NO830943L

NO830943L - CYCLONE WASTEWATER TREATMENT.

Info

Publication number: NO830943L
Application number: NO830943A
Authority: NO
Inventors: Tron-Halvard Fladby; Leif Hovind
Original assignee: Andresen J H Titech
Priority date: 1983-03-16
Filing date: 1983-03-16
Publication date: 1983-09-26

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et hydrosyklonanlegg for ' The present invention relates to a hydrocyclone plant for '

å befri en væske for suspendert fast stoff. Anlegget er i to rid a liquid of suspended solids. The facility is in

I • r spesielt velegnet for å befri vann for suspenderte partik- I • is particularly suitable for freeing water from suspended particles

ler, eksempelvis fyllstoffpartikler i avløp fra papirfab- ler, for example filler particles in waste water from paper mills

rikker eller for å fjerne en andel av fyllstoffet som er rich or to remove a proportion of the filler that is

j j ^tiislesr teden e i stobr akvkaanpnassyitstetem, et er i koemn ppakapt iromg alsketint . å Dva edanllikegehgoet lduet-- j j ^tiislesr teden e i stobr akvkaanpnassyitstetem, et er i koemn ppakapt iromg alsketint . to Dva edanllikegehgoet lduet--

1 dr det velegnet i alle de tilfeller hvor partiklene i væsken 1 dr it is suitable in all those cases where the particles in the liquid

M ■(!; ■ ! M ■(!; ■ !

I I k'■ an fjernes ved hjelp av en hydrosyklon.^Anlegg er velegi net I I k'■ an is removed with the help of a hydrocyclone.^Plant is velegine net

i for alle de tilfeller hvor det er ønskelig å rense en væske<1><1>"i i for fine partikler. Dette ér spesielt tilfelle nar det i I anlegget anvendes en hydrosyklon av den art som er angitt i j i n! orsk søknad nr. 83.005■ - 8. i for all those cases where it is desirable to clean a liquid<1><1>"i from fine particles. This is especially the case when a hydrocyclone of the type specified in Norwegian application no. 83.005 is used in the plant. ■ - 8.

I IN

! Hydrosykloner som inngår i foreliggende anordning er vel-j i '-CkI hjeemn■ tice aol g Teen chnkoorlot gyom, ta2l. e utegr . bvlo. al. . g4 ■ itst idei nEe n'c7y4c7■ -lo7p4e8 c. Lia of !Ij<.>i ii Sykloner er velegnet for fjerning av fine partikler ved la! ve eller midlere faststoff konsentrasjoner. På grunn av 1 ii skjærkreftene som eksisterer i virvelstrømmen i en hydrosyk-i lon, er det ikke bare sentrifugalkraften som virker separer-; ende, men partiklenes form har også en viss innflytelse, j Hydrosykloner har derfor også fått anvendelse innen trefor-edlingsindustrien, hvor de også kan bevirke .en viss separasjon mellom fibre av forskjellig lengde. '. ! Hydrocyclones included in the present device are well-j i '-CkI hjeemn■ tice aol g Teen chnkoorlot gyom, ta2l. e outgr. bvlo. eel. . g4 ■ itst idei nEe n'c7y4c7■ -lo7p4e8 c. Lia of !Ij<.>i ii Cyclones are suitable for removing fine particles at la! ve or medium solids concentrations. Because of 1 ii the shear forces that exist in the eddy current in a hydrocyclone, it is not only the centrifugal force that acts separ-; end, but the shape of the particles also has a certain influence, j Hydrocyclones have therefore also been used in the wood processing industry, where they can also cause a certain separation between fibers of different lengths. '.

I i In i

En hydrosyklon består normalt av et rotas jonssymmetr.isk, lang-strakt hult legeme som under drift er anordnet vertikalt, og er. i den øvre ende forsynt med minst ett tangentielt innløp, '' gjennom hvilket væsken som skal behandles innføres med høy hastighet slik at det inne i hydrosyklonen dannes en virvel-strøm. A hydrocyclone normally consists of a rotationally symmetric, elongated hollow body which, during operation, is arranged vertically, and is. at the upper end provided with at least one tangential inlet, '' through which the liquid to be treated is introduced at high speed so that an eddy current is formed inside the hydrocyclone.

