RU2147455C1

RU2147455C1 - Slurry settling and dehydrating tank

Info

Publication number: RU2147455C1
Application number: RU97121042/12A
Authority: RU
Inventors: Ю.М. Глебов; А.Л. Ривлин; Е.С. Жуков; Л.А. Алексеев; Ю.А. Митюков
Original assignee: Аоот "Автоваз"; ОАО "Институт Гипроникель"; АОЗТ "НПО "Петрохим-технология"
Priority date: 1997-12-03
Filing date: 1997-12-03
Publication date: 2000-04-20

Abstract

FIELD: equipment for separating suspensions containing solid phase inclined to aggregation. SUBSTANCE: tank has casing with wedge-shaped section, suspension charging unit and clarified liquid discharge unit, with units being positioned at ends of casing. Sediment discharging auger is positioned in lower part of casing. Tank has two inclined partition walls dividing it into three wedge-shaped zones. Partition walls are provided with openings made in their upper parts. Inclination angle of casing side walls with respect to vertical plane does not exceed 30 deg. EFFECT: increased efficiency by complete settling of solid phase and simplified construction. 3 dwg

Description

Изобретение относится к аппаратурному оформлению химических процессов, а именно к устройствам для разделения суспензий, твердая фаза которых склонна к агрегированию. The invention relates to the instrumentation of chemical processes, and in particular to devices for separating suspensions, the solid phase of which is prone to aggregation.

Известно экстракционное устройство для обезвоживания шлама мокрых фильтров, содержащее емкость для отстаивания шлама, узел для вывода и дополнительного обезвоживания шлама, выполненный в виде вертикального шнека, заключенного в кожух, перфорированный в верхней части, причем вал шнека в зоне перфорированного кожуха снабжен двумя расположенными на расстоянии одна от другой коническими втулками, обращенными малым основанием вниз. Known extraction device for dewatering sludge wet filters, containing a tank for sedimentation of sludge, a node for output and additional dewatering of sludge, made in the form of a vertical screw enclosed in a casing, perforated in the upper part, and the shaft of the screw in the area of the perforated casing is equipped with two located at a distance one from the other with conical bushings facing the small base down.

Недостатками этого экстракционного устройства является открытая конструкция нижнего основного шнека устройства, приводящая к неэффективному осевому перемещению шлама, взмучиванию и распульпованию части осадка, что в свою очередь сказывается на качестве осветления жидкости [А.с. СССР N 1057067]. The disadvantages of this extraction device is the open design of the lower main screw of the device, which leads to inefficient axial movement of the sludge, agitation and pulping of part of the sediment, which in turn affects the quality of the clarification of the liquid [A. USSR N 1057067].

Наиболее близкими по технической сущности является отстойник для осаждения и обезвоживания шламов [Патент СССР N 18475]. The closest in technical essence is a sump for sedimentation and dewatering of sludge [USSR Patent N 18475].

Отстойник представляет собой продолговатый корпус, имеющий верхнюю часть в виде параллелепипеда и нижнюю коническую часть. В верхней части расположены модули пластин, наклоненных под тем же углом, что и стенки корпуса. На поверхности пластин происходит осаждение твердых частиц, которые под действием силы тяжести сползают к разгрузочному устройству в виде шнека, расположенному в конической части корпуса. Модули пластин разделены попарно не доходящей до дна сборника перегородкой, снабженной переливным отверстием для перетекания жидкости из одной зоны в другую, примыкающим к торцевой стенке в стороне, противоположной узлу ввода осветляемой жидкости. Перегородка имеет тот же угол наклона, что и пластины, и служит для изменения направления движения жидкости на противоположное. Узлы ввода исходной суспензии и вывода осветленной жидкости находятся на торцевой стенке отстойника. Переливное отверстие в перегородке снабжено желобом для перетока жидкости из зоны в зону. The sump is an elongated housing having an upper part in the form of a parallelepiped and a lower conical part. In the upper part there are modules of plates inclined at the same angle as the walls of the housing. On the surface of the plates, solid particles are deposited, which, under the action of gravity, slide to the unloading device in the form of a screw located in the conical part of the body. The plate modules are separated in pairs by a partition that does not reach the bottom of the collector and is equipped with an overflow hole for fluid to flow from one zone to another adjacent to the end wall in the direction opposite to the clarified fluid input unit. The partition has the same angle of inclination as the plates, and serves to reverse the direction of fluid movement. The input nodes of the initial suspension and the withdrawal of clarified liquid are located on the end wall of the sump. The overflow hole in the partition is equipped with a groove for the flow of fluid from zone to zone.

