RU219803U1 - Адсорбер с регенерацией сорбента в псевдосжиженном слое - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к очистке промышленных сточных вод от загрязняющих взвешенных и растворенных веществ методом адсорбции и может найти применение в машиностроении, двигателестроении, нефтехимической промышленности. Адсорбер с регенерацией сорбента в псевдосжиженном слое содержит корпус с патрубком ввода, вывода жидкости, каскадную ударно-струйную форсунку. Патрубок ввода исходной жидкости установлен тангенциально корпусу. Внутри корпуса расположен шнек на центральном стержне. В нижней пристеночной части корпуса имеется патрубок отвода шлама. Под патрубком отвода жидкости после ударно-струйной форсунки установлен подвижный барабан с вертикальной осью вращения, заполненный адсорбентом, и под барабаном, диаметрально противоположно патрубку отвода жидкости из корпуса, установлен патрубок подачи компонента десорбции. Техническим результатом является повышение качества очистки. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Полезная модель относится к аппаратам для очистки производственных сточных вод методом сорбции и может найти применение в машиностроении, двигателестроении, отраслях нефтехимического производства.

Известны устройства для очистки сточных вод методом сорбции, например, в кн. «Инженерная защита поверхностных вод от промышленных стоков» Учебное пособие (Д.А. Кривошеин, П.П. Кукин, В.Л. Лапин и др.) М. Высшая школа. 2003. 344 с, рис. 6.7, стр. 152

В этом устройстве аппарат представляет собой цилиндрический корпус, заполненный гранулами адсорбента, сверху орошаемый исходной сточной водой через распределительное устройство. Для замены адсорбента имеются специальные люки.

Известно устройство (полезная модель №169692, бюл. № 10 от 28.03.2017 г.), в котором насыпной адсорбер заполняет цилиндрический корпус между двумя сетками, а исходная вода подается через ударно-струйную форсунку. Имеются патрубки засыпки и выгрузки адсорбента. Данное устройство принято нами за прототип. Недостатки прототипа следующие.

Во-первых, насыпной адсорбер ограничен по определенному времени эксплуатации и может исчерпать свои поглощающие свойства и для восстановления их требуется или полная замена адсорбента, с остановкой процесса очистки, или проводить процесс десорбции в самом аппарате, так же с прекращением процесса очистки. Все эти работы значительно уменьшают производительность процесса.

Во-вторых, отсутствие в прототипе предварительной очистки воды от наиболее крупных частиц загрязняющих веществ вызывает необходимость оборудования дополнительного устройства очистки. При отсутствии первичной грубой очистки адсорбер быстро заиливается и качество очистки снижается.

Для устранения отмеченных недостатков и снижения экономических затрат предложен адсорбер, содержащий корпус с патрубками ввода, вывода жидкости, верхнюю и нижнюю решетки, каскадную ударно-струйную форсунку, в котором патрубок ввода исходной жидкости установлен тангенциально корпусу, внутри корпуса расположен шнек на центральном стрежне, в нижней пристеночной части корпуса имеется патрубок отвода шлама, под патрубком отвода жидкости находится ударно-струйная форсунка, а под ним установлен подвижный барабан с вертикальной осью вращения, заполненный адсорбентом между двумя непровальными сетками, под барабаном, диаметрально противоположно патрубку отвода жидкости установлен патрубок подачи компонента десорбции, при этом шнек выполнен коническим с уменьшением диаметральных размеров витков к нижней части, вращение барабана производится от постороннего источника через вариатор, выполненный в виде клиноременной передачи с двумя шнеками в виде регулируемых конусов, а в ударно-струйной форсунке между конусами имеются дуговые перегородки.