I den øvre ende'av kjente sykloner befinner det seg en sent--; ralt anordnet utløpsåpning, hvis tverrsnitt er større enn ; innløpsåpningenes samlede tverrsnitt. Gjennom den øvre ut- j l1 ø■ psåpning utføres dejf n innførte væske helt eller delvis I !!j befridd for _f aste partikler. ! 'ijdén nederste del av hydrosyklonen befinner det seg en seri-r~ i ■ tralt•anordnet utløpsåpning hvis tverrsnitt er mindre enn I den i for tilførselsåpningene, og tjener som utløp for en liten i del av den tilførte væske som ved denne utløpsside er anriket mej d hensyn til faste be' standdeler■ . iI At the upper end of known cyclones there is a late--; rally arranged outlet opening, whose cross-section is greater than ; the total cross-section of the inlet openings. Through the upper outlet opening, the introduced liquid is completely or partially freed of solid particles. ! In the lowest part of the hydrocyclone there is a serially arranged outlet opening whose cross-section is smaller than that of the supply openings, and serves as an outlet for a small part of the supplied liquid which is enriched at this outlet side with regard to fixed components. iI

Detjrotasjonssymmetriske hule legemet kan være utført til-i nærmet konisk i hele sin lengde, slik som vist i US patentjnr.j 2J920.761, eller være utformet sylindrisk i den øvre del for I så å gå over i en konisk utformet nedre del, slik som vistli norsk patent nr. 144. 128. For å tilpasse hydrosykloner til I forskjellige formål., og for å forbedre deres effektivitet, er [ det i foreslått forskjellige modifikasjoner av hydrosyklonene, j The rotationally symmetrical hollow body can be made almost conical throughout its length, as shown in US patent no. as shown in Norwegian patent no. 144. 128. In order to adapt hydrocyclones to different purposes, and to improve their efficiency, various modifications of the hydrocyclones have been proposed,

eksempelvis med hensyn til innløpet for væsken som skal -behandles i slik som vist i det ovenfor nevnte norske patent, eller modifikasjon av utløpet for v<*>æskedelen anriket med. faststoffer', slik som vist i US-patent nr. 4.309.238. I ! - for example with regard to the inlet for the liquid to be -treated in as shown in the above-mentioned Norwegian patent, or modification of the outlet for the liquid part enriched with. solids', as shown in US Patent No. 4,309,238. I! -

i in

1 I Spesielle utløp for den rensede væsken er vist i US-patent nr.'i-4 ..259.180 og fransk patent nr. 1.518.253. 1 I Special outlets for the purified liquid are shown in US Patent No. 1-4 ..259,180 and French Patent No. 1,518,253.

i , ' ■ • i , ' ■ •

I IN

i Forskjellige varianter av hydrosykloner er omtalt bl.a. i'USi -patent nr. 4.265.470, 4.280.902, 4.305.825, 4.267.048, si amt;! i US-patent nr. 4.272.260, som vedrører en syklon for separa- i Various variants of hydrocyclones are discussed, among others i'USi -patent Nos. 4,265,470, 4,280,902, 4,305,825, 4,267,048, said county;! in US Patent No. 4,272,260, which relates to a cyclone for separa-

j j

i sjon av faste partikler fra gasser. in tion of solid particles from gases.

