CZ2000178A3 - Způsob pro míšení prášku s kapalinou a pro reakci prášku s kapalinou a zařízení k jeho provádění - Google Patents

Abstract

Při míšení prášku s kapalinou se kapalina formuje do stékajícího filmu aprášek se rozptyluje a usměrňuje do stékajícího filmu kapaliny tak, že prášek naráží na film kapaliny amísí se s ním Zařízení (10) k provádění tohoto způsobuobsahuje mísicí komoru (28), přívodní ústrojí (48) pro vstup kapaliny v homí části mísicí komory (28) pro usměrňování kapaliny na homí část podpěrné plochy (31) v mísicí komoře (28). Přívodní ústrojí (48) pro kapalinu a podpěrná plocha (31)jsou upraveny tak, že kapalina stéká při provozu dolů s adhezí k povrchové ploše, aústrojí(13,25) pro zavádění prášku do mísicí komoty (28)je umístěno v poloze vzdálené od přívodu proudu kapaliny pro rozptylování prášku uvnitř mísicí komory (28) a pro usměrňování prášku směremk povrchové ploše (31), takže prášek naráží při provozu na kaplinu stékající dolů amísíse sní.

Description

Způsob -a—g-ai-i nám pro míšení prásku s kapalinou a pro reakci prášku s kapalinou

Oblast techniky

Vynález se týká míšení prásku s kapalinou, zejména pro umožnění míšení tuhého reakčního činidla s kapalným reakčním činidlem a zajištění vzájemné reakce činidel.

Dosavadní stav techniky

Jsou již známy různé způsoby míšení tuhých látek a kapalin. Většina z nich vyžaduje promíchávání složek směsi v rotačním mixeru, kombinované s mícháním pomocí poháněných lopatek nebo jiných míchacích nástrojů a ústrojí. Taková ústrojí mohou být při provozu velmi nákladná a mohou vyžadovat, aby míchací prvky zůstávaly v míchacím ústrojí po značně dlouhou dobu, aby se zajistilo, že promíchání proběhlo v plném rozsahu a že všechny hrudky a shluky tuhého materiálu, které se mohly vytvořit, jsou již rozbity.

Úkolem vynálezu je vyřešit způsob míšení práškových tuhých látek s kapalinou, který by byl jednak účinný a který by se mohl uvést do praxe s vynaložením poměrně nízkých nákladů, takže by byl vhodný pro použití při úpravě poměrně značných množství složek směsi.

Podstata vynálezu

Tento úkol je vyřešen způsobem míšení prášku s kapalinou podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že kapalina se formuje do stékajícího filmu a prášek se rozptyluje a usměrňuje. do stékajícího filmu kapaliny tak, že prášek naráží na film kapaliny a mísí se s ním. Film vytvořený ze stékající kapaliny je přidržován adhezními silami na povrchové ploše stěny a přivádí se na horní část povrchové plochy stěny tak, že potom stéká dolů podél povrchové plochy stěny působením gravitace a prášek se rozptyluje a usměrňuje na stěnu, kde se ♦ ·· ·· · · · ·· ··· · · · · · · · · ♦ • · · ♦ · · · · · ft • ····· · · · · · · · • · ·· · ···· ··· ·· ftft ··· «· ft· mísí s kapalinou.

Podstata vynálezu spočívá u zařízení k provádění způsobu míšení v tom, že zařízení obsahuje mísící komoru, přívodní ústrojí pro přívod kapaliny do horní části mísící komory pro usměrňování kapaliny na horní část podpěrné plochy v mísící komoře, přívodní ústrojí pro kapalinu a podpěrnou plochu upravenou tak, že kapalina stéká při provozu dolů s adhezi k povrchové ploše, a ústrojí pro zavádění prášku do mísící komory v poloze vzdálené od přívodu proudu kapaliny pro rozptylování prášku uvnitř mísící komory a pro usměrňování prášku směrem k povrchové ploše, takže prášek naráží při provozu na kapalinu stékající dolů a mísí se s ní.

Výhoda mísícího způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že kapalina usměrněná do formy tenkého kapalinového filmu se vyskytuje na velké povrchové ploše ještě před rozptýlením prášku, který dopadá dokapalinového filmu v již rozptýleném stavu a tím je výrazně omezena snaha prášku vytvářet v kapalině shluky v porovnání se stavem, kdy byly prášek i kapalina prostě přiváděny do mísící nádoby a v ní promíchávány. Tím je možno získat rovnoměrnou směs velmi jednoduchými prostředky bez velké spotřeby energie.

Ve výhodném provedení vynálezu je kapalinový film vytvořen takovým způsobem, že jeho povrchová plocha se v průběhu pohybu od bodu, ve kterém se vytváří kapalinový film, rozšiřuje; toho je možno dosáhnout vhodným tvarováním, například zakřivením, povrchové plochy, na které je vytvořen. Kromě toho jsou zajištěny takové podmínky, že kapalinový film je turbulentní, což v kombinaci s velkou povrchovou plochou podporuje zachycování částice prášku a jejich promíchávání s proudem kapaliny.

I když je možné provádět toto míšení v otevřeném prosto* · · • · ·

44 4 4

- - 4 4 • 4 4 4 · 4 4

4 4 4 4

4 4 4 ru a prostředí, je uskutečňováno výhodně v uzavřené komoře, přičemž i když rovněž může být kapalinový film vytvářen na jedné straně komory a prášek může být po svém rozptýlení usměrňován pouze na tuto jednu stranu, je výhodnější využít kruhového průřezu mísící komory a vytvořit tak, že stéká dolů po v podstatě celé povrchové ploše obvodové stěny v celém jejím průřezu, přičemž prášek se rozptyluje ze střední oblasti mísící komory a usměrňuje sek celému vnitřnímu obvodu obvodové stěny komory.

celého vnitřního kapalinový film

Rotační přívodní vstupy mohou být upraveny jak pro přivádění kapaliny, tak také tuhých látek do komory, přičemž tyto rotační vstupy mohou pokrývat celý vnitřní obvod mísící komory a prášek se může vhánět do mísící komory tak, že současně dochází k jeho rozptylování. Ve výhodnějším provedení vynálezu se prášek přivádí středním axiálním vstupem a působí se na něj odstředivými silami, aby se tak usměrňoval směrem k obvodové vnitřní povrchové ploše obvodové stěny, zatímco kapalina se přivádí prstencovým vstupem nebo skupinou vstupů, rozmístěných v odstupech od sebe, uspořádaných souose kolem vstupu prášku. Odstředivé ústrojí, umístěné v mísící komoře, může rozptylovat prášek a současně jej usměrňovat směrem k obvodové stěně mísící komory, přičemž rozptylování prášku a/nebo také jehó usměrňování v požadovaném směru mohou podporovat paprsky vháněného plynu.

I když je řešení podle vynálezu, charakterizované v předchozích částech popisu, aplikovatelné pro míšení jakéhokoliv druhu prášku a kapaliny, bylo navrženo se zvláštním ohledem na to, že by mělo především týkat míšení hygroskopických práškových materiálů s vodnou kapalinou a zejména by mělo být výhodné pro míšení práškových a kapalných reakčních činidel, které za normálních podmínek spolu reagují. Za těchto okolností je důležité udržovat tuhé a kapalné složky směsi • ·· · · oddělené od sebe, dokud nejsou přivedeny do vzájemného kontaktu ve stékajícím kapalném filmu, a zejména je důležité udržovat přívod práškového materiálu v suchu po celou dobu provozu zařízení.

V praxi bylo zejména zjištěno, že při použití hygroskopických tuhých práškových látek je zejména obtížné a také důležité udržet povrchové plochy v sousedství vstupu prášku do mísící komory v suchém, stavu, protože výskyt jakékoliv vlhkosti v této oblasti může způsobit slepování prášku do slepeného útvaru, přičemž toto slepování prášku v průběhu doby postupně narůstá. Blízké uspořádání obou vstupů by popřípadě mohlo vyvolat vytváření dráhy pro vlhkost, která by se tak mohla vracet zpět do potrubí pro přívod práškového materiálu, což by způsobovalo zanášení vnitřní dutiny přívodního kanálku slepeným práškem, které by v dalším provozu bránilo přívodu prásku a vyvolalo zastavení procesu, protože by nejprve bylo nutno přívodní kanálek vyčistit. V nejhorším důsledku by v případě hygroskopických materiálů, které reagují exotermicky s vodou, by mohlo docházet k výraznému a dokonce nebezpečnému přehřátí, zejména jestliže by se vlhkost dostala až do zásobníku prášku pro zajišťování jeho pravidelné dodávky.

Vynález se také v dalším výhodném provedení týká způsobu míšení hygroskopického prášku s kapalinou obsahující především vodu, u kterého podstata vynálezu spočívá v tom, že kapalina, se přivádí do komory tak, že stéká s adhezí po povrchové ploše v komoře, prásek se přivádí do ústrojí pro dodávání a rozptylování prášku, které rozptyluje prášek v komoře a usměrňuje jej na povrchovou plochu tak, že prášek naráží na stékající kapalinu a mísí se s ní při současném zamezování kontaktu kapaliny s tuhou látkou na ústrojí nebo vedle' ústrojí pro přívod prášku, který by mohl vést k zanášení vlhkosti zpět do přívodu prášku,' přičemž podpěrná • ·' · · · · · · ··· · · · · 0 · !» · · • · · .- · ···· ·· ·· ··· ·· ·· plocha je tvořena zejména vlastní stěnou mísicí komory.

Mísící komora by mohla být vytvořena s vhodnými přepážkami, které by měly za úkol zamezovat vzájemným kontaktům mezi kapalinou a práškovým materiálem v blízkosti přívodu práškového materiálu, avšak bylo zjištěno, že je výhodné vytvořit dynamické těsnění mezi vstupem práškového materiálu a částí komory, ve které by mohlo dojít ke kontaminaci kapalinou, přičemž toto dynamické těsnění je tvořeno například proudem plynu nebo jednotlivými paprsky plynu. Zejména v mísicí komoře mající v příčném řezu prstencový tvar stěny nebo kruhový tvar vnitřní povrchové plochy je prstencový vstup plynu vytvořen souose kolem vstupu práškového materiálu, aby se vlhkost směrovala ven z této oblasti. Použitým plynem může být vzduch, přičemž zvolený druh plynu závisí na charakteru míšených složek. Toto uspořádání má další výhodu spočívající v tom, že proud plynu podporuje rozptylování práškového materiálu uvnitř komory.

Přídavně k vytvoření dynamického těsnění, které zamezuje přímému kontaktu mezi kapalinou,a práškem v místě přívodu prášku vytváří popsaná mísící metoda proud přiváděné kapaliny ve formě velmi tenkého kapalinového filmu, který ulpívá na povrchu komory, zejména na povrchu stěny komory. Při uskutečňování způsobu podle vynálezu jsou prováděny zejména takové kroky, které zajišťují, aby kapalina nestékala po povrchové ploše stěny bez rozstřikování kapaliny uvnitř komory, které by vedlo k odstřikování kapaliny zpět do vstupu práškového materiálu. Pro.tento účel je přivádění kapaliny na povrchové plochy komory regulováno jak z hlediska množství kapaliny, tak také směru přivádění kapaliny, aby se zamezilo rozstřikování kapaliny. Pro tento účel může být kapalina přiváděna na povrchovou plochu stěny mísicí komory ve směru, který je v podstatě rovnoběžný s tečnami k příslušným oblastem povrchu stěny a který také odpovídá požadovnému směru dalšího proudě6 ní kapaliny.

