RU2070417C1

RU2070417C1 - Drum-type vacuum filter

Info

Publication number: RU2070417C1
Application number: RU93003822A
Authority: RU
Inventors: Р.Г. Сафин; В.В. Заглядимов; В.А. Лашков; Л.Г. Голубев; Д.А. Садыков; Ю.А. Величко; В.П. Калабин
Original assignee: Научно-технический центр по разработке прогрессивного оборудования
Priority date: 1993-01-26
Filing date: 1993-01-26
Publication date: 1996-12-20

Abstract

FIELD: chemical industry and other industries; deep dewatering of slime of purification works. SUBSTANCE: filter has drum 1 with filtering surface, trough 2 and cover 3 fitted at clearance 4 relative to drum 1. Sediment unloading device is made in form of screw feeder 7 with chamber 9 in housing 8. Heating elements 5 are mounted in clearance 4 and in housing 8. Filter is provided with air purification unit brought in communication with chamber 9 by means of pneumatic pipe 14 on one side and by means of clearance 4 on other side. Crushed sediment is fed from unloading device to pneumatic pipe 14 where it is entrapped by ascending flow of air heated in calorifer 13. Dispersed material is dried in pneumatic pipe 14 to final content of moisture and then it is fed to cyclone 10. EFFECT: enhanced efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам разделения суспензии за счет перепада давления и может найти применение в химической и других отраслях промышленности. Преимущественно данное изобретение предназначено для глубокого обезвоживания шлама очистных сооружений. The invention relates to a device for separating a suspension due to differential pressure and may find application in chemical and other industries. Advantageously, this invention is intended for deep dewatering of sludge from treatment facilities.

Известен нутч-фильтр для разделения суспензии под вакуумом, включающий обечайку с днищем, фильтровальную перегородку, штуцеры для отвода фильтрата и подачи суспензии (см. например, книгу Скобло А.И. Трегубовой И.А. Молоканова Ю. К. Процессы и аппараты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. М. Химия, 1982, с. 347). Known nutsche filter for separating the suspension under vacuum, including a shell with a bottom, a filter baffle, fittings for draining the filtrate and feeding the suspension (see, for example, the book Skoblo A.I. Tregubova I.A. Molokanova Yu.K. Processes and apparatuses for oil refining and the petrochemical industry. M. Chemistry, 1982, p. 347).

Недостатком нутч-фильтра является длительность технологического процесса, глубокого обезвоживания осадка, обусловленная периодичностью действия аппарата. The disadvantage of the nutsche filter is the duration of the process, deep dewatering of the sludge, due to the periodicity of the apparatus.

Известен также ленточный вакуум-фильтр, включающий фильтровальную ткань, приводной и натяжной барабаны, лоток для подачи суспензии, форсунки для фильтрата, вакуум-камеры для фильтрата и промывной жидкости (см. например, книгу Касаткина А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М. Химия, 1971, с. 218). A belt vacuum filter is also known, including filter cloth, drive and tension drums, a tray for feeding the suspension, nozzles for the filtrate, vacuum chambers for the filtrate and washing liquid (see, for example, the book by A. Kasatkin. Basic processes and apparatuses of chemical technology M. Chemistry, 1971, p. 218).

Недостатком известного технического решения является низкая эффективность процесса, которая обусловлена небольшой поверхностью фильтрования и наличием неиспользованных зон на фильтровальной перегородке. A disadvantage of the known technical solution is the low efficiency of the process, which is due to the small surface of the filter and the presence of unused zones on the filter partition.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является барабанный вакуум-фильтр, включающий барабан с приводом, корыто, крышку, распределительную головку системы вакуумирования, нож для удаления осадка и шнек для его выгрузки (см. например, книгу Скобло А.И. Тругубовой И.А. Молоканова Ю.К. Процессы и аппараты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. М. Химия, 1982, с. 351). The closest in technical essence and the achieved result to the invention is a drum vacuum filter, including a drum with a drive, a trough, a cover, a distribution head of a vacuum system, a knife for removing sediment and a screw for unloading it (see, for example, A. Skoblo's book Trugubovoi I.A.

