PL241156B1

PL241156B1 - Settling tank, in particular radial

Info

Publication number: PL241156B1
Application number: PL429696A
Authority: PL
Inventors: Piotr Synowiec; Janusz Wójcik
Original assignee: Politechnika Slaska Im Wincent
Priority date: 2019-04-19
Filing date: 2019-04-19
Publication date: 2022-08-08
Also published as: PL429696A1

Abstract

Osadnik zwłaszcza radialny, który stanowi zbiornik w kształcie pionowego walca z dnem stożkowym, zawierający komorę wyposażoną w rurę centralną, z przelewem usytuowanym na górnej krawędzi komory i wylotem na dole dna stożkowego, charakteryzuje się tym, że we wnętrzu komory (1), usytuowana jest poziomo pojedyncza pierścieniowa przegroda (4) zlokalizowana powyżej wylotu rury centralnej (2).The settling tank, especially radial, which is a vertical cylinder-shaped tank with a conical bottom, containing a chamber equipped with a central pipe, with an overflow located on the upper edge of the chamber and an outlet at the bottom of the conical bottom, is characterized by the fact that inside the chamber (1) there is horizontally a single annular partition (4) located above the outlet of the central tube (2).

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest osadnik zwłaszcza radialny, pracujący sposobem ciągłym mający zastosowanie w przemyśle chemicznym i przemysłach pokrewnych do rozdziału lub zagęszczania zawiesin (układ ciało stałe-ciecz) wykorzystując różnicę gęstości pomiędzy ciałem stałym i cieczą w polu sił grawitacji.The subject of the invention is a radial settling tank, operating in a continuous manner, applicable in the chemical industry and related industries for the separation or thickening of suspensions (solid-liquid system) using the density difference between the solid and liquid in the field of gravity.

Znany ze stanu techniki jest osadnik (rysunek poniżej), zbudowany korzystnie z cylindrycznej komory osadczej połączonej z przelewem umieszczonym na jej górnej krawędzi, króćca wylotowego znajdującego się na dole urządzenia w dnie stożkowym oraz centralnie umieszczonej rury dolotowej, której wlot do osadnika znajduje się korzystnie poniżej strefy klarowania.Known from the prior art is a settling tank (figure below), preferably built of a cylindrical settling chamber connected to an overflow located on its upper edge, an outlet stub at the bottom of the device in the conical bottom and a centrally located inlet pipe, the inlet of which to the settling tank is preferably located below clarification zones.

Zasada działania osadnika polega na wprowadzaniu rzadkiej zawiesiny najczęściej od góry osadnika rurą centralną, dolotową zaś zagęszczoną zawiesinę (osad) odbiera się króćcem dolnym wbudowanym w dno osadnika. Klarowna ciecz wyprowadzana jest przelewem zlokalizowanym w górnej części płaszcza osadnika.The principle of operation of the settling tank is based on introducing the thin suspension, most often from the top of the settling tank, through the central pipe, while the inlet pipe, while the concentrated suspension (sediment) is collected with the lower connector built into the bottom of the settling tank. The clear liquid is discharged through the overflow located in the upper part of the settling tank shell.

Dotychczas znane jest zjawisko powstawania zaburzeń wlotowych w osadnikach zwłaszcza radialnych przedstawione w pracy Machej K., Fieg J., Wójcik J., Badania wstępne nad hydrauliką zaburzeń wlotowych w osadnikach radialnych, Inż. Chem. Proc. 2, 4, 815-824, (1981).So far, the phenomenon of the formation of inlet disturbances in settling tanks, especially radial ones, is known, presented in the work of Machej K., Fieg J., Wójcik J., Initial research on the hydraulics of inlet disturbances in radial settling tanks, Inż. Chem. Proc. 2, 4, 815-824, (1981).