Ve zvláště výhodném provedení vynálezu má mísicí komora kupolovitou horní stěnu a kapalina je přiváděna v podstatě tangenciálně na povrch půlkulové horní stěny z horního vstupu, Kupolovitý tvar horní části stěny komory, i když, není nutné, aby byl přesně půlkulový, zajišťuje požadované rozprostírání kapalinového filmu do stran z jednoho středního přívodu, aby se zvětšila povrchová plocha kapalinového filnu, která je potom k dispozici pro kontakt s rozptýlenými prachovými částicemi. Stěny mísicí komory mohou být potom prodlouženy v osovém průřezu plynulou křivkou ze své obvodové oblasti s největším průměrem do svého axiálního výstupu, ale za výhodnější se považuje komole kuželový tvar přechodu do spodní části mísicí komory, aby se urychlilo proudění kapaliny a podpořil se vznik vírů, které zlepšují promíchávání tuhých částic s kapalnými složkami zpracovávané směsi.

Kuželovité se zužující tvar také podporuje, vířivé proudění uvnitř mísicí komory, které může být dále podporováno umístěním vířících prvků uvnitř spodní části mísicí komory nebo ve výstupním potrubí, vedoucím ven z této komory. Takový vířivý proud kapaliny nejen zajišťuje tvorbu potřebných vírů v kapalině, ale také vyvolává v mísicí komoře podtlak, který podporuje vstupní proud plynu kolem přívodního ústrojí práškového materiálu a také rozptylování a odstředování částic práškového materiálu. Zejména i když tento proud plynu může být vytvářen a poháněn pomocným hnacím ústrojím, které proudu plynu uděluje přímo rotační pohyb nebo pokud není upraveno pro udělování tohoto rotačního pohybu, může být zařízení upraveno pro nasávání proudu plynu pouze podtlakem vyvozovaným ve vířivém proudu. Podobně může být zařízení opatřeno libovolným míchadlem, které může být uváděno do rotačního pohybu, avšak v praxi bylo zjištěno, že vynikajícího promísení je možno dosáhnout pomocí statického radiálního difuzoro-

• · · · • · · · • · · · · » · · · • · · · vého ústrojí.

Ve vztahu k přiváděnému proudu na vstupu kapaliny již bylo v předchozí části popisu uvedeno, že proud kapaliny by měl být regulován zejména s ohledem na směr přiváděné kapaliny a na její množství za jednotku času, aby se zamezilo rozstřikování kapaliny. Množství kapaliny v přiváděném proudu se může v určitém rozsahu regulovat pomocí vřazení vhodných ventilových prvků do přívodního potrubí, avšak bylo zjištěno, že k rozstřikování kapaliny může docházet zejména tehdy, když se přívod kapaliny do mísící komory zahajuje nebo přerušuje. Proud kapaliny se proto zejména reguluje bezprostředně na vstupu do mísici komory.

Pro tento účel může být zařízení podle vynálezu opatřeno regulovatelnými ventilovými prvky na vstupu do mísící komory pro nastavení velikosti vstupního otvoru a/nebo směru proudění kapaliny tímto otvorem. Ventilové prvky a příslušná ústrojí mohou být ovladatelné z vnější strany zařízení ručně, elektronicky nebo pomocí jiných vhodných regulačních ústrojí, ale nejvýhodněji jsou ovládána automaticky v závislosti na snímaném proudu kapaliny. Takové snímání a regulování může být například dosaženo elektronicky pomocí vhodných čidel umístěných v dráze proudu kapaliny, ale pro jednoduchost jsou ventilové prvky ovládány vlastním proudem kapaliny a ventilové prvky jsou přitlačovány do stavu, ve kterém je menší proud kapaliny usměrňován do takového směru, ve kterém nedochází k rozstřikování na sousední plochu povrchu stěny, po které proud kapaliny stéká, přičemž ventilové prvky jsou pohyblivé působením samotného proudu kapaliny a při zvětšování intenzity proudění jsou ventilové prvky' přitlačovány proti pružné tlačné síle do polohy, ve které je větší proud kapaliny rovněž nasměrován na povrchovou plochu stěny mísící komory bez rozstřikování.

Ventilové prvky především obsahují ventilový člen pohyblivý mezi polohou, ve které má vstupní otvor nejmenší velikost, aby se umožnilo proudění minimálního průtoku kapaliny, a polohou s maximální velikostí průtočného otvoru pro umožnění většího průtoku. Vstupní ústrojí je zejména uspořádáno tak, že usměrňuje, jak bylo uvedeno v předchozí části, vstupující proud kapaliny v podstatě podél sousední povrchové plochy stěny a nikoliv ve větším úhlu, který by podporoval rozstřikování kapaliny, přičemž tento malý úhel je zachováván ve všech polohách ventilového prvku, ovládajícího přívod kapaliny.

Ve výhodném provedení prstencového vstupu do mísící komory s kruhovým průřezem obvodové stěny je ventilový člen rovněž kruhový nebo prstencový a je upevněn na pevnou část mísící komory, obklopující vstup práškového materiálu. Ventilový člen může být pohyblivý nebo rozšiřovatelný v radiálním směru komory pro redukování velikosti vstupního otvoru, ale ve výhodném provedení je kluzný v axiálním směru mísící komory působením pružného přitlačovacího, zejména pružinového členu.

Ve výhodném provedení vynálezu se práškový materiál, dodávaný do mísící komory, rozptyluje a usměrňuje na obvodovou stěnu alespoň částečně působením odstředivých sil. Výhodně prášek padá z horního vstupu do mísící komory na odstředivé ústrojí uvnitř mísící komory, umístěné těsně pod přívodním otvorem prášku a obsahující nože, lopatky nebo jiné podobné prvky, vystupující radiálně z rotačního hřídele, které mohou rozrušovat jakékoliv shluky nebo hrudky prášku a také odhazovat prášek odstředivými silami směrem k obvodové stěně mísící komory. Rotační hřídel je umístěn, v podstatě axiálně a je prodloužen až ven z komory, aby se mohla přivádět hnací síla od vhodného motoru. Nejvýhodněji probíhá tento hřídel nahoru z mísící komory skrze vstup pro práškový materiál.

Prášek může být za určitých okolností přiváděn pouze gravitačními silami do mísící komory z přívodní komory nad mísící komorou, ale ve většině případů se vyžaduje, aby přivádění práškového materiálu probíhalo za současného odměřování dávkovaného množství, přičemž v takové úpravě může být mezi přívodní komorou a mísící komorou umístěn dávkovači šnek nebo podobné ústrojí.

Odměřované dodávání jak tuhých látek, tak také kapalin je zejména vyžadováno v takových případech, kdy vynález je využíván pro míšení tuhých a kapalných reakčních činidel, takže obě tyto složky mohou spolu reagovat, ale obecněji je vynálezem vyřešen způsob reakčního působení tuhých činidel a kapalných činidel, při kterém se zajistí tuhá látka v práškové formě a mísí se prášek s kapalinou za reakčních podmínek vytvořením kapaliny do formy filmu stékajícího s adhezi k povrchové ploše a rozptýlením prášku a jeho usměrněním na stékající kapalinový film, takže prášek naráží na kapalinový film a mísí se s kapalinou.

Zařízení popsané v předchozí části je zejména vhodné k provádění tohoto způsobu, protože umožňuje přivádět tuhé látky ve velmi jemné rozmělněné formě do kontaktu s kapalným filmem, takže těsný kontakt mezi dvěma látkami je dosažen velmi rychle a na velké povrchové ploše, což podporuje rychlý průběh reakcí. Kromě toho působením turbulentních podmínek, které se mohou vytvořit ve filmu tvořeném kapalinou, se povrch kapalinového filmu plynule obnovuje, což dále podporuje zachycování tuhých částic, zatímco reakce ve směsi může pokračovat v celém objemu kapaliny, protože tuhé částice jsou udržovány v tomto celém objemu kapaliny. V závislosti vždy na vlastní povaze reakčních činidel se rychlosti proudění dvou reakčních činidel mohou nastavit, aby se reakce alespoň blížila svému ukončení uvnitř mísící komory a v průběhu Velmi krátké doby setrvání v komoře.

φφφ · · • ·· · · · · φ φ φφφφ • φ φ φ φφφ φ φ φ φφφφ • Φ φφφ φφ φφ

Zařízení podle vynálezu, popsané v předchozí části zajišťuje samo o sobě snadnost provádění reakcí vyžadujících oxidaci jedné ze složek směsi kyslíkem. Vynálezem je také vyřešen způsob reakčního působení tuhého činidla s kapalným činidlem a současné oxidace složky, která se může okysličovat kyslíkem, jehož podstata spočívá v tom, že se zajistí tuhá látka v práškové formě, kapalina se vytvaruje do formy stékajícího filmu a prášek se rozptýlí přivedením proudu plynu obsahujícího kyslík za současného usměrňování prášku na stékající kapalinový film tak, že prášek naráží na kapalinový film a mísí se š kapalinou, reakční činidla se udržují v takových podmínkách, že oxidovatelné složky se okysličují kyslíkem v proudu vzduchu a tuhá a kapalná reakční činidla reagují ve stékajícím proudu kapaliny.

Jak bylo uvedeno v předchozí části, vstup kapaliny do mísicí komory u řešení podle vynálezu může být oddělen od vstupu prášku dynamickým vzduchovým těsněním a tento vzduch může kromě podpory rozptylování práškového materiálu a zamezování zpětnému pronikání vlhkosti zpět do zdroje práškového materiálu také zajišťuje dodávku kyslíku potřebného pro oxidační reakci.

Zařízení podle vynálezu, popsané v předchozí části, může obsahovat vhodné prostředky pro skladování, vydávání a odměřování dávek obou složek směsi do mísicí komory v požadovaném relativním poměru. Zařízení podle vynálezu může být opatřeno přijímací nádobou nebo zásobníkem pro směs, opouštějící mísicí komoru, ve kterém v případě potřeby může proběhnout závěrečná fáze reakce před skladováním nebo další dopravou hotového produktu. Zařízení může být opatřeno také monitorovacím ústrojím pro sledování dohotoveného produktu a/nebo výchozích složek společně s vhodným zpětnovazebním kontrolním ústrojím pro měnění provozních podmínek podle zjištěných konkrétních výsledků nebo na základě jejich změn.