\ Det . er vanlig kjent å sammenkoble et antall sykloner parallelt', I dvs, ' at innløpene til hydrosyklonene er knyttet til en felles j \ rørledning og hvor avløpene fra syklonene for renset væske er<1>r.knyttet til en felles rørledning, mens de respektive avløp for; ! væskefasen som er anriket med hensyn til tilstedeværende partikler bortføres via en fellesledning som er knyttet til hydro-; syklonenes nedre del. Et slikt anlegg omfattende en rekke ; hydrosykloner er plasskrevende og det er vanskelig å oppnå like : betingelser for alle syklonene, hvilket kan føre til at ikke alle sykloner i et batteri av slike sykloner vil arbeide underi ' optimale betingelser. ^. ! ' \ That . is commonly known to connect a number of cyclones in parallel', i.e. 'that the inlets to the hydrocyclones are connected to a common pipeline and where the drains from the cyclones for purified liquid are connected to a common pipeline, while the respective drain for; ! the liquid phase, which is enriched with respect to the particles present, is carried away via a common line which is connected to the hydro-; the lower part of the cyclones. Such a facility comprising a number of; hydrocyclones are space-consuming and it is difficult to achieve equal conditions for all the cyclones, which can lead to the fact that not all cyclones in a battery of such cyclones will work under optimal conditions. ^. ! '

! •, !. I Ved'hjelp av foreliggende oppfinnelse er tilyeiebragt et kom-J ! •, !. With the help of the present invention, a com-J has been obtained

'pakt anlegg ved hjelp av hvilket det er mulig å bringe et an' tall sykloner til å arbeide under tilnærmet like forhol!d ved at samtlige sykloner er■innelukket i et kammer slik at samtlige sykloner tilføres væske som skal renses undet det i samme trykk. compact plant by means of which it is possible to bring a number of cyclones to work under approximately the same conditions by all cyclones being enclosed in a chamber so that all cyclones are supplied with liquid to be cleaned under it at the same pressure .

Oppfinnelsen skal nærmere beskrives under henvisning til de vedlagte tegninger, hvori: The invention shall be described in more detail with reference to the attached drawings, in which:

jFig. 1 viser gjennomskåret et anlegg i henhold, til op<p>fihn- jFig. 1 shows a cross section of a plant according to op<p>fihn-

I i \ le.-sen. ■ I i \ le.-sen. ■

Fig. 2 viser en av to tilnærmet identiske sperreplater som delvis anvendes for å oppdele beholderen, hvori hydrosykj-lonene er anordnet, til kåmmere og delvis for å fastholde i sy! k■ lonene inne i beholderen. '! i- j; Fig. 2 shows one of two almost identical locking plates which are used partly to divide the container, in which the hydrocyclones are arranged, into combs and partly to retain in sy! k■ the ions inside the container. '! i-j;

jFig, 3 viser et sider iss av en øvre del av en syklon mediet \ ispesielt utformet innløp samt en detalj ved festeanordningen<1>I i I ;for syklonen til en sperreplate. [ ! i i || ■ i : il I fig. 5 er vist hvorledes den nedre del av en syklon er ført ' gjennom den nedre sperreplate, som er utført på. samme måte j som den øvre sperreplate.!Fig, 3 shows a side view of an upper part of a cyclone with a specially designed inlet as well as a detail of the fastening device for the cyclone to a baffle plate. [! i i || ■ i : il In fig. 5 shows how the lower part of a cyclone is led 'through the lower barrier plate, which is made on. same way j as the upper locking plate.!

<;>J i i I; fig. 1 er vist hvorledes et antall hydrosykloner•1 er an- ; i ordnet inne i en felles beholder 2. Vannet 4 eller væsken j som skal behandles tilføres fra en ikke-vist fødevannspumpe ' til kammeret 15 via innløpet 3, slik at syklonene 1 omgis i av vannet 4 under det foretrukne trykk og følgelig innføres 1 ved dette trykk i de enkelte hydrosvkloners tilførselsdyser : i -i ! 5!. Samtlige hydrosykloner vil således tilføres vann eller \ væske ved i det vesentlige det samme trykk. I det øvre parti <;>J i i I; fig. 1 shows how a number of hydrocyclones•1 are an- ; i arranged inside a common container 2. The water 4 or liquid j to be treated is supplied from a feed water pump 'not shown' to the chamber 15 via the inlet 3, so that the cyclones 1 are surrounded i by the water 4 under the preferred pressure and consequently introduced 1 by this pressure in the individual hydrosvcloners' supply nozzles: i -i ! 5!. All hydrocyclones will thus be supplied with water or liquid at essentially the same pressure. In the upper part

