RU2161061C1

RU2161061C1 - Mass-exchange apparatus-filter

Info

Publication number: RU2161061C1
Application number: RU99125700/12A
Authority: RU
Inventors: Ю.А. Величко; М.Ю. Величко
Original assignee: Величко Максим Юрьевич
Priority date: 1999-12-14
Filing date: 1999-12-14
Publication date: 2000-12-27

Abstract

FIELD: chemical engineering; devices for continuous filtration of suspensions and flushing these suspension in countercurrent mode. SUBSTANCE: mass-exchange apparatus-filter includes cylindrical housing, branch pipes for delivery of pulsation and discharge of liquid phase, suspension supply pipe line, filtering partition and baffle made in form of disk and located above this partition. Proposed device may be used for performing mass-exchange process between solid grain phase and liquid in continuous filters- thickeners and precoat filters. EFFECT: enhanced efficiency and stability of operation. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к химическому машиностроению, в частности к устройствам для непрерывной фильтрации суспензий, промывки этих суспензий в противоточном режиме. The invention relates to chemical engineering, in particular to devices for continuous filtration of suspensions, washing these suspensions in countercurrent mode.

Известно устройство для противоточного контактирования жидкой фазы с твердой зернистой фазой (А.с. 273165; МКИ B 01 J 1/00), содержащее корпус, снабженный в верхней части бункером твердой фазы, дренажным устройством в нижней части корпуса, патрубками для подвода пульсации и удаления жидкой фазы. A device is known for countercurrent contacting a liquid phase with a solid granular phase (A.S. 273165; MKI B 01 J 1/00), comprising a housing provided with a solid phase hopper in the upper part, a drainage device in the lower part of the housing, pulsation pipes and liquid phase removal.

Недостатком устройства является сложность подвода дисперсии в рабочую зону аппарата и неустойчивая работа с полидисперсными системами, с системами, склонными к агрегатированию и налипанию на фильтрующую поверхность. The disadvantage of this device is the difficulty of introducing dispersion into the working area of the apparatus and unstable operation with polydisperse systems, with systems prone to aggregation and sticking to the filter surface.

Задача изобретения состоит в повышении эффективности устройства и устойчивости его работы. The objective of the invention is to increase the efficiency of the device and the stability of its operation.

Для этого по центру корпуса над фильтрующей перегородкой, параллельно ей, установлен отбойник, выполненный в виде диска, а по центру в пространство между отбойником и фильтрующей перегородкой подведен трубопровод, через который осуществляется подача разделяемой суспензии в аппарат. Для улучшения структуры потоков при промывке твердой дисперсной фазы подводимой сверху жидкостью над отбойником закрепляется конусный распределитель. Повышение эффективности достигается за счет формирования отбойником равномерного плоского потока подводимой суспензии и за счет изоляции зоны под отбойником, где происходит концентрирование суспензии от остальной зоны аппарата. To do this, a chimney made in the form of a disk is installed in the center of the housing above the filtering partition, parallel to it, and a pipeline is placed in the center between the chipper and the filtering partition through which the shared suspension is fed into the apparatus. To improve the flow structure during washing of the solid dispersed phase with a liquid supplied from above, a cone distributor is fixed above the chipper. The increase in efficiency is achieved due to the formation of a uniform flat flow of the input suspension by the chipper and due to the isolation of the zone under the chipper, where the suspension is concentrated from the rest of the apparatus.

На чертеже показан общий вид предлагаемого устройства. The drawing shows a General view of the proposed device.

В нижней части вертикального цилиндрического корпуса 1 установлена фильтрующая перегородка 2. Под перегородкой 2 в нижней части аппарата находятся штуцера для подвода пульсации 3 и отбора фильтрата 4. Над перегородкой на некоторой высоте неподвижно закрепляется, например, при помощи стоек 8 к фильтрующей перегородке 2 отбойник 5, имеющий форму диска. Кроме распределения поступающей из трубопровода 6 суспензии вдоль фильтрующей перегородки 2 отбойник 5 разделяет зону между перегородкой 2 и отбойником 5, куда поступает суспензия, от зоны с отфильтрованной суспензией, накапливаемой в верхней части корпуса 1 над отбойником 5. Высота и размер отбойника 5 зависят от свойств разделяемой суспензии и технологических параметров. Трубопровод 6, через который подается разделяемая суспензия, подведен по центру в пространство между отбойником 5 и фильтрующей перегородкой 2. При необходимости улучшения структуры потоков фаз над отбойником 5 устанавливается конусный распределитель 7. In the lower part of the vertical cylindrical body 1, a filter baffle 2 is installed. Under the baffle 2 in the lower part of the apparatus there are fittings for supplying pulsation 3 and selecting the filtrate 4. A bump 5 is fixedly fixed over the baffle at a certain height, for example, using racks 8 to the filter baffle 2 shaped like a disk. In addition to the distribution of the suspension coming from the pipeline 6 along the filter baffle 2, the chipper 5 divides the zone between the baffle 2 and the chipper 5, where the slurry enters, from the zone with the filtered slurry accumulated in the upper part of the housing 1 above the chipper 5. The height and size of the chipper 5 depend on the properties shared suspension and process parameters. The pipeline 6, through which the shared suspension is fed, is brought centrally into the space between the chipper 5 and the filter partition 2. If necessary, to improve the structure of the phase flows above the chipper 5, a cone distributor 7 is installed.

Аппарат работает следующим образом. The device operates as follows.