W zależności od prędkości cieczy na wlocie, jej lepkości i parametrów geometrycznych osadnika takich jak średnica, wysokość, średnica rury centralnej, jej głębokość zanurzenia, wysokość położenia ewentualnej tarczy odbijającej, kąt pochylenia stożka dna aparatu uzyskuje się różne profile tych zab urzeń przedstawione na rysunku stanowiącym stan techniki w osadnikach radialnych: A) bez tarczy odbijającej; B) z tarczą odbijającą. Zaburzenia takie powodują niestabilną pracę odstojnika i prowadzą do przebicia cieczy przelewowej, która nie powinna zawierać ciała stałego.Depending on the velocity of the liquid at the inlet, its viscosity and the geometrical parameters of the sedimentation tank, such as diameter, height, diameter of the central pipe, its immersion depth, the height of the position of a possible reflecting disc, the angle of inclination of the cone of the bottom of the apparatus, various profiles of these elements are obtained, as shown in the figure representing state of the art in radial settling tanks: A) without a reflecting disc; B) with a bouncing shield. Such disturbances cause unstable operation of the clarifier and lead to breakthrough of the overflow liquid, which should not contain a solid.

Stwierdzono nieoczekiwanie podczas prowadzonych prac modernizacyjnych, że wbudowanie płaskiej przegrody ogranicza unos kryształów do przelewu odstojnika.It was unexpectedly found during the modernization works that the incorporation of a flat partition limits the float of the crystals to the overflow of the decanter.

Celem wynalazku jest poprawa skuteczności działania osadnika poprzez zmniejszenie unosu ziaren ciała stałego do przelewu.The object of the invention is to improve the efficiency of the settling tank by reducing the drift of solid grains to the overflow.

Cel ten osiągnięto poprzez zabudowę płaskiej przegrody we wnętrzu osadnika powyżej wylotu rury centralnej.This goal was achieved by building a flat partition inside the settling tank above the outlet of the central pipe.

Osadnik zwłaszcza radialny, który stanowi zbiornik w kształcie pionowego walca z dnem stożkowym, zawierający komorę wyposażoną w rurę centralną, z przelewem usytuowanym na górnej krawędzi komory i wylotem na dole dna stożkowego, charakteryzuje tym, że we wnętrzu komory, usytuowana jest poziomo pojedyncza pierścieniowa przegroda zlokalizowana powyżej wylotu rury centralnej.The settling tank, especially radial, which is a vertical cylinder-shaped tank with a conical bottom, containing a chamber equipped with a central pipe, with an overflow located on the upper edge of the chamber and an outlet at the bottom of the conical bottom, characterized by the fact that a single annular partition is horizontally located inside the chamber located above the outlet of the central pipe.

Korzystnie osadnik według wynalazku ma przegrodę w kształcie ściętego stożka lub ostrosłupa lub czaszy lub jest płaska.Preferably, the settling tank according to the invention has a partition in the shape of a truncated cone or a pyramid or a bowl, or is flat.

Korzystnie osadnik według wynalazku ma przegrodę, której wewnętrzna średnica jest większa od zewnętrznej średnicy rury centralnej, zaś średnica zewnętrzna przegrody jest mniejsza od wewnętrznej średnicy osadnika.Preferably, the settler according to the invention has a baffle whose inner diameter is greater than the outer diameter of the central pipe, and the outer diameter of the baffle is smaller than the inner diameter of the settler.

Korzystnie osadnik według wynalazku charakteryzuje się tym, że szerokość szczeliny pomiędzy rurą centralną, a przegrodą oraz przegrodą i komorą osadnika zależy od różnicy gęstości pomiędzy ciałem stałym a cieczą oraz wlotowym stężeniem masowym i składem ziarnowym zawiesiny.Preferably, the settling tank according to the invention is characterized in that the width of the gap between the central pipe and the partition and the partition and the settling chamber depends on the difference in density between the solid and the liquid and the inlet mass concentration and the grain composition of the suspension.