■a<y>kammeret 15 er det anordnet en tett.sperreplate 6 med huller 7 for hver enkelt syklon 1. Sperreplaten 6 er. demon-terbar fra kammeret, slik at samtlige sykloner under ett , kan løftes ut fra beholderen 2 når. dette er nødvendig. In the chamber 15 there is arranged a tight blocking plate 6 with holes 7 for each individual cyclone 1. The blocking plate 6 is. demountable from the chamber, so that all cyclones together can be lifted out of the container 2 when. this is necessary.

i in

<!>j .E1 t tett'lokk 8 avslutter beholderens 2 øvre del slik at 1 det i; <!>j .E1 ttett'lid 8 ends the container 2 upper part so that 1 it i;

under lokket dannes et'kammer 9 som er adskilt fra vannet på undersiden av sperreplaten 6. Utløpet for renset vann fra under the lid a chamber 9 is formed which is separated from the water on the underside of the barrier plate 6. The outlet for purified water from

•samtlige sykloner.munner ut i kammeret 9 som således er dan-j nI et mellom toppen 8 og sperreplaten 6. Det rensede vann i i ! | eller akseptet føres ut via et avløpsrør 10 for videreføring •all cyclones.empty into the chamber 9 which is thus dan-j nI et between the top 8 and the barrier plate 6. The purified water i i ! | or the acceptor is led out via a drain pipe 10 for continuation

1 av den rensede væske.<>>1 of the purified liquid.<>>

i Ij beholderens 2 nedre del er anordnet en ytterligere sperreplate 11. Den nedre sperreplate 11 er fortrinnsvis tett j anordnet til beholderens 2 mantel og er forsynt med tilsvar-ende hu IL- 7, som i platen 6 hvori»; gj ennom de nedre utløp 12 j for syklonene tett..er « f ørt gjennom slik''at vannet 4, som, j ""således befinner'seg i kammeret 15 som er definert mellom dé i ■ . v, !■ ; I to sperrepla0ter henholdsvis- 6 og 11,-"'ikke-- kan trenge innj i det underliggende' hulirom 13 under sperreplaten 11. | In the lower part of the container 2, a further locking plate 11 is arranged. The lower locking plate 11 is preferably tightly arranged to the casing of the container 2 and is provided with a corresponding hood IL-7, as in the plate 6 in which"; gj through the lower outlets 12 j for the cyclones tightly. v, !■ ; In two locking plates respectively - 6 and 11, - can't penetrate into the underlying cavity 13 under the locking plate 11. |

\ ''.*'■ i i •'■ i.Fra syklonenes rejectavløp 12 utføres en mindre andel avJ den[■tilførte væske. Denne :andel er'sem vanlig for hydrosykloner anriket med hensyn til den faste fase av partikler og er^se-i;parert_fra matevannet som ble ført inn i tilførselsrøret: 3. ! !Den anrikede fase eller rejectet føres ut av hulrom 13 via j let avløpsrør 14. _ | _j_ \ ''.*'■ i i •'■ i. From the cyclones' reject drain 12, a smaller proportion of the supplied liquid is carried out. This proportion is common for hydrocyclones enriched with respect to the solid phase of particles and is separated from the feed water introduced into the supply pipe: 3. !The enriched phase or reject is led out of cavity 13 via j light drain pipe 14. _ | _j_

! Syklonene 1 som er anordnet inne i beholderen 2 kan være' i og for seg kjente hydrosykloner som er festet til platen 6 og /hvis innløp 5 er anordnet under platen 6 slik at vann 4 til-ført gjennom innløpet 3 kan presses inn i de enkelte syklo-jners innløp 5. Fortrinnsvis er syklonene 1 av den art som er ! The cyclones 1 which are arranged inside the container 2 can be per se known hydrocyclones which are attached to the plate 6 and whose inlet 5 is arranged below the plate 6 so that water 4 supplied through the inlet 3 can be pressed into the individual inlet of cyclones 5. Preferably, the cyclones 1 are of the type that is