Приведенная выше конструкция отстойника предназначена для выделения из жидких сред небольшого количества механических примесей, а при работе со шламами, имеющими более высокое содержание твердой фазы, склонной к агрегированию, эффективность очистки будет невысокой из-за налипания шлама на пластинах и забивания модуля. Расположение шнека в зоне осаждения ведет к взмучиванию осадка и снижению эффективности очистки. Кроме того, предложенный отстойник, включающий модули наклонных пластин, и корпус, состоящий из двух частей, сложен по своей конструкции. The above design of the sump is designed to isolate a small amount of mechanical impurities from liquid media, and when working with sludges having a higher solids content, prone to aggregation, the cleaning efficiency will be low due to sticking of the sludge on the plates and clogging of the module. The location of the auger in the deposition zone leads to agitation of the sediment and a decrease in cleaning efficiency. In addition, the proposed sump, including modules of inclined plates, and a housing consisting of two parts, is complex in its design.

Целью изобретения является повышение эффективности работы отстойника при осаждении мелкодисперсных, склонных к агрегированию шламов, упрощение устройства. The aim of the invention is to increase the efficiency of the sump during the deposition of fine, prone to aggregation of sludge, the simplification of the device.

Поставленная цель достигается тем, что в отстойнике, содержащем клиновидный в сечении корпус, на противоположных торцевых стенках которого установлены узлы ввода исходной суспензии и вывода осветленной жидкости, шнек для вывода осадка, расположенный в нижней части корпуса, согласно изобретению отстойник снабжен двумя наклонными перегородками, разделяющими его на три клиновидные зоны и выполненными с отверстиями в верхней части в виде открытых сверху окон, причем отверстия выполнены у торцов, противоположных вводу шлама в зоны, а угол наклона боковых сторон корпуса к вертикали составляет не более 30^o.This goal is achieved by the fact that in the sump containing a wedge-shaped cross-section of the casing, on the opposite end walls of which are installed the input nodes of the initial suspension and the withdrawal of clarified liquid, the screw for withdrawing sludge located in the lower part of the casing, according to the invention, the sump is equipped with two inclined partitions separating it into three wedge-shaped zones and made with holes in the upper part in the form of windows open at the top, and the holes are made at the ends opposite to the input of the sludge into the zones, and the angle n the inclination of the sides of the housing to the vertical is not more than 30 ^o .

