JPWO2021101742A5 - - Google Patents
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Description
希釈装置および希釈装置を含む浄化システムの様々な実施の形態がここに記載されてきたが、これらの実施の形態および技術の各々は、別々に、または１つ以上の実施の形態および技術と共に使用してもよいと考えられることを理解すべきである。請求項の主題の精神および範囲から逸脱せずに、ここに記載された実施の形態に様々な改変および変更を行えることが当業者に明白であろう。それゆえ、本明細書は、ここに記載された様々な実施の形態の改変および変更を、そのような改変および変更が付随の特許請求の範囲およびその等価物の範囲に入るという前提で、包含することが意図されている。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態１
供給スラリーから固体破片および汚染物質を除去するための浄化システムにおいて、
供給スラリーを受入スラリーおよび廃棄スラリーに分離するように機能する浄化機であって、該廃棄スラリーは、該供給スラリーからの該固体破片および汚染物質の少なくとも一部を含む、浄化機、および
前記浄化機の下流に配置され、該浄化機の廃棄出口に流体結合された希釈装置であって、該希釈装置は、希釈水ハイドロサイクロンを備え、該希釈水ハイドロサイクロンは、
希釈水入口と、
前記希釈水入口の下流にあり、上流端と下流端を有するサイクロン流区画と、
前記サイクロン流区画の下流端に配置されたアンダーフロー出口と、
前記希釈水ハイドロサイクロンの上部に配置され、前記浄化機の廃棄スラリー出口に結合された廃棄スラリー入口と、
前記希釈水入口と前記廃棄スラリー入口との間に配置された流れ誘導体であって、該希釈水入口からの希釈水の流れを、少なくとも、前記サイクロン流区画に向かって軸方向に向けるように機能する流れ誘導体と、
を含む、希釈装置、
を備えた浄化システム。
実施形態２
前記流れ誘導体が、前記希釈水入口と前記廃棄スラリー入口との間に半径方向に配置され、該流れ誘導体が、該廃棄スラリー入口に向う軸方向の該希釈水入口からの該希釈水の流れを少なくともある程度制限する、実施形態１に記載の浄化システム。
実施形態３
前記流れ誘導体が、前記廃棄スラリー入口に近接して前記希釈水ハイドロサイクロンに結合された入口端および出口端を有する中空管から作られ、該中空管の入口端が該廃棄スラリー入口を囲み、該中空管が、該廃棄スラリー入口から、前記サイクロン流区画に向かって軸方向に延在する、実施形態１または２に記載の浄化システム。
実施形態４
前記流れ誘導体の出口端が、前記希釈水ハイドロサイクロンの入口区画内に配置される、実施形態３に記載の浄化システム。
実施形態５
前記流れ誘導体の出口端が、平らな軸面を有する、
前記流れ誘導体が、該流れ誘導体の外面から該流れ誘導体の内面まで該流れ誘導体を通って延在する複数の開口を含む、または
前記流れ誘導体が、前記中空管の内面に結合された１つまたは複数の回転防止タブを備える、
実施形態３または４に記載の浄化システム。
実施形態６
前記希釈水ハイドロサイクロンが、前記廃棄スラリー入口と前記サイクロン流区画との間に画成された入口区画を含み、前記流れ誘導体が、該入口区画の軸長の５０％以上の軸長を有する、実施形態１から５いずれか１つに記載の浄化システム。
実施形態７
前記流れ誘導体および前記希釈水ハイドロサイクロンの本体が、該流れ誘導体と該本体との間に配置された環状流動領域を画成し、前記希釈水入口が該環状流動領域と流体連通している、実施形態１から６いずれか１つに記載の浄化システム。
実施形態８
前記浄化機が逆流ハイドロサイクロン浄化機を含む、実施形態１から７いずれか１つに記載の浄化システム。
実施形態９
前記浄化機が、スラリー入口、先細区画、該先細区画の幅広い端部に近接するオーバーフロー出口、および該先細区画の幅の狭い端部の下流の廃棄出口を含むハイドロサイクロン浄化機を含み、該ハイドロサイクロン浄化機は、供給スラリーを前記廃棄出口で廃棄スラリーに、前記オーバーフロー出口で受入スラリーに分離するサイクロン流を生じるように機能し、前記廃棄スラリーは、固体破片、汚染物質、またはその両方を含む、実施形態１から８いずれか１つに記載の浄化システム。
実施形態１０
実施形態１から９いずれか１つに記載の浄化システムを複数備えた浄化システムアセンブリであって、複数の該浄化システムは、並行に作動される、浄化システムアセンブリ。
実施形態１１
供給スラリーから固体破片および汚染物質を除去する方法において、
前記供給スラリーを廃棄スラリーと受入スラリーに分離するサイクロン流を生じるように機能する浄化機に該供給スラリーを導入する工程であって、該廃棄スラリーは、前記固体破片および汚染物質の少なくとも一部を含む、工程、
前記浄化機の廃棄出口に流体結合された希釈水ハイドロサイクロンに前記廃棄スラリーを通過させる工程であって、該希釈水ハイドロサイクロンは、サイクロン流区画、該サイクロン流区画の上流端の上流にある希釈水入口、該サイクロン流区画の該上流端の上流にある廃棄スラリー入口、該サイクロン流区画の下流端にあるアンダーフロー出口、および該廃棄スラリー入口と該希釈水入口との間に配置された流れ誘導体を備える、工程、
希釈水を、前記希釈水入口を通じて前記希釈水ハイドロサイクロンに導入する工程であって、該希釈水を導入することにより、該希釈水が、前記流れ誘導体と該希釈水ハイドロサイクロンの内面との間に画成された環状流動領域にサイクロン流を確立する工程、および
前記流れ誘導体の出口端で前記希釈水を前記廃棄スラリーと接触させる工程であって、該希釈水を該廃棄スラリーと接触させることにより、該希釈水の少なくとも一部が該廃棄スラリーと混ざって、前記浄化機、前記希釈装置、またはその両方の詰まりを減少させるか、または防ぐ工程、
を有してなる方法。
実施形態１２
前記浄化機のオーバーフロー出口から受入スラリーを回収する工程、および前記希釈水ハイドロサイクロンの前記アンダーフロー出口から希釈された廃棄スラリーを回収する工程をさらに含む、実施形態１１に記載の方法。
実施形態１３
前記希釈水を前記希釈水ハイドロサイクロンの側部に導入する工程を含む、実施形態１１または１２に記載の方法。
実施形態１４
前記廃棄スラリーのサイクロン流の角度方向と反対の角度方向を有する前記希釈水のサイクロン流を生じる方向に該希釈水を前記希釈水ハイドロサイクロンに導入する工程を含む、実施形態１１から１３いずれか１つに記載の方法。
実施形態１５
前記軸方向速度Ｖ
Ｄ
を有する前記希釈水を、軸方向速度Ｖ
Ｒ