Wbudowanie przegrody do osadnika zmienia profil przepływu zawiesiny ku górze osadnika hamując zaburzenia wlotowe i unos ciała stałego wraz z cieczą w kierunku przelewu.The incorporation of a partition into the settling tank changes the slurry flow profile towards the top of the settling tank, inhibiting inlet disturbances and rising solids together with the liquid towards the overflow.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest znaczne ograniczenie unosu ziaren ciała stałego do przelewu w stosunku do obecnie znanych i stosowanych w praktyce rozwiązań osadników. Eliminuje to straty produktu w trakcie realizacji technologii co skutkuje zwiększoną wydajnością produkcji oraz czystszą cieczą przelewową.The advantage of the solution according to the invention is a significant reduction in the draft of solid grains to the overflow in relation to the currently known and practically used solutions of settling tanks. This eliminates product losses during the implementation of the technology, which results in increased production efficiency and a cleaner overflow liquid.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest uwidoczniony na rysunku, który Fig. 1 przedstawia osadnik znany ze stanu techniki z zaburzeniami wlotowymi A osadnik bez tarczy odbijającej, B osadnik z tarczą odbijającą, a Fig. 2 przedstawia przykładowe zabudowanie przegrody w osadniku.The subject of the invention in an exemplary embodiment is shown in the drawing, which Fig. 1 shows a settler known from the state of the art with disturbances in inlet, A settling tank without a reflecting disc, B a settling tank with a reflecting disc, and Fig. 2 shows an example of a partition in the settling tank.

W opisanym osadniku zabudowano płaską przegrodę pierścieniową (4) powyżej wylotu z rury centralnej (2). Odległość od wylotu z rury centralnej (2) wynosiła 1/3 jej całkowitej długości liczonej we wnętrzu osadnika, (4). Sumaryczna powierzchnia szczeliny pomiędzy przegrodą (4) i ścianą komory osadczej (1) oraz rurą centralną (2), a przegrodą (4) uniemożliwiają przejście wirów wlotowych do strefy klarowania wynosiła 40% całkowitej powierzchni pomiędzy rurą centralną (2), a ścianą komory osadczej (1). Skutek działania przegrody opisano poniżej.In the described settling tank, a flat annular baffle (4) was installed above the outlet from the central pipe (2). The distance from the outlet from the central pipe (2) was 1/3 of its total length calculated inside the settling tank, (4). The total area of the gap between the partition (4) and the wall of the settling chamber (1) and the central pipe (2), and the partition (4) prevent the inlet vortices from entering the clarification zone, was 40% of the total area between the central pipe (2) and the wall of the settling chamber (1). The effect of the partition is described below.

PL241 156 BIPL241 156 BI

Do osadnika wprowadzono rurą centralną (2) monodyspersyjną zawiesinę krystalicznego siarczanu amonu o stężeniu masowym równym 20%. Udział kryształów w cieczy przelewowej (w przelewie < 3 )) w osadniku z zabudowaną płaska przegrodą pierścieniową (4) wynosił ok 0,3%, gdzie w osadniku bez wbudowanej przegrody udział kryształów w cieczy przelewowej wynosił ok. 1,5%. Założone stężenie zagęszczonej zawiesiny winno wy nosić 50% mas w króćcu wylotowym osadnika (5).A monodisperse suspension of crystalline ammonium sulphate with a mass concentration of 20% was introduced through the central pipe (2) into the settling tank. The share of crystals in the overflow liquid (in the overflow <3)) in the settling tank with a built-in flat annular partition (4) was approx. 0.3%, while in the settling tank without a built-in partition, the proportion of crystals in the overflow liquid was approx. 1.5%. The assumed concentration of the concentrated suspension should be 50% by mass in the outlet stub of the settling tank (5).

Claims

A settling tank, especially radial, which is a vertical cylinder-shaped tank with a conical bottom, containing a chamber equipped with a central pipe, with an overflow located on the upper edge of the chamber and an outlet at the bottom of the conical bottom, characterized in that inside the chamber (1), there is a horizontally single annular partition (4) located above the outlet of the central tube (2).

2. Settler according to claim A device according to claim 1, characterized in that the partition (4) has the shape of a truncated cone or a pyramid or a bowl or is flat.

3. Settler according to claim The method of claim 1, characterized in that the baffle (4) has an inner diameter greater than the outer diameter of the central pipe, and the outer diameter of the baffle is smaller than the inner diameter of the settling tank.

4. A settler according to claim The method of claim 1, characterized in that the width of the gap between the central pipe (2) and the baffle (4) and the baffle (4) and the settling chamber (1) depends on the density difference between the solid and the liquid and the inlet mass concentration and the grain composition of the suspension.