Разделение пространства отстойника двумя наклонными перегородками на три клиновидные зоны с большим углом наклона боковых сторон и перегородок способствует меньшему налипанию и сползанию мелко дисперсных, склонных к агрегированию шламов к разгрузочному устройству. В предложенном устройстве наклонные перегородки играют как роль поверхности, на которой происходит осаждение (одновременно с боковыми сторонами корпуса), так и устройства, меняющего направление движения жидкости. Таким образом, отпадает необходимость установки модулей наклонных полок и наличия корпуса, состоящего из двух частей, что упрощает конструкцию отстойника и его эксплуатацию. Наличие двух перегородок, снабженных отверстиями в верхней части, противоположной точке ввода жидкости в зону, отделенную перегородкой, обеспечивает увеличение траектории движения только верхнего слоя жидкости и придает потоку однонаправленный ламинарный характер течения. Выполнение отверстий в виде прямоугольных окон, открытых сверху, обеспечивает плавный поворот потока верхнего слоя жидкости в отсутствии взмучивания слоя осаждающейся твердой фазы. Разгрузочное устройство в виде шнека, соединенного через щелевидное отверстие с корпусом отстойника, не взмучивает осадка, т.к. находится вне зоны осаждения, кроме того, отпадает необходимость в наличии нижней конической части, что упрощает конструкцию отстойника. Экспериментально установлено, что угол наклона поверхностей, на которых происходит осаждение шлама, не более 30^o обеспечивает образование слоя шлама толщиной примерно 1 см и дальнейшее его равномерное стекание под действием силы тяжести без использования встряхивающих устройств, что исключает взмучивание осадка и повышает эффективность разделения. В совокупности указанное приводит к повышению эффективности осаждения шламов, упрощению конструкции устройства и его эксплуатации.The separation of the settler space by two inclined partitions into three wedge-shaped zones with a large angle of inclination of the sides and partitions contributes to less sticking and sliding of finely dispersed, prone to aggregation of sludge to the discharge device. In the proposed device, inclined partitions play both the role of the surface on which the deposition occurs (simultaneously with the sides of the housing), and the device that changes the direction of fluid movement. Thus, there is no need to install modules of inclined shelves and the presence of a housing consisting of two parts, which simplifies the design of the sump and its operation. The presence of two partitions equipped with holes in the upper part, opposite the point of liquid entry into the area separated by the partition, provides an increase in the trajectory of movement of only the upper liquid layer and gives the flow a unidirectional laminar flow pattern. The implementation of the holes in the form of rectangular windows, open from above, provides a smooth rotation of the flow of the upper liquid layer in the absence of agitation of the deposited solid phase layer. The unloading device in the form of a screw connected through a slit-like hole to the sump body does not stir up sediment, because located outside the deposition zone, in addition, there is no need for a lower conical part, which simplifies the design of the sump. It was experimentally established that the angle of inclination of the surfaces on which the sludge is deposited, not more than 30 ^o ensures the formation of a layer of sludge with a thickness of about 1 cm and its further uniform drainage under the action of gravity without the use of shaking devices, which eliminates agitation of the sediment and increases the separation efficiency. Together, this leads to an increase in the efficiency of sedimentation of sludge, simplifying the design of the device and its operation.

На фиг. 1 изображен отстойник, общий вид. На фиг. 2 изображен отстойник, вид Г-Г. На фиг. 3 - отстойник, вид сверху. In FIG. 1 shows a sump, a general view. In FIG. 2 depicts a sump, view GG. In FIG. 3 - sump, top view.

Отстойник для осаждения и обезвоживания шламов состоит из клиновидного в сечении корпуса 1, имеющего угол наклона боковых сторон не более 30^o от вертикальной оси аппарата, усеченного с торцевой стороны, прилегающей к приводу 2 шнека 3, расположенного над разгрузочным устройством 4 и соединенного с цилиндрическим пространством 5 разгрузочного устройства через щелевидное отверстие 11. Корпус содержит две перегородки 6, установленные под углом, промежуточным между углом наклона боковых сторон корпуса и вертикальной осью аппарата, и имеющие отверстия 7, выполненные в виде прямоугольных окон, открытых сверху. Часть пространства, образуемого боковой стороной отстойника и одной из перегородок, отделена успокоительной пластиной 8. Между боковой стороной корпуса и другой перегородкой в диагонально противоположной от разделительной пластины стороне корпуса отстойника установлен переливной порог 9 с регулируемой высотой отбора жидкости. На выпускном конце двухзаходного шнекового разгрузочного устройства установлен рыхлитель 10. Узлы ввода исходной суспензии и вывода осветленной жидкости 12 и 13 находятся на противоположных торцевых стенках отстойника, причем отверстие в первой перегородке установлено в стороне, противоположной узлу ввода исходной суспензии, а во второй перегородке - в стороне, противоположной расположению первого отверстия.The sludge sedimentation tank for sedimentation and dewatering consists of a wedge-shaped cross-section of the housing 1 having an angle of inclination of the sides of not more than 30 ^o from the vertical axis of the apparatus, truncated from the front side adjacent to the drive 2 of the screw 3 located above the discharge device 4 and connected to the cylindrical space 5 of the unloading device through the slit-like opening 11. The housing comprises two partitions 6 mounted at an angle intermediate between the angle of inclination of the sides of the housing and the vertical axis of the apparatus, and having ERSTU 7, made in the form of rectangular windows open top. A part of the space formed by the side of the sump and one of the partitions is separated by a soothing plate 8. Between the side of the casing and the other partition in the diagonal side of the body of the sump, there is an overflow threshold 9 with an adjustable height of fluid withdrawal. A ripper 10 is installed at the outlet end of the twin-screw auger unloader. The input slots for inputting the initial suspension and the output of clarified liquids 12 and 13 are located on the opposite end walls of the sump, and the hole in the first partition is installed on the side opposite to the input unit of the initial suspension, and in the second partition, in side opposite to the location of the first hole.