.beskrevet i norsk patentsøknad nr. C3.0085-. Denne syklontype ;utmerker seg ved sin store kapasitet og evne til å separere meget små partikler. Væsken som innføres i syklonen .1 gjennom innløpet 5 føres inn i et rotasjonsoppbygningskammer 4Q dannet mellom innerveggen av syklonen 1 og et styrerør 20 som er konisk utformet med en konisitet i området 4-10°• Den, roterende væskestrøm beveges ned gjennom syklonen og snur i dens nedre ende på vanlig måte og den oppadgående, rensede væ s ke eller aksept e t__ føre s ut gj ennom et ringformet utløp 12 0 \ _ 'i so. m er dannet mellom styj rerøret 20 og et spesielt utformei t ] legeme 110 , til_ kammeret 9 og ut via utløpet 10..._„_.;' ._.! .described in Norwegian patent application no. C3.0085-. This type of cyclone is distinguished by its large capacity and ability to separate very small particles. The liquid introduced into the cyclone .1 through the inlet 5 is fed into a rotation build-up chamber 4Q formed between the inner wall of the cyclone 1 and a guide tube 20 which is conically designed with a conicity in the range 4-10° • The rotating liquid flow moves down through the cyclone and turns at its lower end in the usual way and the upwardly purified liquid or acceptance is led out through an annular outlet 12 0 \ _ 'i so. m is formed between the control tube 20 and a specially designed body 110, to the chamber 9 and out via the outlet 10..._„_.;' ._.!

!Ij den foretrukne syklon som anvendes utføres ikke væsken gjennom et sentralt utløp, slik som er vanlig for de fleste i ! i ai nvendte sykloner, men .gjennom det ringformede utløp 120| ' daninet Imellom det koniske rør 20 og det sentralt anordnede legeme ,-110. Legemet 110 er festet til styrefinner 90 som retter væskestrømmen opp i rommet 9 over platen 6 og ut gjennom i !In the preferred cyclone used, the liquid is not carried through a central outlet, as is usual for most in ! in ai nused cyclones, but .through the annular outlet 120| between the conical tube 20 and the centrally arranged body 110. The body 110 is attached to guide fins 90 which direct the liquid flow up into the space 9 above the plate 6 and out through

• utløpet 10 . i • the expiration 10 . in

'■—J ' ' * . ■ '■—J ' ' * . ■

i For å kunne lette utskiftning av syklonene 1 er disse festet I ved hjelp a<y>en festeanordning 50, som i fig. 3 er vist å ' I omfatte en gjennomgående bolt 51, en mansjett 52 som gårj i - I inngrep med en kravedel 53 på syklonen 1. Mansjetten 52 som; In order to facilitate the replacement of the cyclones 1, these are fixed by means of a fastening device 50, as in fig. 3 is shown to comprise a through bolt 51, a sleeve 52 which engages with a collar part 53 on the cyclone 1. The sleeve 52 which;

1 1 ~ • ■ [ ! er ! festet ved hjelp av bolten 51 bærer således syklonen 1• , ii<!>som holdes i fast anlegg mot mansjetten 52 ved hjelp av mansjetten 54 som er fastskrudd ved hjelp av mutteren 55. ! ! ■r"" i r I * i 1 1 ~ • ■ [ ! is ! fixed with the help of the bolt 51 thus carries the cyclone 1• , ii<!>which is held in fixed contact against the sleeve 52 with the help of the sleeve 54 which is screwed on with the help of the nut 55. ! ! ■r"" i r I * i

• Ij den. nedre ende er syklonene 1 ført gjennom korresponder- I • Ij the. lower end, the cyclones 1 are led through correspondent I

■ ende huller 7 i platen 11, slik som indikert i fig. 5. For.! å i forhindre lekkasje av den innførte væske 4.til kammeret under i ■ end holes 7 in the plate 11, as indicated in fig. 5. For.! to i prevent leakage of the introduced liquid 4.to the chamber below i

platen 11 er det i, et spor i platen anordnet en tetningsring, eksempelvis en Ofring, slik som vist i fig. 5, Andre tette i I og festeanordninger er naturligvis mulige. in the plate 11, a groove in the plate is arranged with a sealing ring, for example an Ofring, as shown in fig. 5, Other tight I and fastening devices are of course possible.