• 4

Způsob a zařízení popsaná v předchozích částech popisu byla vyvinuta zejména z hlediska potřeb úpravy kyselých důlních odčerpávaných odpadních vod, zejména obsahující značný podíl kyselin, které často obsahují také různé toxické látky, aby se získala kapalina, zejména voda, a tuhé produkty, které by mohly být odváděny bezpečně do okolního prostředí nebo bezpečně uloženy na zabezpečených skládkách. Z tohoto hlediska bylo zjištěno, že je možné upravovat kyselé odváděné kapaliny směsí oxidů pro jejich neutralizaci nebo zvýšení hodnoty pH na mírně alkalickou hodnotu při kontinuelním průtoku zařízením podle vynálezu, popsaném v předchozích částech popisu, přičemž reakce může v případě potřeby doběhnout v potrubí navazujícím ve směru proudění na mísící komoru a tak je možno získat usazovací suspenzi, ve které jsou kovy vázány v netoxické formě. Způsobem podle vynálezu je dále vyřešen také způsob úpravy důlních vod s příměsemi do bezpečné a dopravovatelné formy, jak to bylo naznačeno v předchozím popisu.

V jedné variantě výhodného provedení vynálezu obsahuje způsob míšení přimíchávání přídavné kapaliny obsahující směs kapaliny a tuhých částic a vytvarované do formy stékajícího filmu, popřípadě se způsob podle vynálezu provádí ve dvou krocích a obsahuje první krok, ve kterém se prášek mísí s prvním množstvím kapaliny usměrněním proudu kapaliny do stékajícího filmu a rozptýlením prášku v komoře a jeho usměrněním na stékající film kapaliny, takže prášek naráží na film kapaliny a mísí se s ním, a druhý krok, ve kterém se druhé množství kapaliny mísí se směsí, která je výsledkem prvního kroku.

Tato varianta provádění způsobu podle vynálezu má výhodu spočívající v tom, že poměrně obtížný způsob míšení tuhých částic s kapalinou, který by probíhal rychle a dosáhlo se dokonalého promísení, je dosažen v prvním kroku způsobů podle ·· »· · ·· ·« • · · * ·· » « » « • · · · · · _a . , ··· ··· *···»» >· · · · · · » .

vynálezu, Který může být prováděn v zařízení podle vynálezu a s pomocí vhodných ústrojí a měřicích prostředků a postupů, které umožňují dosáhnout dokonalého promísení kapaliny s hygroskopickými tuhými částicemi. Do této směsi je možno snadno přidat dokonce velký objem kapaliny bez potřeby nákladného míchacího ústrojí. Ve výhodném provedení, i když se může výchozí směs tuhých látek a kapaliny přivádět do společné nádoby, opatřené poháněnými míchacími prvky, vyžaduje takové řešení přídavný energetický příkon a přitom ' se zjistilo, že je možné dosáhnout požadovaného promísení nuceným vedením dvou proudů společným potrubím, opatřeným statickými promíchávacími prvky, které v proudu kapaliny vyvolávají víření a v důsledku toho také promíchávání všech složek směsi.

Je možno počítat také s použitím různých míchacích nožů nebo lopatek, ale v kombinaci s některým z výhodných řešení zařízení podle vynálezu, popsaným v předchozí části, je možno použít radiálního difuzorového ústrojí, podobného těm zařízením, která podporují vířivé proudění v primární směsi tuhých částic a kapaliny.

Proud směsi kapaliny a tuhých částic a také proud kapaliny může být jednoduše přiváděn do společného potrubí opatřeného mísícími prostředky, ale bylo zjištěno, že zvýšeného výkonu se dosahuje při dodávání směsi tuhých částic a kapaliny do výstupních částí uvnitř potrubí dopravujícího větší proud kapaliny, přičemž oba proudy směřují stejným směrem a potrubí opatřené Venturiho zúžením je umístěno bezprostředně kolem výtokových částí, takže při provozu nasává podtlak vytvořený prouděním kapaliny Venturiho zúžením směs kapaliny a tuhých částic do proudu kapaliny. Výtokové části mohou obsahovat axiální výtok z potrubí dopravujícího směs kapaliny a tuhých částic a/nebo obvodové otvory v koncové části potrubí. Kromě toho pro podpoření míšení proudu směsi kapaliny • ·

Β 9

999 • ·

9· ···

99

-9 9 9 9

9 9 9

9 9 9

9 9 9

99 a tuhých částic a proudu kapaliny může Venturiho účinek zajistit potřebný podtlak v mísící komoře pro nasávání vzduchu do komory.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže objasněn pomocí zobrazených na výkresech, kde znázorňují obr. la schematický axiální řez horní míšení prášku a kapaliny, obr. 1b schematický axiální ře.z spodní míšení prášku a kapaliny, obr. 2 zvětšený osový řez detailem z obr. 1,obr. 3 zvětšený .osový řez dalším detailem z obr. 1, obr. 4 zvětšený osový řez ještě jiným detailem z obr. 1 a obr. 5 schematický osový řez jinou variantou zařízení z obr.1 opatřenou pomocným ústrojím pro přívod kapaliny.

příkladů provedení částí zařízení pro částí zařízení pro

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 až 4 výkresů je zobrazeno zařízení 10, opatřené vnější válcovou hlavní skříní 11 se svisle orientovanou osou, uzavřenou nahoře krytem 9. Horní část 12 hlavní skříně 11 vymezuje horní část násypky 13 pro vsypávání prášku. Spodní část násypky 13 je tvořena komole kuželovou stěnou 14, utěsněné připojenou na svém horním obvodu 15., majícím největší průměr, ke skříni 11 a zužující se směrem dolů a dovnitř od horního obvodu 15 ke spodnímu otvoru 16., utěsněné napojenému na konkávní válcový plášť 17.

Kryt 9, nese první motor 18 a podpěrnou a přenosovou jednotku 19, uloženou v pomocném krytu 20 na hlavní skříní< 11. Druhý motor 21 je uložen v další motorové komoře 20 nad hlavní skříní 11 a je spojen s podpěrnou a přenosovou jednotkou 19 nekonečným řemenem 23. Motorová komora 22 je opatřena vstupem 8 vzduchu, umístěným pod druhým motorem 21, pro přívod vzduchu do motorové komory 22 a tím do pomocného krytu ··· · ·· k chlazení jak prvního motoru 18, tak také druhého motoru další využití v zařízení 10., jak bude podrobněji objasněno v další části popisu. Podpěrná a přenosová jednotka 19 bude rovněž podrobněji popsána v další části při objasňování příkladu na obr. 4.

Podpěrná a přenosová jednotka 19 podepírá pohonnou trubku 24., procházející koaxiálně dolů násypkou 13 a nesoucí na svém spodním konci šnek 25. části násypky 13., tvořené stěny 14 a válcového pláště

Ten je umístěn v nej spodnější spodním úsekem komole kuželové 17, který těsně obklopuje šnek pro vymezení přívodního potrubí 25a. Pohonná trubka 24 se šnekem 25 nese také skupinu mísících ramen 26., rozmístěných po obvodu pohonné trubky 24 v rozdílných úrovních nad šnekem 25, ale uvnitř spodní části násypky 13., které vystupují směrem ven a nahoru z obvodu pohonné trubky 24.

Podpěrná a přenosová jednotka 19 dále podepírá hnací hřídel 27., probíhající souose pohonnou trubkou 24 šneku 25 , _t f a vystupující z jejího spodního konce do mísicí komory 28 obklopující výstup přívodního potrubí 25a šneku 25. Spodní koncová část hnacího hřídele 27 nese skupinu cepů 29 tvořených monofilními nylonovými vlákny upevněnými v protilehlých průchozích děrách, uspořádaných do šroubovicových útvarů na hnacím hřídeli 27 tak, že dvě koncové části každého vlákna, vyčnívají z hnacího hřídele 27 do stejné vzdálenosti na dvě vzájemně opačné strany.

Horní část mísicí komory 28, obklopující výstup z přívodního potrubí 25a kolem šneku 25, je ohraničena půlkulovou stěnou 31, uloženou v nejnižší části 30 hlavní skříně 1JL a orientovanou svou konkávní stranou směrem dolů. Spodní kruhový okraj půlkulové stěny 31 je podepřen na hlavní skříni 11 prstencovou přírubou 32 a je prodloužen do komole kuželové stěny 33 spodní části skříně, souosé s hlavní skříní 11, nebo .· ·· ·· · • •9 9 9 9 99 • 9 9 9 9 9 • 999 999 9 • · · · · ··· 99 99 999

49

9 9

9 4 • 9 9 • 9 9

99 je s ní spojen, přičemž tato komole kuželová stěna 33 skříně se zužuje směrem dolů ke spodnímu souosému výstupu tvořeném výstupní trubkou 34. Uvnitř horní části výstupní trubky 34 je umístěn radiální rozptylovac 35. nesený hřídelem 36. Radiální rozptylovač 35 je opatřen skupinou zužujících se rozptylovacích prstů 35a probíhajících radiálně v odstupech od sebe kolem montážního středu neseného hřídelem 36 a probíhajícího šikmo dolů ze středu v ostrém úhlu vzhledem k ose hřídele

36. Výstupní trubka 34 má délku dostatečnou na to, aby udělil značnou rychlost kapalině stékající při provozu dolů působením gravitace a tím vytvoření vírů v proudu kapaliny působením účinků, které budou popsány v další části.

Nejvyšší část půlkulové stěny 31 komory je opatřena otvorem obklopujícím souose válcový plášť 17 šneku 25, který je zase obklopen integrálně vytvarovanou prstencovou stěnou

37, která má mírné rozšíření směrem ven. Tato prstencová stěna 37 je napojena na další komole kuželovou stěnu 38, mající mnohem větší vrcholový úhel svých površek a jejíž vnější obvod je utěsněné připojen k hlavní skříni 11. Povrchy propojující vzájemně půlkulovou stěnu 31, prstencovou stěnu 37 a komole kuželovou stěnu 38 jsou mírné zakřiveny.

Jak již bylo uvedeno v předchozí části, válcová hlavní skříň 11 zařízení 10 obsahuje dvě komole kuželové stěny, tvóřené horní kuželovou stěnou 14., ohraničující část násypky 13 a spodní komole kuželovou Stěnou 38.. Mezi těmito dvěma stěnami 14., 38 podepírá hlavní skříň 11 také vnější komole kuželovou stěnu 39, mající mezilehlý vrcholový úhel kuželových površek a zužující se ve stejném směru. Tato mezilehlá vnější komole kuželová stěna 39 je spojena s vnější hlavní skříni ll pomocí radiální příruby 40, upevněné k jejímu většímu průměru, zatímco její menší konec s menším průměrem podepírá zavěšenou trubku 41, probíhající souose mezi válcovým pláštěm 17 šneku 25 a prstencovou stěnou 37, propojující

půlkulovou stěnu 31 komory a komole kuželovou stěnu 38.. Zavěšená trubka 41 vymezuje vnitřní prstencový průchod 42 mezi svou vnitřní plochou a válcovým pláštěm 17. přičemž tento průchozí otvor je vyústěn na svém spodním konci do mísící komory 28 a na svém horním konci do oddělené komory 43 uvnitř hlavní skříně 11, ale umístěné na vnější stěně kuželové stěny 14 násypky 13.. Trubka 41 také vymezuje vnější prstencový průchod 44 mezi svou vnější obvodovou plochou a prstencovou stěnou 37 , který je propojen na svém horním konci s prstencovou komorou 45. vytvořenou uvnitř hlavní skříně 11 mezi komole kuželovou stěnou 38 a vnější komole kuželovou stěnou 39 a na svém spodním konci s mísící komorou 28. Vnější prstencový průchod 44 je vytvarován a upraven přidáním deflektoru proudění a ventilové jednotky 45a ke spodnímu konci trubky 41, což bude podrobněji objasněno v dalších částech popisu při objasňování příkladu z obr. 2.