Отстойник работает следующим образом. The sump works as follows.

Исходная суспензия подается в рабочую зону отстойника, образованную стенками корпуса 1, перегородкой 6 и успокоительной пластиной 8. Через отверстия в успокоительной пластине 8 суспензия поступает в канал, образованный наружной боковой стороной корпуса 1 и перегородкой 6, где приобретает однонаправленный ламинарный характер течения, способствующий эффективному осаждению твердой фазы. На стенках корпуса 1 и перегородках 6, имеющих угол наклона не более 30^o от вертикальной оси аппарата, обеспечивается в контакте с жидкой фазой образование слоя шлама до 1 мм и дальнейшее равномерное стекание его под действием силы тяжести без использования встряхивающих и вибрационных устройств. Далее через отверстие 7 в верхней части перегородки, в месте примыкания к торцевой стороне аппарата, верхний слой осветленной жидкости, совершая поворот, направляется во второй канал, образованный двумя перегородками 6, и далее через следующее отверстие в третий канал. Вывод осветленной жидкости осуществляется через переливной порог 9 с регулируемой высотой перелива, расположенный у торцевой стенки аппарата на выходе из третьего канала. При вращении шнекового разгрузочного устройства 3 осадок перемещается к выпускному торцу и дополнительно уплотняется. Установленный на выходном конце вала шнекового устройства 3 рыхлитель 10 обеспечивает разрушение спрессованного шлама и его эффективную выгрузку из аппарата.The initial suspension is fed into the working zone of the sump formed by the walls of the housing 1, the partition 6 and the soothing plate 8. Through the holes in the soothing plate 8, the suspension enters the channel formed by the outer side of the housing 1 and the partition 6, where it acquires a unidirectional laminar flow pattern, which contributes to an effective precipitation of a solid phase. On the walls of the housing 1 and partitions 6, having an inclination angle of not more than 30 ^o from the vertical axis of the apparatus, in contact with the liquid phase, the formation of a layer of sludge up to 1 mm is ensured and its further uniform drainage by gravity without the use of shaking and vibration devices. Then, through the hole 7 in the upper part of the partition, at the junction with the end side of the apparatus, the upper layer of clarified liquid, turning, is sent to the second channel formed by two partitions 6, and then through the next hole to the third channel. The clarified liquid is withdrawn through an overflow threshold 9 with an adjustable overflow height located at the end wall of the apparatus at the outlet of the third channel. When the screw discharge device 3 is rotated, the sediment moves to the outlet end and is further compacted. A ripper 10 mounted on the output end of the shaft of the screw device 3 ensures the destruction of the compressed sludge and its effective discharge from the apparatus.

Предложенный отстойник по сравнению с прототипом обеспечивает более полное осаждение твердой фазы, более прост по конструкции и в эксплуатации и более надежен в работе, так как не содержит в конструкции подвижных механических запорных элементов. The proposed settler in comparison with the prototype provides a more complete deposition of the solid phase, is simpler in design and in operation, and more reliable in operation, since it does not contain movable mechanical locking elements in the design.

Источники информации:
1. Авторское свидетельство СССР N 1057067, B 01 D 21/24, 1983.Sources of information:
1. USSR author's certificate N 1057067, B 01 D 21/24, 1983.

2. Патент СССР N 18475, B 01 D 21/24, 1930. 2. USSR patent N 18475, B 01 D 21/24, 1930.

Claims

A sump for sedimentation and dewatering of sludge, including a cuneiform casing in cross section, on the opposite end walls of which there are installed nodes for introducing the initial suspension and withdrawing clarified liquid, a screw for withdrawing sludge located in the lower part of the casing, characterized in that the sump is equipped with two inclined partitions separating it into three wedge-shaped zones and made with holes in the upper part in the form of windows open at the top, and the holes are made at the ends opposite to the input of sludge into the zones, and the angle of inclination on the sides of the housing to the vertical no more than 30 ^o .