Недостатком известного барабанного вакуум-фильтра является низкая эффективность, обусловленная неглубоким удалением жидкости из осадка. Дальнейшая переработка многих продуктов требует придания им сыпучих свойств. В данном случае это становится возможным при значительном снижении влажности осадка, которое обеспечивается использованием аппаратов сушки. A disadvantage of the known drum vacuum filter is its low efficiency due to the shallow removal of liquid from the sediment. Further processing of many products requires giving them bulk properties. In this case, this becomes possible with a significant decrease in sludge moisture, which is ensured by the use of drying apparatus.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности процесса обезвоживания осадка до низкой конечной влажности. The aim of the present invention is to increase the efficiency of the sludge dewatering process to a low final moisture content.

Поставленная цель достигается тем, что в барабанном вакуум-фильтре, включающем барабан, сообщенный с источником вакуума, привод, корыто и крышку, установленную с зазором к барабану, а также устройство выгрузки, выполненное в виде горизонтального шнека, помещенного в корпус, он снабжен узлом воздухоочистки с пневмотрубой и вентиляционной системой, в зазоре между крышкой и барабаном и на внешней стороне корпуса шнека размещены нагревательные элементы, при этом корпус шнека в верхней его части выполнен с полостью, которая сообщена с узлом воздухоочистки с одной стороны через пневмотрубу, а с другой через зазор. This goal is achieved by the fact that in the drum vacuum filter, including a drum in communication with a vacuum source, a drive, a trough and a cover installed with a gap to the drum, as well as an unloading device made in the form of a horizontal screw placed in the housing, it is equipped with a unit air purification with a pneumatic tube and ventilation system, heating elements are placed in the gap between the cover and the drum and on the outside of the screw housing, while the screw housing in its upper part is made with a cavity that is in communication with the assembly in air cleaning on the one hand through the pneumatic pipe, and on the other through the gap.

Отличительными признаками предлагаемого барабанного вакуум-фильтра являются: снабжение его узлом воздухоочистки с пневмотрубой и вентиляционной системой, размещение нагревательных элементов в зазоре между крышкой и барабаном и на внешней стороне корпуса шнека, выполнение верхней части корпуса шнека с полостью, которая сообщена с узлом воздухоочистки с одной стороны через пневмотрубу, а с другой через зазор. Distinctive features of the proposed drum vacuum filter are: supplying it with an air cleaning unit with a pneumatic pipe and a ventilation system, placing heating elements in the gap between the cover and the drum and on the outside of the auger body, performing the upper part of the auger body with a cavity that communicates with the air cleaning unit with one sides through a pneumatic pipe, and on the other through a gap.

Благодаря этому обеспечивается получение сыпучего осадка с низкой конечной влажностью, готового к дальнейшей переработке. This ensures the production of bulk sediment with low final moisture content, ready for further processing.

Изобретение иллюстрируется чертежами. На фиг.1 изображена принципиальная схема барабанного вакуум-фильтра с системами обеспечения его работы; на фиг. 2 представлены продольный разрез устройства выгрузки осадка. The invention is illustrated by drawings. Figure 1 shows a schematic diagram of a drum vacuum filter with systems for ensuring its operation; in FIG. 2 shows a longitudinal section through a sediment discharge device.

Барабанный вакуум-фильтр состоит из барабана 1 с фильтрующей поверхностью, корыта 2 и крышки 3. Крышка 3 установлена к барабану 1 с зазором 4, в котором размещены нагревательные элементы 5. Барабан 1 имеет нож 6 для снятия осадка и устройство его выгрузки, выполненное в виде шнека 7, размещенного в корпусе 8. The drum vacuum filter consists of a drum 1 with a filtering surface, a trough 2 and a cover 3. A cover 3 is mounted to the drum 1 with a gap 4, in which the heating elements 5 are placed. The drum 1 has a knife 6 for removing sediment and a discharge device made in in the form of a screw 7, placed in the housing 8.

С наружной стороны корпуса 8 также расположены нагревательные элементы, а в верхней части корпуса 8 образована полость 9, которая сообщена с узлом воздухоочистки. On the outside of the housing 8, heating elements are also located, and a cavity 9 is formed in the upper part of the housing 8, which is in communication with the air cleaning unit.