Разработанный адсорбер представлен на фиг. 1, 2, 3, 4, где фиг. 1 - общий вид в разрезе, фиг. 2 - ударно-струйная форсунка, фиг. 3 - поперечное сечение форсунки, фиг. 4 - кинематическая схема вращения барабана через вариатор. Здесь: 1 - корпус, 2 - шнек, 3 - крышка, 4 - центральный стержень, 5 - патрубок подвода исходной воды, 6 - кольцевой отражатель, 7 - днище, 8 - патрубок отвода регенерирующего состава, 9 - наружный кожух барабана, 10 - непровальные сетки, 11 - внутренний кожух барабана, 12 - патрубок подвода регенерирующего состава (горячая вода, пар и др.), 13 - привод (электродвигатель), 14 - вариатор, 15 - вал барабана, 16 - гранулы адсорбента, 17 - ударно-струйная форсунка, 18 - козырек, 19 - патрубок отвода шлама, 20 - корпус форсунки, 21 - орошатели, 22 - перегородки, 23 - шестерни конической передачи, 24 - конические шкивы ведомые, 25 - ползун ведомых шкивов, 26 - конические шкивы ведущие, 27 - клиновой ремень, 28 - ползун ведущих шкивов, 29 - винт, 30 - регулирующая рукоятка.

Устройство представляет собой цилиндрический корпус 1, имеющий крышку 3 и днище 7. В верхней части корпуса 1 расположен тангенциально патрубок подвода исходной воды 5. На верхней крышке 3 расположен центральный стержень 4, на котором находится шнек 2, витки которого совпадают с тангенциальным расположением патрубка 5. Шнек 2 выполнен коническим с уменьшением диаметральных размеров витков к нижней части. Нижнее днище 7 имеет центральное отверстие с форсункой 17 и боковой патрубок отвода шлама 19. На днище 7 расположен кольцевой отражатель 6, препятствующий попаданию пристеночного шлама в зону форсунки 17. Ударно-струйная форсунка 17 состоит из корпуса 20, внутри которого расположены наклонные кольцевые орошатели 21, между которыми имеются дуговые перегородки 22.Под днищем 7 расположен кольцевой барабан, состоящий из наружного 9 и внутреннего 11 кожуха, кольцевое пространство между ними заполнено гранулами адсорбента 16 и ограничено непровальными сетками 10. Верхние кромки барабана имеют козырьки 18.Барабан в центре имеет вал 15, связанный с барабаном спицами (не показаны). Для равномерного и полного орошения очищаемой водной зоны, заполненной гранулами сорбента, между дисками орошателей 21 установлены перегородки 22 имеющие дуговую форму, что позволяет закручиваться истекающей пелене воды. Эти перегородки, кроме того, усиливают прочностные характеристики дисков орошателей 21.

Скорость вращения барабана с насыпными гранулами адсорбента 16 регулируется изменением числа оборотов вала 15. Это зависит от вида и исходной концентрации загрязняющих веществ, и от состава выбранного десорбирующего компонента. Необходимые параметры вращения устанавливаются экспериментально с построением номограмм. Настройка необходимого режима вращения барабана производится вращением винта 29 от регулирующей рукоятки 30. При вращении винта 29 перемещаются связанные с ней ползуны 25 и 28, которые изменяют положение ведущих 26 и ведомых 24 шкивов, что изменяет радиусы вращения клинового ремня 27. Изменяется передаточное отношение,

где r₁ и r₂ - радиусы соответственно ведущего и ведомого шкива.