Prstencová komora 45 tvoří vstupní komorxi pro kapalinu dodávanou do mísící komory 28 á při provozu se do ní kapalina přivádí přívodním potrubím 46 kapaliny, upevněným utěsněné k vstupnímu otvoru hlavní skříně 11. Oddělená komora 43, která je propojena s vnitřním prstencovým průchodem 42 kolem válcového pláště 17, tvoří zase vstupní komoru pro vzduch a při provozu se do ní vzduch přivádí vzduchovým přívodním potrubím 47, upevněným a utěsněným na svém spodním konci k otvoru v hlavní skříni 11 a svým horním koncem uchyceným V otvoru v pomocném krytu 20, aby se také získával chladicí vzduch pro motory 18, 21, přicházejícím přívodem 8 vzduchu.

Obr. 2 zobrazuje ve větším detailu deflektor pro usměrňování proudění a ventilovou jednotku 45a na vstupu do mísicí komory 28. Jednotka 45a je tvořena dvoudílným prstencovým deflekčním členem 48 mající válcovou vnitřní plochu 48a, která spolupracující s vnější stranou trubky 41, a tvarovanou vnější plochu 48b, obrácenou k protilehlým plochám prstencové • · ··· · · I • · I • 9 · · stěny 37., ohraničujícím vnější prstencový průchod 44 pro přívod kapaliny, k navazujícím plochám půlkulové stěny 31. Tvarované vnější plocha 48b deflekčního členu 48 má horní komole kuželovou část, která má poměrně málo skloněnou kuželovou plochu s malým vrcholovým úhlem, obrácenou k prstencové stěně 37, a druhou komole kuželovou část s velkým vrcholovým úhlem kuželu, obrácenou k půlkulové stěně 31, přičemž obě tyto části jsou spolu spojeny mírně zakřivenou plochou. Navíc prstencová nožová okrajová část 49 vystupuje za vnější hranu hlavního tělesa deflekčního členu 48 a jeho povrch pokračuje plynule, ale v mírně odlišném úhlu do navazující části vnější plochy 48b, Deflekční člen 48 je tak vytvarován pro vymezení části vnějšího prstencového průchodu 44., která se zužuje od svého vstupního konce, bližšího ke vstupní prstencové komoře 45, směrem ke své výstupní mezeře 50 v sousedství půlkulové stěny 31 mísící komory 28. Kromě se toho se tak mění směr vnějšího prstencového průchodu 44 z obecně axiálního a svislého směru v sousedství vstupní prstencové komory 45 do téměř vodorovného směru ve výstupní mezeře 50, tato kapalina protékající při provozu zařízení 10 výstupní mezerou 50 je usměrněna podél půlkulové stěny 31.

Deflekční člen 48 pro usměrňování proudění je uložen posuvně na vnější straně trubky 41 a je tlačen podél této trubky 41 nahoru nejméně jednou šroubovicovou pružinou 51, z nichž je na obr. 2 zobrazena jen jedna, která je umístěna mezi pevnou přírubou 52, připojenou ke spodnímu konci trubky 41, aby vystupovala v radiálním směru ven, a spodní plochou 53 deflekčního členu 48.. Deflekční člen 48 je pohyblivý mezi svými spodními a horními koncovými polohami po předem určené dráze, při které se výstupní mezera 50 mezi nožovou okrajovou částí 49 a protější půlkulovou stěnou 31 zužuje na minimální šířku a na druhé straně rozšiřuje na maximální šířku. V zobrazeném příkladném provedení je deflekční člen 48 zobrazen plnými čarami v mezilehlé poloze mezi horní a spodní

koncovou polohou, přičemž poloha nožové okrajové části 49 se může měnit mezi horní polohou 49U a spodní polohou 49L. Horní poloha 49U nožové okrajové části 49 v podstatě zajišťuje uchování vůle mezi deflekčním členem 48 a půlkulovou stěnou 31 v nominálně uzavřené poloze ventilu. Tato vůle, pohybující se kolem 1 mm, je udržována přesným polohováním pojistných matic na šroubech procházejících šroubovicovou pružinou 51 a omezujících pohyb ventilu směrem nahoru.

Za provozu zaujímá deflekční člen 48 svou horní polohu 49U v klidu působením šroubovicové pružiny 51, ale může být tlačen směrem dolů proti jejímu působení, jestliže je kapalina zaváděna do vstupní prstencové komory 45 a proudí vnějším prstencovým průchodem 44 do mísící komory 28. Deflekční člen 48 pro usměrňování proudění tak působí jako usměrňovači prvek pro usměrňování proudu kapaliny podél půlkulové stěny 31 a současně jako ventilový člen v měnitelným průřezem otvoru.

Pro usnadnění výroby je deflekční člen 48 vytvořen ze dvou dílů a těsnicího kroužku 54 profilu 0, který je uchycen v komoře mezi nimi a tlačen směrem k trubce 41 pro zamezení únikům kapaliny podél trubky 41. Horní konec deflekčního členu 48 je chráněn prstencovou krycí deskou 55, uchycenou k trubce 41 nad jeho horním okrajem, přičemž další těsnicí kroužek 54a je umístěn ve vybrání ve vnější ploše trubky 41 v kluzném kontaktu s deflekčním členem 48 pro další omezení úniku mezi deflekčním členem 48 a trubkou 41 a pro zamezení vnikání abrasivních sedimentů udržovaných v suspendovaném stavu v proudu kapaliny, což by mohlo zamezit volným pohybům omezujícího ventilu působením jeho pružiny 51.

Obr. 3 znázorňuje horní konec zařízení 10 obsahující pomocný, kryt 20., podpěrnou a přenosovou jednotku 19., horní konec pohonné trubky 24 a hnacího hřídele 27 cepů a jejich uložení v krytu 9.

• 44 • ' 9· · · · · ' · · · · · · 9

9 9 9 9 4 ·· φ

4.9 9 9 9 - 9

Různé části zařízení, které jsou v tomto příkladu zobrazeny, však nejsou podrobněji popisovány, protože jejich popis není důležitý pro objasnění principu vynálezu., V krátkosti je možno říci, že horní část pohonné trubky 24 cepů prochází otvorem 9a v krytu 9 a je upevněn k souosé trubkové opeře 60 uložené v pomocném krytu 20. Horní konec opěry 60 je obklopen a podepřen pevnou ložiskovou skříní 63. prostřednictvím utěsněného ložiska 61 umístěného mezi ložiskovou skříní 63 a válcovou operou 60 tak, že válcová opera 60 a pohonná trubka 24 cepů jsou otočné vzhledem ke krytu 9. Trubková opera 60 je uváděna do otáčivého pohybu druhým motorem 21 (obr. 1) a kolem něj vedeným nekonečným řemenem 23 vedeným kolem kladky 62 upevněné k její vnější obvodové ploše. Kolem otvoru 9a v krytu 9 je vytvořen těsnicí břit 70 pro utěsnění rotačního hřídele a oddělení násypky 113 od prostoru kolem pomocného krytu 20.

Ložisková skříň 63 je dále opatřena obvodovou stěnou 64 a prstencovou horní deskou 65. Horní konec hnacího hřídele 27 cepů je rotačně upevněn v otvoru v prstencové horní desce 65 a je spojen s prvním motorem 18 přenosovou jednotkou 66. Pohonná trubka 24 a hnací hřídel 27 cepů se tak otáčejí nezávisle na sobě a jsou poháněny nezávisle na svých příslušných motorech 21, 18.

Další znak zařízení podle vynálezu, který je možno seznat z obr. 3, spočívá v tom, že hnací hřídel 27 cepů je souose obklopen trubkou 67 uloženou souose uvnitř pohonné trubky 24.. Trubka 67 vymezuje průchod 68 mezi svou vnější obvodovou plochou a pohonnou trubkou 24 cepů, který je napojen na svém horním konci otvory 86 v ložiskové skříni 63 s vnitřním prostorem pomocného krytu 20 a v důsledku toho také se vstupem 8 vzduchu do další komory 22. Spodní konec průchodu 68 je otevřen do mísící komory 28 kolem hnacího hřídele 27 otvory 69 zobrazenými na obr. 4. Trubka 67 je φφφ φ φ φ φ φφφ upevněna proti otáčení a hnací hřídel 27 je otočný spolu s ní.

V příkladu na obr. 4 jé zobrazena část zařízení, obsahující spodní konec šneku 25, nesený pohonnou trubkou 24.· Také v tomto příkladu jsou zobrazeny jen ty součásti, které jsou důležité pro objasnění vynálezu.

Obr. 4 zobrazuje spodní konec válcového pláště 17 šneku 25 se šnekem 25 uloženým v přívodním potrubí 25a. Přívodní potrubí 25a je otevřeno na svém spodním konci pro ohraničení prstencového výstupu 25b do mísicí komory 28.

Hnací hřídel 27 cepů je otočně podepřen uvnitř šneku 25. a jeho válcového pláště 17 prostřednictvím ložiskové jednotky 70A opatřené otvorem umožňujícím propojení mezi průchodem 68 á mísicí komorou 28.

Při použití zařízení 10 podle vynálezu se prášek přivádí plynule do násypky 13 neznázorněným vstupním potrubím a dopravuje se dále pomocí šneku 25., poháněného motorem 21, do mísicí komory 28. Dříve než se prášek dostane ke šneku 25, promíchává se mísícími rameny 26. která zamezují· vzniku kleneb ve sloupci prášku, které by mohly přerušit proud prášku při jeho padání do mísicí komory 28. V tomto případě padá prášek do dráhy cepů 29 rotujících pomocí prvního motoru 18, které rozrušují shluky a hrudky prášku a také popřípadě vyskytující se kousky materiálu, které jsou v každém případě poměrně měkké, a rozptylují prášek, který potom má v mísicí komoře charakter rozvířeného prášku, podobného jemnému kouři.

Rozptylování prášku je v této fázi dále podporováno prouděním vzduchu, nasávaného prstencovým průchodem 68 kolem hnacího hřídele 27 cepů a prstencovým průchodem, vytvořeným kolem válcového pláště 17 šneku 25. Proudění vzduchu je • · • * • · zajišťováno pouze víry vznikajícími vé spodní komole kuželovité části mísicí komory 28 a ve výstupní trubce,34.

V praxi bylo zjištěno, že při použití zařízení 10 pro zajištění reakce kyselých důlních odčerpávaných vod obsahujících oxidy, jak bude podrobněji popsáno v další části popisu, vznikají, ve výstupní trubce 34 s délkou ve svislém směru kolem 4,6 m dostatečně silné víry, zajišťující odsávání vzduchu a tím také příslušný přívod vzduchu zařízením 10.

