filtrační koláč je po prosušení vzduchem a případném promytí rozmíchán vzuchem, nebo mechanickým míchadlem v přídavku vo220226 dy na suspenzi transportovatelnou do další výroby. Řízení procesu může být prováděno ručně nebo automaticky.

Výhody tohoto vynálezu spočívají hlavně v jednoduchosti zařízení, které lze v provozních podmínkách snadno zhotovit a jehož výrazný účinek je v tom, že sedimentace, filtrace i zpracování filtračního koláče probíhají v jednom prostoru, přičemž až 90 procent kapaliny může být odděleno působením gravitačních sil, tedy bez nároku na energie. Relativně malý objem nádoby a filtrační plochy umožňuje vlivem procesu sedimentace zpracovávat velké objemy i méně koncentrovaných suspenzí v širokém rozsahu velikosti částic.

Zařízení se vyznačuje velkou výkonností objemové jednotky. Při využití pneumatického míchání na zpracování filtračního koláče odpadají mechanické součásti, které bývají zdrojem poruch. Další významnou výhodou je, že lze nádobu uvolnit pro nový děj bez namáhavé fyzické práce a tím odstranit ztráty materiálu vlivem manipulace.

Zařízení je možno vyrobit z ušlechtilých i méně ušlechtilých materiálů, které mohou být opatřeny pogumováním, nebo vyzdívkou, takže je univerzálně použitelné pro různá prostředí.

Na přiloženém výkresu je na obr. 1 znázorněno schéma víceúčelového zařízení na zpracování suspenzí podle vynálezu, opatřené pneumatickým míchadlem a na obr. 2 je znázorněno totéž zařízení s mechanickým míchadlem.

Víceúčelové zařízení pro zpracování suspenzí podle tohoto vynálezu se podle obr. 1 skládá z nádoby 1, která je opatřena v dolní části filtrační přepážkou 2, nad kterou je umístěno zařízení 10 pro přívod a rozvod vzduchu, případně vody a potrubím 8 na odvod suspenze. V horní části nádoby 1 je upravené potrubí 5 pro přvod suspenze, odvzdušňovací 7 a přepadové 6 potrubí. Ve střední části je jedno nebo více potrubí 14 na odvod sedimentací vyčeřené kapaliny a potrubí 9 na přívod vody. Ve stěně nádoby 1 je zabudováno' jedno nebo více průzorných skel 4 a průlez 13. Z prostoru pod filtrační přepážkou 2 je vyústěno potrubí 11 na odvod filtrátu a potrubí 12 na odvod roztoku.

Na obr. 2 je znázorněno totéž zařízení, pouze s tím rozdílem od obr. 1, že je opatřeno mechanickým míchadlem 15.

Funkce víceúčelového zařízení na zpracováni suspenzí je následující.

Do nádoby 1 se potrubím 5 napustí suspenze, která se nechá volně sedimentovat. Čirá kapalina je odváděna potrubím 14, přičemž pevná fáze se ukládá na filtrační přepážce 2. Postup se několikrát opakuje až je dosaženo maximální výšky zahuštěného sedimentu, která je dána výší odtokového potrubí 14. Přebytečná kapalina je odstraněna přes filtrační přepážku 2 a odváděna potrubím 11. Průběh sedimentace je sledován průzornými skly 4 ve stěně nádoby 1.

Filtrační koláč je po prosušení vzduchem a případném promytí rozmíchán vzduchem, přiváděným zařízením pro přívod 10 a rozvod 3 vzduchu, které je možno· použít případně i pro rozvod vody, či mechanickým míchadlem 15 v přídavku vody, přivedené potrubím 9.

Suspenze se transportuje do další výroby potrubím 8, umístěným nad filtrační přepážkou 2. V případě rozpustných pevných látek ve vodě se vzniklý roztok procházející přes filtrační přepážkou 2 odvádí potrubím 12 do potrubí 8.

Claims (1)

1. PftEDMST

   Víceúčelové zařízení pro zpracování suspenzí, oddělováním pevné fáze od kapalné na principu sedimentace a filtrace, a upravezískaného pevného podílu do transportovatelné formy, vyznačené tím, že je tvořeno nádobou (1), v níž je upravena filtrační přepážka (2j, prostor nádoby (1) nad filtrační přepážkou (2) je ve své horní části opatřen upraveným přívodem (5) suspenze, přepadovým potrubím (6j a odvzdušněním (7) a ve své dolní části potrubím (8) pro odvod ynAlezu suspenze a potrubím (14) pro odvod sedimentací vyčeřené kapaliny, dále je tento prostor opatřen potrubím (9) pro přívod vody, jedním či více průzornými skly (4) a průlezem (13) a je v něm umístěno pneumatické (3) či mechanické posuvné míchadlo (15) a prostor nádoby (1) pod filtrační přepážkou (2) je opatřen jednak potrubím (11) pro odvod filtrátu, jednak potrubím (12) pro odvod roztoku vzniklého rozpouštěním filtračního koláče.