В соответствии с этим передаточным отношением вращение передается от электродвигателя 13 на вал ведомых шкивов 24 и через шестерни конической передачи 23 на вал барабана 15. После выбора режима и компонента регенерации, для регенерации адсорбента используется патрубок подвода 12, обеспечивающий псевдосжиженное состояние адсорбента16. Псевдосжиженное состояние адсорбента обеспечивает более полную десорбцию гранул от загрязняющих компонентов. После очистки и регенерации, регенерирующий состав (горячая вода, водяной пар или др.) удаляется через патрубок 8, а качественно очищенный адсорбент перемещается в зону очистки.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы, базируясь на исходных значениях загрязняющих веществ, их концентрации, выбирают регенерирующий состав для данного адсорбента и устанавливают необходимое число оборотов барабана. Далее, через патрубок 5 начинают подавать исходную загрязненную воду, и одновременно, включают привод вращения 13.Поступая в корпус 1 за счет тангенциального подвода вода закручивается и попадая в пространство шнека 2 сохраняет свое интенсивное вращение. Крупные и средние частицы загрязнителей отбрасываются за счет сил инерции к стенкам корпуса 1, образуя слой ила. Конструкция шнека 2 с уменьшением диаметра витков к нижней части позволяет слою шлама увеличивать свою толщину и сползать к днищу 7. Далее, шлам удаляется через патрубок 19, а наличие кольцевого отражателя 6 препятствует попаданию его в зону слива воды через ударно-струйную форсунку 17. Наличие центрального стержня 4 вокруг шнека 2, установленного на крышке 3 способствует исключению средних и мелких частиц из центральной зоны, вследствие чего они вовлекаются в поле действия центробежных сил и качество центробежной очистки возрастает. Далее, вода, предварительно очищенная от взвешенных веществ, попадает в зону действия ударно-струйной форсунки 17, равномерно распределяясь между дисками отражателей 21 и закручиваясь на дуговых перегородках 22, поступает в барабан, формируясь в отражателях 18. В барабане, ограниченном наружным 9, внутренним 11 и непровальными сетками 10 вода проходит через слой адсорбента 16, очищается от растворенных загрязняющих веществ и оставшихся мелких взвешенных частиц, выходит из барабана и поступает потребителю. Барабан вращаясь вокруг вала 15, отводит насыщенный загрязнителем сорбент из зоны прохода воды и под форсунку 17 поступают гранулы адсорбента 16. Этот процесс продолжается непрерывно, с расчетной скоростью. Гранулы адсорбента 16 попадает в зону действия регенерации, где через патрубок 12 подается регенерирующий состав, который своим напором образует между непровальными сетками псевдосжиженный слой адсорбента. Образование такого слоя обеспечивает качественную десорбцию и вымывает оставшиеся мелкие взвешенные вещества. Далее, после качественной десорбции, гранулы адсорбента при вращении барабана вновь поступают в зону истекания воды из форсунки 17, а регенерирующий состав удаляется и используется по назначению.

Таким образом, предлагаемое устройство повышает качество очистки при значительном снижении экономических затрат.

Claims (6)

1. Адсорбер с регенерацией сорбента в псевдосжиженном слое, содержащий корпус с патрубком ввода, вывода жидкости, каскадную ударно-струйную форсунку, отличающийся тем, что патрубок ввода исходной жидкости установлен тангенциально корпусу, внутри корпуса расположен шнек на центральном стержне, в нижней пристеночной части корпуса имеется патрубок отвода шлама, а под патрубком отвода жидкости после ударно-струйной форсунки установлен подвижный барабан с вертикальной осью вращения, заполненный адсорбентом, и под барабаном, диаметрально противоположно патрубку отвода жидкости из корпуса, установлен патрубок подачи компонента десорбции.

2. Адсорбер с регенерацией сорбента в псевдосжиженном слое по п.1, отличающийся тем, что шнек выполнен коническим с уменьшением диаметральных размеров витков к нижней части.

3. Адсорбер с регенерацией сорбента в псевдосжиженном слое по п.1, отличающийся тем, что вращение барабана производится от постороннего источника, через вариатор.

4. Адсорбер с регенерацией сорбента в псевдосжиженном слое по п.3, отличающийся тем, что вариатор представляет клиноременную передачу с двумя шкивами в виде регулируемых конусов.

5. Адсорбер с регенерацией сорбента в псевдосжиженном слое по п.1, отличающийся тем, что между конусами ударно-струйной форсунки расположены дуговые перегородки.

6. Адсорбер с регенерацией сорбента в псевдосжиженном слое по п.1, отличающийся тем, что на нижнем днище имеется кольцевой отражатель.