Rozumí se však, že v některých situacích nemusí být vždy výhodné vytvářet svislou trubku dosahující o 4,6 m hlouběji, jestliže může být proudění vzduchu zajištěno jinými prostředky. Například pro vhánění vzduchu může být použit vzduchový kompresor pro přívod vzduchu do vstupu 8 vzduchu nebo do výstupního potrubí 34 je možno zařadit čerpadlo pro urychlení proudění kapaliny.

Současně s přívodem prášku se přívodním potrubím 46 přivádí kapalina pro vytváření směsi, přičemž vstupní prstencová komora 45 pro vstup kapaliny a vnější prstencový průchod 44 jsou vedeny úzkou výstupní mezerou 50 mezi usměrňovači nožovou okrajovou částí 49 a půlkulovou stěnou 31 mísicí komory 28 a podél půlkulové stěny 31, aby kapalina stékala a rozptylovala se směrem dolů po půlkulové stěně 31, až se dostane na komole kuželovou stěnu 33. V tomto procesu se prášek, odletující působením odstředivých'sil od cepů 29, mísí a reaguje s proudem kapaliny a je dále unášen do výstup- <

ní trubky 34.

Zejména pro dosažení zvláště účinného promísení prášku s kapalinou se do mísicí komory 28 přivádí prášek s có nejmenšími velikostmi částic a v tak jemném stavu jako má například klouzek, přičemž toho se dosahuje rozbíjením prášku na jednotlivé částice cepy 29 a tyto částice se současně vhánějí do vířícího prášku, vytvářejícího proudem vzduchu

4« 4 44 44 • 4 · · · · · · · · · · 4 4 4444

444 44 4 4 44 444 ·’ 4 4 4444

44 44 444 44 44 v mísící komoře prašné prostředí připomínající kouř, především vnitřním průchodem 68, ale také obklopujícím vnitřním prstencovým průchodem 42.

Míšení je dále podporováno zvláštním dodáváním kapaliny výstupní mezerou 50 na půlkulovou stěnu 31 a tvarováním této stěny. V průběhu stékání kapaliny směrem dolů se tloušťka jejího proudu zmenšuje a jeho povrchová oblast se rozšiřuje, takže zvětšená povrchová plocha je vystavena znásobenému kontaktu s vířícím práškem. Kromě toho vysoká intenzita adhezních sil mezi ztenčujícím se proudem kapaliny a stěnou mísící komory 28 vyvolává turbulence uvnitř proudu, které na druhé straně způsobují, že se povrchové vrstvy kapaliny plynule obnovují, takže další kapalina je vystavena kontaktu s práškem a předchozí povrchové vrstvy, již obsahující pohlcený prášek, se absorbují do základního objemu kapaliny, ve kterém může pokračovat probíhající reakce.

Je také třeba připomenout, že vznik a průběh turbulencí v kapalinovém filmu se podporuje spojováním směsi kapaliny, tuhých látek a vzduchu a stékáním této směsi dolů výstupní trubkou 34, při kterém směs prochází radiálním rozptyiovačem 35 ve výstupní trubce 34. V praxi se zjistilo, že sání vznikající pod rozptylovacími prsty 35a odebírá vzduch z proudu směsi a vytváří zpětné proudění kapaliny ve směru nahoru z místa nacházejícího se kolem 300 až 450 mm pod radiálním rozptylovačenm 35. To má velmi pozitivní účinek na míšení vzduchu a kapaliny, protože vyvolává vznik nesčíslného množství bublinek majících jen krátkodobou trvanlivost v proudu, které se pohybují opačným směrem ve výstupní trubce 34 a zajišťují dokonalé promísení a pokračující promíchávání tuhých látek a kapaliny, takže reakce, stále se vyskytující ve směsi, mohou pokračovat.

Zařízením popsaným v předchozí části je tak možno dosáh• · · · ·

9 9 9 99 9 9 9 99 nout vysoce účinného míšení libovolných práškových tuhých látek a kapaliny, ale toto zařízení má kromě toho další výhody vzhledem k částicovým složkám, pro které bylo zařízení zvláště vyvinuto. Specificky je zařízení zvláště výhodné pro zpracování vodných kapalin, které obsahují určité složky jako jsou soli železa, které se mohou okysličovat kyslíkem obsaženým ve vzduchu. V tomto případě je promíchávání dosahované přidáváním vzduchu do zařízení pokládáno za jasně výhodné. Zařízení má dokonce větší výhody při zpracování kyselých důlních vytékajících směsí, které obsahují složky okysličovatelné kyslíkem ve vzduchu a další složky okysličovatelné oxidy, zejména jestliže jsou tyto oxidy tuhé, ale vysoce hygroskopické a nejsou úplně rozpustné, takže je nepraktické provádět reakce v roztoku.

Hygroskopické vlastnosti složek podílejících se na reakci vyžadují co nejpřísnéjší bezpečnostní opatření proti pronikání vlhkosti do dávkovacího řetězce vedoucího do násypky 13., ale dokonce proti problémům vznikajícím v době, kdy již byl prášek přiveden do násypky zařízení a odměřován šnekem až do chvíle, kdy je již prášek připraven k promíchávání s kyselými odpadovými látkami. Přitom je třeba pamatovat na to, že všechny vlhké povrchy uvnitř mísicí komory změní práškové reagenční činidlo na stěně komory na pastu. Objem takové pasty se potom zvětšuje v závislosti na tom, jak dochází k dalšímu usazování prášku na povrchu stěny, dokud rozšiřování hromadění pasty pokračuje v důsledku rozšiřování vlhkosti směrem ke zdroji prášku. To by mělo bránit účinnému rozdělování odměřeného množství prášku a v nejhorším případě by mohlo vytvářet exotermní reakce ve zdroji prášku, představovaném odměřovacím šnekem.

Pro zamezení takovému průběhu je důležité, aby se v zařízení nevyskytovaly žádné vlhké plochy zejména v mísicí komoře, které by mohly zachycovat prášek, aby v případě

999 9 9

99

9 9 9

9 9 9

9. 9 9 9

9 9 9 · 99 výskytu vlhkosti nedocházelo k jejímu zpětnému rozšiřování práškem a přenášení do zdroje prášku. Toho je dosaženo dvěma způsoby spočívajícími v tom, že jednak stěny 31. 33 komory jsou kontinuálně smáčeny kyselinou a její rozstřikování na složky, které by neměly být kyselinu smáčeny,a jednak jsou všechny složky uvnitř mísící komory, které nesmějí být skrápěny kyselinou, izolovány od zdroje prášku dynamickou vzduchovou mezerou s dostatečným rozměrem, aby se zamezilo přemůstkování mezery vytvářenou pastou.

Především by sé mělo pro zajištění smáčení všech povrchových ploch uvnitř mísící komory kyselinou zajistit, aby se proudění kyseliny regulovalo průtokovým deflektorem s měnitelnou velikostí výtokového otvoru a ventilové jednotky 45a. To zajišťuje, . že v kyselině protékající prstencovou výstupní mezerou 50 je udržován stálý tlak v proudu stékajícím podél všech částí stěny mísící komory 28.. Napojení půlkulové stěny 31 na základnovou stranu komole kuželové stěny 33 (obr. lb) rovněž zajišťuje výraznou změnu směru proudění kapaliny, takže se udržuje značná přítlačná síla v místě dotyku a v důsledku toho dobrá regulace proudu kyseliny pro další omezení možnosti vzniku kaskádového proudění nebo rozstřikování kapaliny.

Proudění kyseliny je nejdříve řízeno vnějším přívodním ventilem. Jestliže je tento ventil buď otevřen nebo uzavřen, bude po určitou krátkou dobu redukováno proudění kyseliny v takové míře, že se ztratí všechna setrvačnost pohybu kapaliny, takže pokud by se nerealizovaly žádné další kroky, kyselina by padala jako vodopád do mísící komory a rozstřikovala by se do všech směrů a také směrem ke zdroji prášku.

Proto je třeba zamezit výskytu takového jevu tím, že prstencová výstupní mezera 50, kterou se kyselina přivádí do půlkulové části mísící komory 28., je opatřena ventilovým

4 44 44

4 4 4 4 4 4 • ft '9 4 4 4

4 9 9 9 9 9 • · · · · · •ft ··· ·· ·· tak, že se proud 31 mísící komory 28.

deflekčním členem 48, zatíženým pružinou 51. Jestliže se v zařízení nevyskytuje žádný proud kyseliny, je nožová okrajová oblast 49 tohoto ventilového deflekčního členu 48 umístěna v odstupu přibližně 1 mm od stěny mísící komory 28, takže i pozvolné otevírání přívodního ventilu zajistí zrychlující se proudění výstupní mezerou kyseliny dostává na půlkulovou stěnu a dále stéká podél ní. S narůstáním proudění kyseliny se zvyšuje tlak ve sběrné komoře nad ventilovou jednotkou 45a a tím se usnadní rozšiřování výstupní mezery 50 ventilovým deflekčním členem 48 proti regulačnímu tlaku pružin 51. Jestliže se dosáhne šířky mezery na obvodu ventilového deflekčního členu 48., kolem 8 mm, dosáhlo se při zkouškách hodnoty tlaku 850 GPM, což je těsně pod 1,25⁶ GPD. Ventilový deflekční člen 48 se působením tlaku proudu kapaliny otevírá, dokud mezera nedosáhne svého maximálního otevření při šířce mezery 13 mm, ale v celé době otevírání se zajišťuje, že rychlost udělovaná proudu kyseliny se udržuje na požadovaném stupni kontroly. Samozřejmě se mohou rozměry ventilového členu, mezery, kalibrace pružiny a rychlost průtoku měnit podle zvláštností zamýšleného použití zařízení 10.

Při použití zařízení popsaného v předchozí části pro míchaní reagujících tuhých látek-a kapalinové složky mající konzistentní charakteristiky, to znamená obsahující individuální složky nebo směsi se složkami v rovnoměrných poměrech, může být přívod kapaliny a rychlost podávání tuhých složek šnekem nastavena na začátku míšicího procesu pro odměření dvou složek v přibližném vhodném vzájemném poměru, aby se stechiometricky nebo jinak dosáhlo požadovaných konečných výsledků. V případě odčerpávaných důlních kyselých kapalin se však kyselost kapaliny a obsah minerálů v kapalině může měnit v širokých mezích a rychlost přívodu tuhých látek by se tak měla měnit podle konkrétních podmínek pro kompenzování rozdílů ve složení přiváděných látek. Zejména je nutno zvýšit ·· *· • · φ φ φ φ • φ · φ φ φ • · hodnotu ρΗ v odčerpávané kapalině na vybranou hodnotu alespoň pH 7; hodnoty pH v odčerpávaných důlních kapalinách by měly proto být na vstupu do zařízení 10 av produktu opouštějícím zařízení 10 monitorovány a rychlost chodu šneku by se měla měnit pomocí mlhavého logického programu programovatelného řadiče, aby se zajistilo, že konečná hodnota pH zůstává v předem stanovených mezích požadované úrovně.