を有する前記廃棄スラリーと混ぜる工程を含み、Ｖ
Ｒ
で除算されたＶ
Ｄ
の比は、０．２５から０．７５であり、該軸方向速度は、軸方向における速度ベクトルの大きさを称する、実施形態１１から１４いずれか１つに記載の方法。
Although various embodiments of diluters and purification systems that include diluters have been described herein, each of these embodiments and techniques can be used separately or in conjunction with one or more embodiments and techniques. It should be understood that it is considered acceptable to do so. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and changes can be made to the embodiments described herein without departing from the spirit and scope of the claimed subject matter. This specification is therefore intended to cover the modifications and variations of the various embodiments described herein, provided that such modifications and variations come within the scope of the appended claims and their equivalents. It is intended that
Preferred embodiments of the present invention will be described below.
Embodiment 1
In a purification system for removing solid debris and contaminants from a feed slurry,
a clarifier operative to separate a feed slurry into a receiving slurry and a waste slurry, the waste slurry comprising at least a portion of the solid debris and contaminants from the feed slurry;
a diluter disposed downstream of the clarifier and fluidly coupled to a waste outlet of the clarifier, the diluter comprising a dilution water hydrocyclone, the dilution water hydrocyclone comprising:
a dilution water inlet;
a cyclone flow section downstream of the dilution water inlet and having an upstream end and a downstream end;
an underflow outlet located at the downstream end of the cyclone flow section;
a waste slurry inlet located at the top of the dilution water hydrocyclone and coupled to a waste slurry outlet of the clarifier;
a flow director disposed between the dilution water inlet and the waste slurry inlet, the flow director operative to direct the flow of dilution water from the dilution water inlet at least axially toward the cyclone flow section; a flow inducer that
a diluter, including
Purification system with.
Embodiment 2
The flow director is disposed radially between the dilution water inlet and the waste slurry inlet, the flow director directing the flow of the dilution water from the dilution water inlet axially toward the waste slurry inlet. The purification system of embodiment 1, which is at least somewhat limited.
Embodiment 3
the flow director is made of a hollow tube having an inlet end and an outlet end coupled to the dilution water hydrocyclone proximate the waste slurry inlet, the inlet end of the hollow tube surrounding the waste slurry inlet; , wherein the hollow tube extends axially from the waste slurry inlet toward the cyclonic flow section.
Embodiment 4
4. The purification system of embodiment 3, wherein the outlet end of the flow director is located within the inlet compartment of the dilution water hydrocyclone.