Узел воздухоочистки состоит из циклона 10, рукавного фильтра тонкой очистки 11, системы вентиляции, включающей в себя вентилятор 12, калорифер 13 и воздуховоды, а также пневмотрубы 14. The air cleaning unit consists of a cyclone 10, a bag filter 11, a ventilation system including a fan 12, an air heater 13 and air ducts, as well as pneumatic tubes 14.

Барабан 1 разделен на секции 15, которые через распределительную головку 16 и сборник фильтрата 17 сообщены с источником вакуума 18 (вакуумным насосом). The drum 1 is divided into sections 15, which are connected through a distribution head 16 and a filtrate collector 17 to a vacuum source 18 (vacuum pump).

Полость 9 сообщена с узлом воздухоочистки с одной стороны при помощи пневмотрубы 14, а с другой через зазор 4. The cavity 9 is in communication with the air cleaning unit on the one hand by means of a pneumatic pipe 14, and on the other through the gap 4.

Барабан 1 имеет привод, обеспечивающий его вращение. The drum 1 has a drive that provides its rotation.

Барабанный вакуум-фильтр работает следующим образом. Суспензию заливают в крыто 2, включают привод барабана 1 и вакуумный насос 18. Каждая секция 15 барабана 1 при его вращении погружается в суспензию и при этом сообщается через распределительную головку 16 и сборник фильтрата 17 с источником вакуума 18. Drum vacuum filter operates as follows. The suspension is poured into the indoor 2, include the drive of the drum 1 and the vacuum pump 18. Each section 15 of the drum 1 when it is rotated is immersed in the suspension and is communicated through the distribution head 16 and the filtrate collector 17 with a vacuum source 18.

Фильтрование происходит под действием разности давлений в корыте и во внутренней части секции 15. При повороте секции 15 на фильтрующей поверхности образуется слой осадка, а фильтрат через распределительную головку 16 отводится в сборник фильтрата 17. Когда секция 15 выходит из слоя суспензии осадок осушается потоком нагретого воздуха, который фильтруется через слой продукта. Filtration occurs under the influence of the pressure difference in the trough and in the inner part of section 15. When the section 15 is rotated, a sediment layer forms on the filter surface, and the filtrate is discharged through the distribution head 16 to the filtrate collector 17. When section 15 leaves the suspension layer, the precipitate is dried by a stream of heated air which is filtered through a product layer.

Нагрев воздуха в зазоре 4 осуществляется при его контакте с нагревательными элементами 5. Пары испарившейся жидкости из осадка удаляются из зазора 4 вентилятором 12. The heating of the air in the gap 4 is carried out upon its contact with the heating elements 5. Vapors of the evaporated liquid from the precipitate are removed from the gap 4 by the fan 12.

По мере перемещения секции осадок обезвоживается, срезается ножом 6 и поступает в устройство выгрузки в виде комков. В устройстве выгрузки комки измельчаются шнеком 7 и подсушиваются до сыпучего состояния за счет комбинированного подвода тепла (кондуктивного и конвективного). Пары влаги с воздушным потоком удаляются из устройства выгрузки через полость 9 в зазор 4 между крышкой 3 и барабаном 1; паровоздушная смесь, поступающая из полости 9, насыщается также парами испарившейся влаги в зоне фильтрации и удаляется в циклон 10 узла воздухоочистки. As the section moves, the sediment is dehydrated, cut with a knife 6 and enters the discharge device in the form of lumps. In the unloading device, the lumps are crushed by the screw 7 and dried to a free-flowing state due to the combined heat supply (conductive and convective). Moisture vapor with an air stream is removed from the discharge device through the cavity 9 into the gap 4 between the cover 3 and the drum 1; the air-vapor mixture coming from the cavity 9 is also saturated with vapor of evaporated moisture in the filtration zone and is removed into the cyclone 10 of the air treatment unit.

Измельченный осадок из устройства выгрузки подают в пневмотрубу 14, в которой последний подхватывается восходящим потоком воздуха, нагретым в калорифере 13. В пневмотрубе 14 дисперсный материал сушится до конечной влажности и поступает в циклон 10. The crushed sediment from the discharge device is fed into a pneumatic pipe 14, in which the latter is picked up by an upward flow of air heated in the air heater 13. In the pneumatic pipe 14, the dispersed material is dried to a final moisture content and enters the cyclone 10.