U odčerpávaných důlních kyselých kapalin se často jedná o vysoce toxické látky, přičemž proudy kapaliny mohou mít značnou rychlost proudění a vyskytují se v některých případech v ekologicky citlivých oblastech, takže spolehlivost a bezpečnost zpracovacího procesu je naprosto prvořadá. Z toho důvodu je třeba zařízení sestavit ze systémů odolných proti poruchám.

Systém zabezpečení proti poruše zajišťuje rychlé vypnutí zařízení 10, zahájené uzavřením vnějšího přívodního ventilu. To může být spuštěno nepřiměřeným signálem o hodnotě,pH vytékající látky nebo nepřijatelně velkými kroutícími silami, snímanými na šneku, které mohou znamenat možné přerušení zpracování.

Počáteční výstraha, vyvolaná nízkou hodnotou pH zpracovávané vytékající kapaliny, by mohla naznačovat, že bylo přidáno dostatečné reakční činidlo; to by mohlo znamenat, že došlo k přerušení přívodu reakčního činidla do násypky zajištující přívod materiálu ke šneku. Tento stav může být zjištěn programovatelným řadičem nebo počítačem, který by měl reagovat, jestliže snímač signálu s· nízkou úrovní v násypce byl vyzván k dodávání dalšího prášku. Jestliže zařízení reaguje ano, pak by to mělo znamenat, že mechanický dopravník prášku byl v činnosti. V opačném případě by se měl systém zastavit.

• ·· ♦ · · ·· ··

4.4 · 4 4 · · 4 4 4 _

4 · * · 4 4 4 4 4 ··· · · · · · · · · · • · 4 4 4 4 4 4 4

666 44 64 444 46 44

- 27 Jestliže snímač dolní úrovně nebyl vyzván ke zvýšení přívodu, pak by to mělo znamenat, že v zařízení je k dispozici dostatečné množství prášku, ale celé množství neprošlo šnekem.

Počítač by měl zjistit, že kodér rychlost šneku oznamoval, že se šnek otáčí zaznamená opak, systém by se měl vypnout.

zaznamenáváj ící Jestliže kodér

Jestliže se šnek otáčel, ale nedodával prášek v dostatečné míře, mělo by to naznačovat, žev násypce se v prášku vytvořily klenby nebo jiné útvary bránící volnému sesouvání prášku směrem k výstupu, což brání zachycování prášku šnekem. V takovém případě je vhodné použít například neznázoměného elektrického vibrátoru, upevněného ke stěně násypky, který se uvede po krátký časový interval do chodu, aby se klenby a ucpané oblasti rozrušily a uvolnily. Jestliže se ani potom nezjistilo zlepšení hodnot pH, zařízení je nutné vypnout a vyřadit z chodu.

U skupinového modulového uspořádání je každý modul tvořen jedním zařízením 10 , jestliže programovatelný řadič určí příčinu závady nebo vypnutí jednoho modulu, zatímco zbývající moduly se mohou otevřít, aby se zajistilo, že celková úroveň zpracování zůstane zachována.

Dalším hlediskem návrhu podle vynálezů pro zvýšení spolehlivosti je naprostá nepřítomnost jakéhokoliv druhu mechanického míchacího ústrojí v mísící komoře, který by byl v kontaktu jak s kyselinou, tak s reakčním činidlem, a který by mohl být obalen povlakem z pasty vzniklé z reakčního činidla. Tyto shluky by mohly být příčinou rozstřikování kyseliny, které by mohlo být nebezpečné, protože kyselina by se mohla dostat ke šneku pro dopravu reakčního činidla a mohla by být příčinou poruch.

ří.WHk-S.iiwWM/M

Stupeň automatizace řízení a provozu zařízení nejen zvyšuje spolehlivost provozu, ale výrazně snižuje náklady na obsluhu. Snížení pracnosti obsluhy je také dále dosaženo díky jednoduchosti systému a díky skutečnosti, že soustavy a zařízení s velkou kapacitou mohou být sestaveny z většího počtu standardních modulů. Každý samostatný standardní modul umožňuje zachování odpovídajících úspor, aniž by bylo nutno vyvinout větší vynálezeckou činnost.

Potřeba vzduchu na chlazení motorů, rozdělování reakčních činidel a zejména na plnění oxidační funkce, kterou se převádí obsah železnatých složek v důlních kyselých odčerpávaných kapalinách na železité složky, se zajišťuje přívodem atmosférického vzduchu do vírů vznikajících v zařízení. Tato přeměna na feritické železo pomocí kyslíku v atmosférickém vzduchu redukuje množství tuhých oxidačních reakčních činidel, potřebných pro zpracování. Proud vzduchu, vyvozený vířením, nejen eliminuje požadavek na použití vzduchového kompresoru, potřebujícího dodávku energie, ale také šetří pořizovací náklady a provozní náklady takového zařízení.

Eliminace vzduchového kompresoru zamezuje také tvorbu kondenzátu, jestliže je pro rozvod reakčních činidel využit vzduch. Vybavení takového kompresoru sušicím ústrojím vzduchu pouze nahrazuje produkovanou vlhkost statickou elektřinou, která nepříznivě ovlivňuje rozdělování prášku.

Zařízení podle vynálezu je vysoce energeticky účinné pro daný výkon se špičkovým zatížením menším než 3 kW a s celkovou spotřebou energie, stanovenou na hodnotu nižší než 13 kwh za 24 hodin provozu. Větší část příkonu připadá na pohon aeromechanického dopravníku, používaného pro zvedání tuhých reakčních činidel do násypky. V běžných komerčních zařízeních tento dopravník dopravuje materiál do šesti modulů.

• ·· ·· 4 ·· ·♦

44 44 44 44··

4·· 4· · 4 444 • 4·· · · · · · · ·· ·

4 · 4 4 4444

444 44 4· 444 ·· ·4

Pro zpracování stejného vytékajícího proudu ve zpracovávacím zařízení pracujícím přerušovaným procesem by se mělo používat několik provozních nádrží a nákladných vymezených oblastí pro ukládání toxického kalu, zabírajících značnou plochu.

Nízké nároky na spotřebu energie.nejen redukují náklady na zpracování, ale činí tuto aplikaci praktickou na mnoha místech využití, na kterých jsou žádoucí takové technologické postupy, které nevyžadují velký energetický příkon a které se nacházejí v místech, kde je kapacita elektrické sítě malá nebo vůbec neexistuje.

množství chemických mají shodné tělesné

Každý modul zařízení má při provozu značnou flexibilitu, protože může přijímat pro zpracování velmi široký rozsah objemů vytékající kapaliny a nekonečné složení kapalin. Protože všechny moduly vytvoření, je možno instalovat velký počet modulů pro obsluhu provozů s velký průtokem odpadních kapalin nebo dočasně se měnících objemů vytékajících kapalin.

Ve vícemodulových zařízeních by jeden modul byl normálně vybrán pro modulaci se zbývajícími moduly operujícímise stálou rychlostí přivádění vytékající kapaliny, což by mělo bránit tendenci řídicích úkonů dohánět podmínky pro provoz.

Jestliže by jednotlivý modul vyžadoval odstavení z provozu k provedení běžné nebo pravidelné údržby nebo opravy, zvětšil by se současně průtok ve zbývajících modulech, takže celkové podmínky pro zpracování by měly zůstat nezměněny.

Každá ze skupin modulů by mohla být vybrána pro provoz v modulárním provozním režimu.

Ve zvláštním výhodném provedení vynálezu bylo v zařízení • ·4 ·4 • · · · · · • * · r · • · · · · « • · 4 9 4

449 44 44 ·· ·· · · · · · · · · • ··· · · · • · · · ··« ·· ·· ·· podle vynálezu zpracováno devět různých směsí obsahujících vodu a arsen, baryum, kadmium, měď, mangan, železo, nikl, olovo a zinek se směsí oxidů, běžně dostupných na trhu a obsahujících oxid vápenatý, oxid hořečnatý a oxid křemičitý (zejména 50 dílů na milion CaO, 150ppm MgO, 800ppm SiO₂ + složky obsahující SiO₂).

Výsledky zpracování vedly ke snížení koncentrací kovů v kalové vodě o 90 až 100 %. Kvalita vody se jevila jako zlepšená, jestliže voda zůstala v prodlouženém kontaktu s kalem produkovaným aplikací oxidů i po opuštění zařízení

10. Kaly získávané z upravené vody sestávaly z jemně zrnitých červeno-hnědých granulí obsahujících 10 % bílého tyčinkového kalcitu a sádrových krystalů. Většina vzorků sestává z kalcitu a sádry převážně z amorfních materiálů (převážně komplexních křemičitanů a oxidů draslíku, manganu, vápníku a železa) podle ohybu rentgenových paprsků. PC chemické stránce je kal složen především ze železa a vápníku s menším množstvím zinku, síry, silikonu, hliníku, chloru, hořčíku, manganu a draslíku. Většina z přechodných kovů se znehybněla v tuhém kalu, což podstatně zvýšilo kvalitu vody.

Získaný kal se zejména vystavil normalizované loužicí proceduře EPA na chemickou toxicitu, aby se zjistila vhodnost pro ukládání do skladovacího prostoru. Specificky byla hodnota pH kalu naměřena na 7,5, což naznačuje,, že je nutno použít TCLP extračního roztoku č.2. V důsledku nepřítomnosti prchavých složek, které by se projevily při této zkoušce, nebylo použito procedury TCLP s nulovým horním prostorem. Při zkoušce byl použit následující normový laboratorní postup:

1. 5,0 gramů vlhkého kalového materiálu se umístilo v polypropylenové láhvi.

2. 100,0 ml extrakční kapaliny TCLP č.2 se přidala do láhve.

3. Láhev se umístila do vibračního přístroje Burrel Wrist Action Shaker a plynule se proťřásala po dobu 18 hodin.

00 0 00 0 · 0 · 0.0 • 0 0 0 0 0 • 000 .0 · ' 0 0 • · · 0 0

000 '00 00 «00

00 • 0 0

0 0

0 0

0 0 0 00 00

4, Vzorky se filtrovaly do 0,45 μπι a podrobily se analýze ICR-AES a výsledky se zanesly do normového EPA protokolu pro analýzu ICP-AES.

TCLP koncentrace z kalu se převedly do U.S.EPA norem pro loužení toxických kovů. Žádný z cílových kovů (Ag, As, Ba, Cd, Cr, Hg, Pb, Se) se neloužil v přebytku U.S. EPA akčních úrovní pro TCLP loužení. Kromě toho všechen tuhý materiál, který se rozpouštěl v průběhu protřásání, se extrahoval acetátovým filtrem s 0,45 μιη a naznačoval, že nosné částice toxických kovů jsou v kalu odděleny jako suspendovaný sediment, ale nerozpouštějí se v průběhu loužicího procesu. To naznačuje, že kal nevyžaduje další úpravu a nemusí podléhat skladovacím omezením pro ukládání na skládky ve Spojených státech. Kromě toho byla dekantační voda nad tímto kalem dostatečně čistá pro splnění federálních podmínek platných ve Spojených státech pro pitnou vodu.