t t

i j-For et hydrosyklonanlegg i henhold til foreliggende oppfinnelse inneholdende 85 hydrosykloner av den foretrukne type j var høyden av beholderen 3,3 m og diameteren 3,, 37 m. Diameteren for de enkelte hydrosykloner var ca.. 7,6 cm. i j-For a hydrocyclone plant according to the present invention containing 85 hydrocyclones of the preferred type j, the height of the container was 3.3 m and the diameter 3.37 m. The diameter of the individual hydrocyclones was approx. 7.6 cm.

jAnlegget ble' anvendt for å separere faststoffpartikler fra sjøvann og antall partikler av det inngående sjøvann og ak- . The facility was used to separate solid particles from seawater and the number of particles of the incoming seawater and water.

septvannet ble bestemt ved hjelp av en "COULTER COUNTER-;TAII". Sjøvannet ble innført med et overtrykk på 2,1 bar ved the septa was determined using a "COULTER COUNTER-;TAII". The seawater was introduced with an overpressure of 2.1 bar

•■hvilket overtrykk de enkelte sykloner hadde en kapasitet på'! 150 l/min, dvs. at totalkapasiteten .for anlegget var ca.| •■which excess pressure the individual cyclones had a capacity of'! 150 l/min, i.e. that the total capacity for the plant was approx

;... i ■ i |12 750 l/min.'Separasjonseffekten for anlegg er vist i den j etterfølgende tabell: ... - v:;... i ■ i |12,750 l/min.'The separation effect for the plant is shown in the following table: ... - v:

f''!!i- i j ! COULTER COUNTER TAII 'i'I i. • i |Væske: Sjøvann'<1>i iSti ed: NUTEC, Ber■ gen -ii i i f''!!i- i j ! COULTER COUNTER TAII 'i'I i. • i |Liquid: Seawater'<1>i iSti ed: NUTEC, Ber■ gen -ii i i

Som det fremgår oppnås det en utmerket separasjon og høy; kapasitet med foreliggende syklonanlegg. As can be seen, an excellent separation is achieved and high; capacity with the existing cyclone system.

! I I ! I I

Claims

II 1 in . Cyclone cleaning plant to free a liquid from solid particles comprising a number of parallel-connected hydrocyclones, characterized by the outer container 2 divided into 3 chambers (9,15,13), the acceptance openings I ' in _(.12 0 ) for the cyclones open into the chamber (9) which is provided with a drain (10) for acceptance liquid, the cyclones-(1) supply openings (5) are arranged in the chamber (15), which via a supply In opening (3) the liquid (4) to be cleaned is supplied and that the cyclones •| -i""" „ i !reject outlet openings (12). opens into the chamber (13) which is connected, with an outlet (141 for the discharge of reject liquid. 2.'Device according to claim 1, characterized in that the container ( 2).. by means of plates (6,11) provided with holes (7) are divided into chambers (9,15,13)_, the upper end of the cyclones being fixed by means of a fastening device (50) to the plate. (6) with the cyclones' (1). acceptance openings (12 0). opening into the chamber (9) and with the cyclones' inlet openings (.51. arranged under the plate (6). and where cyclo- nene (1). is passed through the plate (11). with the cyclones' reject-||' In Jap openings (12). mouthing out into the chamber (13)! under the plate (.jLl) 31 i Cyclone arrangement according to claims 1 or 2, characterized in that the cyclone (1) is provided with a j I centrally arranged body (11Q) which, together with an annular jpipe (20) forms an annular outlet (120) for acceptance liquid i which opens into the chamber (9). ■ i

ii. - ■ '4<:>Device according to claims 1-3, characteristic e| r t-<!>vje d'at the supply openings (5) for the cyclones (1) in this .open into a rotation build-up chamber (40) formed between ; !the inner wall of the cyclone and a guide tube (20). !<!>■i <!>in I