В циклоне 10 объединенный поток, поступающий из пневмотрубы 14 и зазора 4, за счет центробежных сил разделяется на твердую и воздушную фазы. Наиболее легкая фракция твердой фазы отделяется от воздушного потока в рукавном фильтре тонкой очистки 11. Твердую фазу из циклона 10 и фильтра 11 в дальнейшем используют по назначению без обработки (сушки и измельчения). In the cyclone 10, the combined flow coming from the pneumatic tube 14 and the gap 4, due to centrifugal forces, is divided into solid and air phases. The lightest fraction of the solid phase is separated from the air flow in the bag filter 11. Fine solids from the cyclone 10 and filter 11 are subsequently used for its intended purpose without processing (drying and grinding).

Эксперименты по выявлению работоспособности установки были проведены на шламе очистных сооружений Зеленодольского производственного объединения "Завод имени Серго" по следующей методике. Experiments to identify the operation of the installation were carried out on the sludge of treatment facilities of the Zelenodolsk production association "Plant named after Sergo" according to the following procedure.

Штамм с начальным влагосодержанием более 1000% подают на фильтрующую поверхность и включают вакуумный насос. Вода фильтровалась под действием разности давлений через слой осадка, после чего его влагосодержание составило 200% Над осадком помещают нагревательный элемент с температурой поверхности 250-300^oC. В процессе фильтрования, радиационного нагрева и конвективного обдува в течение 5 мин (время одного полного оборота барабанного вакуум-фильтра) влагосодержание продукта снизилось до 58-60%
После фильтрации осадок помещают в обогреваемый шнек с температурой поверхности 150-200^oC. При транспортировке осадка в шнек подавали горячий воздух, нагретый до 95^oC. На выходе из шнека влагосодержание материала составило 18-20%
Дальнейшая обработка дисперсного материала в условиях пневмотранспорта с температурой сушильного агента 95^oС обеспечила влагосодержание твердой фазы 5-8%
Влагосодержание определялось методом досушки до постоянной массы навески продукта 2-5 г, отобранной в конце каждой стадии, в сушильном шкафу при температуре 100±5^oC в течение 1,0-1,5 часов.The strain with an initial moisture content of more than 1000% is served on the filter surface and include a vacuum pump. The water was filtered under the influence of the pressure difference through the sediment layer, after which its moisture content was 200%. A heating element with a surface temperature of 250-300 ^o C was placed over the precipitate. During filtration, radiation heating and convective blowing for 5 minutes (time of one full revolution of the drum vacuum filter) the moisture content of the product decreased to 58-60%
After filtration, the precipitate is placed in a heated auger with a surface temperature of 150-200 ^o C. When transporting the sediment, hot air heated to 95 ^o C was fed into the auger. At the outlet of the auger, the moisture content of the material was 18-20%
Further processing of the dispersed material in the conditions of pneumatic transport with a temperature of the drying agent of 95 ^o C provided a moisture content of the solid phase of 5-8%
The moisture content was determined by drying to a constant weight of a sample of 2-5 g, selected at the end of each stage, in an oven at a temperature of 100 ± 5 ^o C for 1.0-1.5 hours.

Таким образом, предлагаемый барабанный вакуум-фильтр по сравнению с прототипом позволяет повысить эффективность процесса обезвоживания осадка до низкой конечной влажности за счет совокупности процессов фильтрации под вакуумом и термообработки в различных ее вариантах. Thus, the proposed drum vacuum filter in comparison with the prototype allows to increase the efficiency of the sludge dewatering process to low final humidity due to the combination of filtration under vacuum and heat treatment in its various variants.

Claims

A vacuum drum filter including a drum in communication with a vacuum source, a drive, a trough and a lid mounted with a gap to the drum, an unloading device made in the form of a horizontal screw placed in a housing, characterized in that it is equipped with an air cleaning unit with a pneumatic tube and a ventilation system, in the gap between the lid and the drum and on the outside of the screw housing there are heating elements, while the screw housing in its upper part is made with a cavity that communicates with the air cleaning unit on one side s through a pneumatic pipe, and on the other through a gap.