Pracovní podmínky pro zkoušku byly následující:

Kyselá důlní odčerpávaná voda (AMD) se přiváděla do zařízení 10 podle vynálezu potrubím o průměru 200 mm od podzemního čerpadla. Průtok vody se sledoval magnetickým průtokoměrem o průměru 200 mm, umístěným ve směru proudění vody za ručně ovládaným vstupním ventilem, který se používal pro nastavení průtoku navrženým zařízením. Tuhé oxidační reakční činidlo LB-1) se přidávalo do násypky 13 automaticky aeromechanickým dopravníkem. Činidlo KB-1 se odvádělo z násypky 13 šnekem 25 s měnitelnou rychlostí otáčení, aby se udržovala přesná intenzita přidávání reakčního prášku do mísicí komory 28.

Z průtokoměru se přivádí kyselá důlní voda (AMD) do horní nádrže zařízení, umístěné na horním konci 4,5 m vysoké věže z lešenářských prvků. Kyselá důlní voda se potom uvedla do zrychleného pohybu ovladatelnou ventilovou jednotkou 45a, kterou se proud vody usměrňoval radiálně z centra půlkulové • · ··· · · • · • · 4 mísící komory 28 tak, že vrstvička vody ulpívala na jejích konkávních stěnách.

Upravená voda opouští zúženou základnu mísicí komory 28 svislou výstupní trubkou 34 o průměru 200 mm, vedoucí do labyrinu tvořeného otevřeným korytem, které dvojím obrácením směru proudu upravené vody vždy o 180° zajišťuje vynikající příložitost pro sledování povahy proudění a usazování sedimentu ve velmi kompaktní oblasti.

Labyrint je dostatečně dimenzován (má objem 9,54 m³), aby dovolil dobu setrvání těsně pod 4,25 minut při 38Ls^-1 a poskytl upravené důlní vodě dostatek času k dosažení konečné hodnoty pH na výstupním přepadu, kde byly umístěny pH vzorky (ph2 nebo pH3). Mezilehlý vzorek byl umístěn ve středním bodu první větve labyrintu.

Při první zkoušce se zařízení provozovalo s plynulým průtokem kyselých důlních vod a s širokým rozsahem rychlostí dodávání oxidačních činidel pro určení kvality vzorků vody analýzou, přičemž touto zkouškou se mělo určit, které rozsahy rychlostí dodávání byly nejvíce hospodárné při současném zachovávání kritéria redukce kadmia pod 0,001 dílů na milion, přičemž v případě potřeby se předpokládá zjemnění tohoto rozmezí na specifickou rychlost v následujících dalších zkouškách.

Pokus 1

První pokus se zahájil s rychlostí dodávání 2,1 gL^-1. Konečná hodnota pH, zjišťovaná na výstupním přepadu labyrintového otevřeného žlabu, byla 12,5.

Protože tato hodnota byla zbytečně velká, dodávání se v další operaci rychle redukovalo, dokud se nedosáhlo rychlosti dodávání 2,92 kg/min při rychlosti otáčení šneku 40 ot/min, • · · ·· · · · · ft • ftft · · · · ft · · · · • ftft · · ' ft · · ft · • ft·· « · · ft ft· ftft · • · ··· · ··· • ftft ftft 'ftft ··· ftft ·· což vedlo k dosažení hodnoty pH 8,5.

Jelikož se tato hodnota blížila cílové hodnotě 7,5 až

8,5 pH, bylo rozhodnuto snížit ještě jednou rychlost dodávky na 1,90 kg/min při otáčkách šneku 26 ot/min a tím se dosáhlo hodnoty pH 7,3, což je hodnota těsně pod cílovou oblastí. Z tohoto hlediska bylo záměrem pro další činnost udržování provozu na postupně se zvyšující hodnotě pH po dobu dostatečně dlouhou pro umožnění stabilizace hodnoty pH a odebírání vzorků pro analýzu vody a měnění rychlosti dodávky s malým přírůstkem a potom opakování procesu.

Tímto způsobem se naplánovalo pokrytí celého rozsahu nastavení hodnot pH uvnitř oblasti, na kterou byla soustředěna pozornost, přičemž získáváním výsledků analýzy vody se proces v následujících pokusech dále upřesňoval s objektem zkoumání po několik prodloužených časových period a v každé periodě se provádělo ' nastavení zajišťující stabilní podmínky a dobu pro získávání vyhovujících vzorků.

Zjistilo se, že první dva vzorky, získané při snížených úrovních hodnoty pH, obsahovaly množství kadmia snížené z 0,049 dílů na milion na 0,015 až 0,012 dílů na milion, podle okolností. U zbývajících šesti vzorků bylo u všech dosaženo poklesu EQS obsahu kadmia pod 0,001 dílů na milion nebo i méně.

Takové výsledky pro první operaci v pokusném poloprovozním zařízení při 38 LS^-1 (500 GPM) jsou velmi povzbuzující zejména také díky tomu, že bylo zjištěno, že ustřižená spojka nepříznivě ovlivnila účinnost směšování reakční směsi.

Pokus 2

Na základě výsledků pokusu K1 se rozhodlo, že se další

• 9 9 9 9 9 ·	.· · • ·	9 9 ·	9 · • 9	•	• · •
						•
	• ··· ·	• ·	•	9 9 9	•	•
	• · ·	·- ·	•	9 9	•	•
	9 99 9 9	9 9	9 99	• ·		• 9

pokusy zaměří na ještě nižší konečné hodnoty pH snížením rychlosti dodávání reakčních složek. Přitom se ocenilo, že polovina pokusů nemůže snížit obsah kadmium na 0,001 dílů na milion, což zužuje cílovou oblast pro určování nejekonomičtější rychlosti dodávky reakčních činidel. Účinek tohoto opatření je obsažen v následující tabulce 1, avšak je do

	jisté snímání	míry nerovnoměrný údajů o pří.	kvůli chybnému a	nespolehlivému
«	Tabulka	1
	Vzorek	Konečné pH	Laboratorní	Kadmium
9		na přepadu	analýza pH	(ppm)

K2-1	7,7	6,7	0,001
K2-2	7,9	6,9	0,001
K2-3	7,9	7,3	0,001
K2-4	6,9	6,6	0,007
K2-5	7,6	6,8	0,006
K2-6	7,6	6,9	0,003

K2-1 byl vzorek s nejnižší hodnotou pH pro redukci obsahu kadmia na 0,001 dílů na milion. '

Pokus 3

Zařízení se provozovalo při dvou vybraných hodnotách pH, konkrétně při pH 8a 9. Zkouška K6-1 při pH 9 redukovala kadmium na <0,001 ppm při stálé zaregistrované hodnotě 8,9 pH v době provádění analýzy. Zkouška K6-2 probíhající při pH 8 redukovala kadmium na 0,003 ppm a registrovanou hodnotu 7,0 pH v době provádění analýzy, jak je to patrno z tabulky 2.

• ·· ·· 4 4 4 9 4 ·♦· · - · · 4 9 4 4 4 4 • ··· · · · 9 99 4 4 9 • · 4 4 4 4 4 4.4

- 35 - *** ·· '·· ··* ** *·

Tabulka 2

Vzorek	Střední hodnota pH2 & 3	pH při laboratorní analýze	kadmium (ppm)
K6-1	9,1	8,9	<0,001
K6-2	8,0	7,0	0,003
Pokus 4
Provoz	zařízení se uskutečnil v pěti pokusech při	pH od 8,1
do 8,5	v krocích po 0,1 pH.	Jak je patrno z tabulky 3, K8-2
a K8-4	snížily hladinu kadmia z 0,052 ppm do >0,001	ppm.
Tabulka	3
Vzorek	Střední hodnota	pH při laboratorní	kadmium
	pH2 & 3	analýze	(ppm)
K8-1	7,9	6,7	0,006
K8-2	8,3	7,6	<0,001
K8-3	8,4	6,9	0,003
K8-4	8,5	8,5	0,001
Pokus 5
Kil se	prováděla při změnách	rychlosti dodávání, což	vedlo k
progresivní redukci konečné	hodnoty pH na přepadu	koryta,
která	se projevila progresivní redukcí rychlosti	dodávání

reakčních činidel.

Výsledky jsou obsaženy, v tabulce 4.

Tabulka 4
Vzorek	Střední hodnota pH2 & 3	pH při laboratorní analýze	kadmium (ppm)
Kil		8,8	<0,001
Kll-1	8,25	10,8	<0,001
Kll-2	8,4	9,0	<0,001
Kll-3	8,1	8,6	<0,001

• · • · · · · · ·« • · -. * · · · · · · · ·

Kll-4	8,0	8,5	<0,001
Kll-5	8,5	8,3	<0,001
Působení okolí	8,5	Nedostupné	Nedostupné

Jak je patrno z tabulky 4, všech šest vzorků redukovalo obsah kadmia z 0,064 ppm na <0,001 ppm. Je třeba poznamenat, že vzorek Kll-5 byl odebírán z rychlosti dodávání složek reakce od 0,8 gl^-·¹- nebo 1,8 kg/min při 38 Ls^-1 (500 GPM). To byla nejnižší rychlost přivádění reakčních složek pro redukci kadmia na hodnotu <0,001 ppm v této sérii pokusů a činila pouze 38 % množství KB-1 potřebného pro dosažení stejného kritéria v dříve prováděných CSMA laboratorních testecft, jejichž výsledky jsou obsaženy v tabulce 5.

Tabulka 5

KB-gL 1	Roztok . PH	Kadmium	Železo	Mangan	Zinek
2,1	9,19 (AMD 3,04)	<0,001	Nedostatečný vzorek	0,09	0,099
0,8	8,3	<0,001	0,3	1,4	<0,01

Na obr. 5 výkresů je zobrazeno obměněné příkladné provedení zařízení 10 podle vynálezu, ve kterém jsou shodné součásti označeny stejnými vztahovými značkami jako v předchozích příkladech. Zařízení 10 podle obr. 5 je ve skutečnosti shodné s příkladným provedením zařízení 10 z obr. 1 s výjimkou modifikace výstupní trubky 34 a opatření zařízení přídavným ústrojím 70B pro přívod kapaliny, umístěným kolem komole kuželové stěny 33 mísící komory 28 a výstupní trubky 34a.

Výstupní trubka 34a je v tomto příkladném provedení zkrácená a její spodní koncová část 71 se zužuje do axiálního výstupu 72.· Zúžená spodní koncová část 71 je také perforovaná • *· · 9 9 9 9 Μ • · · · 9 · · 9 · ·· (,

9 · · 9 9 9 · · 9 • 999 9 9 · 9 ·> 99 9

9 99 9 9999

999 99 »9 ·99 ·· »9 pro vytvoření většího množství malých výstupních otvorů 73. Hřídel 36 difuzeru je podepřen uvnitř výstupní trubky 34a pomocí několika opěr 36a probíhajících mezi jeho spodním koncem a koncovou částí 71 výstupní trubky 34a.