Embodiment 5
the outlet end of the flow director has a flat axial surface;
the flow director comprises a plurality of openings extending through the flow director from an outer surface of the flow director to an inner surface of the flow director; or
the flow director comprises one or more anti-rotation tabs coupled to an inner surface of the hollow tube;
Purification system according to embodiment 3 or 4.
Embodiment 6
the dilution water hydrocyclone includes an inlet section defined between the waste slurry inlet and the cyclone flow section, the flow director having an axial length that is greater than or equal to 50% of the axial length of the inlet section; The purification system according to any one of embodiments 1 to 5.
Embodiment 7
the flow director and the body of the dilution water hydrocyclone define an annular flow region disposed between the flow director and the body, and the dilution water inlet is in fluid communication with the annular flow region; The purification system according to any one of embodiments 1 to 6.
Embodiment 8
8. The purification system as in any one of embodiments 1-7, wherein the purifier comprises a counterflow hydrocyclone purifier.
Embodiment 9
The clarifier includes a hydrocyclone clarifier including a slurry inlet, a tapered section, an overflow outlet proximate the wide end of the tapered section, and a waste outlet downstream of the narrow end of the tapered section; The cyclonic clarifier is operative to produce a cyclonic flow that separates a feed slurry into a waste slurry at said waste outlet and a receiving slurry at said overflow outlet, said waste slurry containing solid debris, contaminants, or both. , the purification system according to any one of embodiments 1 to 8.
Embodiment 10
A purification system assembly comprising a plurality of purification systems according to any one of embodiments 1 to 9, wherein the plurality of purification systems are operated in parallel.
Embodiment 11
In a method of removing solid debris and contaminants from a feed slurry,
introducing the feed slurry into a clarifier operative to produce a cyclonic flow that separates the feed slurry into a waste slurry and a receiving slurry, the waste slurry having at least a portion of the solid debris and contaminants removed; including, process,
passing the waste slurry through a dilution water hydrocyclone fluidly coupled to a waste outlet of the clarifier, the dilution water hydrocyclone comprising a cyclone flow section, a dilution water hydrocyclone upstream of the upstream end of the cyclone flow section; a water inlet, a waste slurry inlet upstream of the upstream end of the cyclone flow section, an underflow outlet at the downstream end of the cyclone flow section, and a flow disposed between the waste slurry inlet and the dilution water inlet. a step comprising a derivative;
introducing dilution water into the dilution water hydrocyclone through the dilution water inlet, the introduction of the dilution water causing the dilution water to flow between the flow director and an inner surface of the dilution water hydrocyclone; establishing cyclonic flow in an annular flow region defined in
contacting the dilution water with the waste slurry at an outlet end of the flow director, the contacting the dilution water with the waste slurry causing at least a portion of the dilution water to mix with the waste slurry; reducing or preventing clogging of the purifier, the diluter, or both;
How to have.
Embodiment 12
12. The method of embodiment 11, further comprising collecting incoming slurry from an overflow outlet of the clarifier and collecting diluted waste slurry from the underflow outlet of the dilution water hydrocyclone.
Embodiment 13
13. The method of embodiment 11 or 12, comprising introducing the dilution water to the side of the dilution water hydrocyclone.
Embodiment 14
Any one of embodiments 11 to 13, comprising introducing the dilution water into the dilution water hydrocyclone in a direction that produces a cyclone flow of the dilution water having an angular direction opposite to the angular direction of the cyclone flow of the waste slurry. The method described in.
Embodiment 15
mixing the dilution water having the axial velocity V D with the waste slurry having an axial velocity VR , the ratio of V D divided by VR being from 0.25 to 0.75; 15. The method of any one of embodiments 11-14, wherein the axial velocity refers to the magnitude of a velocity vector in the axial direction.