Přídavné ústrojí 70B obsahuje vstupní komoru 74 , obklopující souose komole kuželovou stěnu 33 mísicí komory 28. a mající horní válcovou stěnu 75, prstencovou horní uzavírací stěnu 76., utěsněné spojenou s komole kuželovou stěnou 33 , a spodní nálevkovitou stěnu 77., zužující se od spodního okraje horní válcové stěny 75 k výstupnímu potrubí 78, obklopujícímu souose výstupní trubku 34a. Vstupní potrubí 79 jsou vyústěny do horní části vstupní komory 74 v místech vzdálených od sebe v obvodovém směru. Na tomto výkresu jsou zobrazen dvě vstupní potrubí 79, vyústěná v radiálním směru ze dvou opačných stran do vstupní komory 74, ale zařízení může být opatřeno několika vstupními potrubími 79 a jejich sklon vůči vstupní komoře 74 může být měnitelné. Současně je možno vytvořit pět vstupních potrubí 79., z nichž každé má průměr 200 mm a každé zařízení je opatřeno vhodnými ventily pro umožnění regulovaného vedení kapaliny do vstupní komory 74 a touto komorou.

Výstupní potrubí 78 je uvnitř vybaveno Venturiho členem 80, který vymezuje Venturiho potrubí 80a, jehož nejužší část obklopuje souose perforovanou spodní koncovou část 71 výstupní trubky 34a. Velikost a tvar Venturiho členu 80 se může měnit v závislosti na požadovaném průtoku kapaliny zařízením při jeho provozu. Venturiho člen je vytvořen ze syntetické pryskyřice vyztužené skleněnými vlákny, zatímco zbývající části zařízení jsou z nerezavějící oceli, přičemž v závislosti na míchaných látkách je možno použít pro vytvoření zařízení i jiných materiálů.

Konečně dalším znakem zařízení přídavného ústrojí 70B je použití přídavného radiálního difuzeru 81, podepřeného souose uvnitř výstupního potrubí 78 ve směru za Venturiho členem 80 pomocí dutého hřídele 82. Difuzer 81 je podobný radiálnímu rozptylovači 35, ale má větší rozměry, aby byl přizpůsoben většímu průměru výstupního potrubí 78,. Pomocné přívodní potrubí 83 prochází stěnou výstupního potrubí 78 a je otevřeno do vnitřního prostoru dutého hřídele 82.

Za provozu zařízení 10 a přídavným ústrojím 70B se směšuje společně kapalina a prášková tuhá látka v zařízení přesně stejným způsobem jako to bylo popsáno v předchozích částech popisu a přídavné ústrojí 70B je používáno pro míšení dalšího objemu kapaliny se směsí vytvořenou . v základním provedení zařízení 10.

Přídavná kapalina, přiváděná vstupním potrubím 79 do vstupní komory 74., stéká Venturiho potrubím 80a a tím unáší směs do výstupní trubky 34a a perforacemi 73, kde může být tato směs směšována s přídavnou kapalinou. Proudění ve Venturiho trubici tedy vyvolává požadované snížení tlaku ve výstupní trubce 34a, které je v příkladu podle obr. 1 až 4 vyvoláváno délkou vlastní výstupní trubky 34.

Kombinovaný proud směsi z výstupní trubky 34a a výstupního potrubí 78 se potom dostává k přídavnému radiálnímu difuzeru 81, který zajišťuje dokonalé promísení dvou proudů. Nísení a jakákoliv chemická reakce v proudu, vyžadující přítomnost kyslíku, je podporována vzduchem nasávaným do středu difuzeru pomocným přívodním potrubím 83 pro přívod vzduchu podtlakem ve výstupním potrubí 78. Přívod vzduchu pomocným přívodním potrubím 83 je regulován, aby se zajistilo, že se nezvýší tlak v mísící komoře 28 zařízení 10 na úroveň, nad kterou se snižuje mísící účinnost. Regulace se provádí pomocí monitorovacího ústrojí tlaku v mísící komoře 28 a nembránového ventilu regulujícího přívod vzduchu.

a ·· ·· a a a a a • a · a a · a a a a · - a • a a a a a · « · · a ··· a·· a · a aa · • · a a a · a a a aaaaa ·a «a a a· a a

Při použití zařízení 10 a přídavného ústrojí 70B pro úpravy kyselých důlních odčerpávaných vod se opatřením přídavného ústrojí 70B umožňuje úprava mnohem většího množství důlní vody za,hodinu pro danou velikost zařízení 10 než bylo možné pouze se samotným zařízením 10.. Konkrétně zařízení 10 s kapacitou úpravy 45⁶ litrů za den _:je schopno upravovat až 270 1® za den, jestliže je doplněno přídavným ústrojím 70B, přičemž je dosahována přibližně stejné účinnosti v celém rozsahu při používání různých Venturiho členů 80. pro různé průtoky.

Pro neutralizování přídavného proudu odčerpávaných důlních vod, přiváděného do přídavného ústrojí 70B, je třeba zajistit velký podíl oxidačních činidel v mísící komoře 28. zařízení 10 než tomu bylo při úpravě proudu odčerpávaných důlních vod, přiváděného do mísící komory 28. zařízení 10. Směs opouštějící mísící komoru 28 výstupní trubkou 34a tak obsahuje vysoký podíl oxidů a jejich obsah se vypočítává podle požadovaného přebytku k úpravě přídavného proudu důlních vod výstupním potrubím .78. Úplného promíchání dvou proudů je . dosaženo pomocí Venturiho členu 80. a difuzoru 81 tak, že reakce oxidů s důlními odčerpávanými vodami může být dovedena do kompletního stavu. Zařízení 10 a přídavné ústrojí 70B tak mohou upravovat extrémně velká množství kapaliny bez nákladů na přídavné pohyblivé díly nebo na zvýšenou spotřebu energie, jestliže bylo použito ekvivalentního počtu modulů zařízení 10.

Z hlediska dosažitelného mimořádně velkého výkonu je zřejmé, že bude hospodárné využívat zdokonaleného zařízení 10 a přídavného ústrojí 70B pro zvýšení hodnoty pH odčerpávaných důlních vod v několika stupních pro umožnění selektivního srážení a opětného získávání různých složek odpadů. To by umožnilo například získávat různé hodnotné kovy, například zinek, z odpadů se současnou možností snížení celkových nákladů úpravy odpadů, aby se vyhovělo normovým požadavkům při ukládání odpadů do okolního prostředí.

Claims (9)

1. Způsob míšení prášku s kapalinou, vyznačuj í c í se t í m , že kapalina se formuje do stékajícího filmu a prášek se rozptyluje a usměrňuje do stékajícího filmu kapaliny tak, že prášek naráží na film kapaliny a mísí se s ním.

2. Způsob míšení prášku s kapalinou, vy zn a č u jí cí se tím, že kapalina se přivádí na horní část podpěrné povrchové plochy tak, že kapalina stéká dolů s adhezí k povrchové ploše a prášek se rozptyluje a usměrňuje se na povrchovou plochg tak, že naráží na stékající kapalinu a směšuje se s ní.

3. Způsob míšení hygroskopického prášku s vodnou kapalinou, vyznačující se tím, že kapalina se přivádí do komory tak, že stéká.s adhezí po povrchové ploše v komoře, prášek se přivádí do ústrojí pro dodávání a rozptylování prášku, které rozptyluje prášek v komoře a usměrňuje jej na povrchovou plochu tak, že prášek naráží na stékající kapalinu a mísí se s ní při současném zamezování kontaktu kapaliny s tuhou látkou na ústrojí nebo vedle ústrojí pro přívod prášku,.který by mohl vést k zanášení vlhkosti zpět do přívodu prášku.

4. Zařízení pro míšení prášku s kapalinou, vyznačující se tím, že obsahuje mísící komoru (28), přívodní ústrojí pro přívod kapaliny do horní části mísící komory (28) pro usměrňování kapaliny na horní část podpěrné plochy v mísící komoře (28), přívodní ústrojí pro kapalinu a podpěrnou plochu upravenou tak, že kapalina stéká při provozu dolů s adhezí k povrchové ploše, a ústrojí pro zavádění prášku do mísící komory (28), umístěné v poloze vzdálené od • 9

9 9

9 99 9 9 99 9 • 9 99 999 99 99 přívodu proudu kapaliny pro rozptylování prášku uvnitř mísící komory (28) a pro usměrňování prášku směrem k povrchové ploše, takže prášek naráží při provozu na kapalinu stékající dolů a mísí se s ní.

5. Způsob reakčního působení tuhého činidla s kapalným činidlem, vyznačující se tím, že se zajistí tuhá látka v práškové formě a mísí se prášek s kapalinou za reakčních podmínek usměrněním proudu kapaliny do formy filmu stékajícího s adhezi k povrchové ploše a rozptýlením prášku a jeho usměrněním na stékající kapalinový film, takže prášek naráží na kapalinový film a mísí se s kapalinou.

6. Způsob reakčního působení hygroskopického tuhého činidla s vodnou kapalinou, vyznačující se tím, že se připraví tuhá látka v práškové formě, na horní část povrchu stěny se přivede kapalina tak, že stéká dolů s adhezi k povrchové ploše, prášek se přivádí k přívodnímu a rozptylovacímu ústrojí, kterým se prášek rozptyluje a usměrňuje se na stékající kapalinu tak, že prášek naráží na kapalinu a mísí se s ní za současného zamezování kontaktu kapaliny s práškem na nebo v sousedství priváděcího ústrojí prášku, který by mohl vést k zanášení vlhkosti zpět do přívodu prášku, á kapalina se udržuje v reakčních podmínkách v průběhu míšení pro umožnění pokračování reakce.

7. Způsob reakčního působení tuhého činidla s kapalným činidlem a současného okysličování složky, okysličovatelné kyslíkem, vyznačující se tím, že se zajistí tuhá látka v práškové formě, kapalina se vytvaruje do formy stékajícího filmu a prášek se rozptýlí přivedením proudu plynu obsahujícího kyslík za současného usměrňování prášku na stékající kapalinový film tak, že prášek naráží na kapalinový film a mísí se s kapalinou, reakční činidla se udržují v takových podmínkách, že oxidovatelné složky se okysličují kys- 42 • ·· Φφ • · » · · · · • · · · · • Φ·· · φ φ ' φ - -.· · · φφ φ · φ ·· · líkem v proudu vzduchu a tuhá a kapalná reakční činidla reagují ve stékajícím proudu kapaliny.

8. Způsob úpravy vodné kyselé kapaliny alkálií, vyznačující se tím, že se připraví alkálie ve formě oxidačního prášku a uskuteční se reakce kyselé látky a alkálie způsobem podle nároku 6.

9. Způsob míšení prášku s kapalinou, v yznačuj í c í se t í m , že obsahuje první krok, ve kterém se prášek mísí s prvním množstvím kapaliny usměrněním proudu kapaliny do stékajícího filmu a pršek se rozptyluje a usměrňuje se na stékající film kapaliny, takže prášek naráží na film kapaliny a mísí se s ním, a druhý krok, ve kterém se druhé množství kapaliny mísí se směsí, která je výsledkem prvního kroku.