Claims (15)
供給スラリーを受入スラリーおよび廃棄スラリーに分離するように機能する浄化機であって、該廃棄スラリーは、該供給スラリーからの該固体破片および汚染物質の少なくとも一部を含む、浄化機、および
前記浄化機の下流に配置され、該浄化機の廃棄出口に流体結合された希釈装置であって、該希釈装置は、希釈水ハイドロサイクロンを備え、該希釈水ハイドロサイクロンは、
希釈水入口と、
前記希釈水入口の下流にあり、上流端と下流端を有するサイクロン流区画と、
前記サイクロン流区画の下流端に配置されたアンダーフロー出口と、
前記希釈水ハイドロサイクロンの上部に配置され、前記浄化機の廃棄スラリー出口に結合された廃棄スラリー入口と、
前記希釈水入口と前記廃棄スラリー入口との間に配置された流れ誘導体であって、該流れ誘導体は、該希釈水入口からの希釈水の流れを、少なくとも、前記サイクロン流区画に向かって軸方向に向けるように機能し、該流れ誘導体は、該廃棄スラリー入口に向う軸方向の該希釈水入口からの該希釈水の流れを少なくともある程度制限する流れ誘導体と、
を含む、希釈装置、
を備えた浄化システム。 In a purification system for removing solid debris and contaminants from a feed slurry,
a clarifier operative to separate a feed slurry into a receiving slurry and a waste slurry, the waste slurry comprising at least a portion of the solid debris and contaminants from the feed slurry; a diluter disposed downstream of the clarifier and fluidly coupled to a waste outlet of the clarifier, the diluter comprising a dilution water hydrocyclone, the dilution water hydrocyclone comprising:
a dilution water inlet;
a cyclone flow section downstream of the dilution water inlet and having an upstream end and a downstream end;
an underflow outlet located at the downstream end of the cyclone flow section;
a waste slurry inlet located at the top of the dilution water hydrocyclone and coupled to a waste slurry outlet of the clarifier;
a flow director disposed between the dilution water inlet and the waste slurry inlet, the flow director directing the flow of dilution water from the dilution water inlet at least axially toward the cyclone flow section; a flow director operative to direct at least some flow of the dilution water from the dilution water inlet in an axial direction toward the waste slurry inlet;
a diluter, including
Purification system with.
前記流れ誘導体が、該流れ誘導体の外面から該流れ誘導体の内面まで該流れ誘導体を通って延在する複数の開口を含む、または
前記流れ誘導体が、前記中空管の内面に結合された１つまたは複数の回転防止タブを備える、
請求項３または４記載の浄化システム。 the outlet end of the flow director has a flat axial surface;
the flow director comprises a plurality of apertures extending through the flow director from an outer surface of the flow director to an inner surface of the flow director, or one coupled to an inner surface of the hollow tube. or with multiple anti-rotation tabs;
The purification system according to claim 3 or 4.
前記供給スラリーを廃棄スラリーと受入スラリーに分離するサイクロン流を生じるように機能する浄化機に該供給スラリーを導入する工程であって、該廃棄スラリーは、前記固体破片および汚染物質の少なくとも一部を含む、工程、
前記浄化機の廃棄出口に流体結合された希釈水ハイドロサイクロンに前記廃棄スラリーを通過させる工程であって、該希釈水ハイドロサイクロンは、サイクロン流区画、該サイクロン流区画の上流端の上流にある希釈水入口、該サイクロン流区画の該上流端の上流にある廃棄スラリー入口、該サイクロン流区画の下流端にあるアンダーフロー出口、および該廃棄スラリー入口と該希釈水入口との間に配置された流れ誘導体を備える、工程、
希釈水を、前記希釈水入口を通じて前記希釈水ハイドロサイクロンに導入する工程であって、該希釈水を導入することにより、該希釈水が、前記流れ誘導体と該希釈水ハイドロサイクロンの内面との間に画成された環状流動領域にサイクロン流を確立する工程、および
前記流れ誘導体の出口端で前記希釈水を前記廃棄スラリーと接触させる工程であって、該希釈水を該廃棄スラリーと接触させることにより、該希釈水の少なくとも一部が該廃棄スラリーと混ざって、前記浄化機、前記希釈装置、またはその両方の詰まりを減少させるか、または防ぐ工程、
を有してなる方法。 In a method of removing solid debris and contaminants from a feed slurry,
introducing the feed slurry into a clarifier operative to produce a cyclonic flow that separates the feed slurry into a waste slurry and a receiving slurry, the waste slurry having at least a portion of the solid debris and contaminants removed; including, process,
passing the waste slurry through a dilution water hydrocyclone fluidly coupled to a waste outlet of the clarifier, the dilution water hydrocyclone comprising a cyclone flow section, a dilution water hydrocyclone upstream of the upstream end of the cyclone flow section; a water inlet, a waste slurry inlet upstream of the upstream end of the cyclone flow section, an underflow outlet at the downstream end of the cyclone flow section, and a flow disposed between the waste slurry inlet and the dilution water inlet. a step comprising a derivative;
introducing dilution water into the dilution water hydrocyclone through the dilution water inlet, the introduction of the dilution water causing the dilution water to flow between the flow director and an inner surface of the dilution water hydrocyclone; establishing a cyclonic flow in an annular flow region defined by the flow director; and contacting the dilution water with the waste slurry at an outlet end of the flow director, the dilution water contacting the waste slurry. mixing at least a portion of the dilution water with the waste slurry to reduce or prevent clogging of the clarifier, the diluter, or both;
How to have.
mixing the dilution water having the axial velocity V D with the waste slurry having an axial velocity VR , the ratio of V D divided by VR being from 0.25 to 0.75; 15. A method according to any one of claims 11 to 14, wherein the axial velocity refers to the magnitude of the velocity vector in the axial direction.
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