Пространство под фильтрующей перегородкой 2 полностью заполнено чистой жидкой фазой (ЖФ) разделяемой суспензии - фильтратом. Рабочий уровень жидкости (h₁) находится выше фильтрующей поверхности 2 и устанавливается в зависимости от технологического применения устройства.The space under the filter baffle 2 is completely filled with a clean liquid phase (LF) of the separated suspension - filtrate. The working fluid level (h ₁ ) is located above the filter surface 2 and is set depending on the technological application of the device.

Разделяемую суспензию подают через трубопровод 6 на разделение, непрерывно или импульсно, и распределяют отбойником 5 вдоль фильтрующей перегородкой 2. Подача разделяемой суспензии происходит по центру в промежуток между фильтрующей перегородкой 2 и отбойником 5 в виде плоского потока. Плоский поток суспензии, двигаясь над фильтрующей перегородкой 2, концентрируется и одновременно теряет скорость движения. Под отбойником от периферии постепенно образуется сплошной неподвижный слой частиц дисперсии. С некоторой периодичностью в пространство под фильтрующей перегородкой 2 через патрубок 3 подается импульс давления с целью регенерации фильтрующей перегородки 2 и перемещения образовавшегося слоя частиц. The separated suspension is fed through the pipe 6 for separation, continuously or pulsed, and distributed by the chipper 5 along the filter baffle 2. The shared suspension is fed in the center between the filter baffle 2 and the chipper 5 in the form of a flat flow. The flat flow of the suspension, moving over the filtering partition 2, is concentrated and at the same time loses its speed. Under the chipper from the periphery, a continuous motionless layer of dispersion particles gradually forms. With some periodicity, a pressure impulse is fed into the space under the filter baffle 2 through the pipe 3 in order to regenerate the filter baffle 2 and move the resulting layer of particles.

При регенерации фильтрующей перегородки 2 подачей импульса фильтрата в обратном направлении происходит сброс с фильтрующей перегородки 2 налипших твердых частиц, которые уносятся потоком свежей поступающей суспензии на периферию. При подаче импульса давления в обратном направлении сплошной слой частиц, который формируется у периферии по мере накопления, поднимается вверх, занимая пространство над отбойником 5, при этом в освободившееся пространство между слоем и фильтрующей перегородкой 2 из-под отбойника 5 поступает новая порция твердых частиц отфильтрованной суспензии, которая становится продолжением слоя после окончания импульса. Таким образом, посредством подводимых импульсов осуществляется перемещение частиц отфильтрованной суспензии от перегородки 2 вверх аппарата. During regeneration of the filtering partition 2 by applying a filtrate impulse in the opposite direction, the adhering solid particles are discharged from the filtering partition 2, which are carried away by the stream of fresh incoming suspension to the periphery. When a pressure pulse is applied in the opposite direction, a continuous layer of particles, which forms at the periphery as it accumulates, rises up, occupying the space above the chipper 5, while a new portion of filtered particles enters the freed space between the layer and the filter baffle 2 from under the chipper 5 suspension, which becomes a continuation of the layer after the end of the pulse. Thus, by means of input pulses, the particles of the filtered suspension are moved from the partition 2 up the apparatus.

При использовании аппарата в качестве фильтра рабочий уровень жидкости в аппарате устанавливается на уровне несколько выше конусного распределителя или при его отсутствии отбойника. Отфильтрованный слой частиц, поднимаясь вверх, проходит границу уровня жидкости (h₁) и, продвигаясь выше, дополнительно обезвоживается за счет свободного стекания остатков жидкости под действием силы тяжести. При достижении верхнего уровня корпуса 1 (h₂) слой частиц удаляется из аппарата. Величина обезвоженного слоя устанавливается в зависимости от физико-химических свойств частиц.When using the device as a filter, the working liquid level in the device is set at a level slightly higher than the cone distributor or in the absence of a bump. The filtered layer of particles, rising up, passes the boundary of the liquid level (h ₁ ) and, moving higher, is additionally dehydrated due to the free draining of the remaining liquid under the action of gravity. Upon reaching the upper level of the housing 1 (h ₂ ), a layer of particles is removed from the apparatus. The size of the dehydrated layer is set depending on the physicochemical properties of the particles.

При использовании аппарата в качестве массообменного аппарата или намывного фильтра рабочий уровень жидкости (h₁) в аппарате устанавливается ближе к верхней границе аппарата (h₂). На этот уровень (h₁) через соответствующее устройство или сверху на слой в режиме орошения подается необходимый реагент. Как и в случае использования аппарата в качестве фильтра, слой частиц, пройдя верхний уровень корпуса 1 (h₂), удаляется из аппарата. Для повышения технологических характеристик подача твердой фазы в аппарат через трубопровод 6 может осуществляться в отводимом из патрубка 4 фильтрате.When using the apparatus as a mass transfer apparatus or inlet filter, the working liquid level (h ₁ ) in the apparatus is set closer to the upper boundary of the apparatus (h ₂ ). The necessary reagent is supplied to this level (h ₁ ) through the appropriate device or from above onto the layer in the irrigation mode. As in the case of using the device as a filter, the layer of particles, having passed the upper level of the housing 1 (h ₂ ), is removed from the device. To improve technological characteristics, the supply of the solid phase to the apparatus through the pipeline 6 can be carried out in the filtrate withdrawn from the pipe 4.

Claims

1. Mass-transfer apparatus - a filter containing a vertical cylindrical body with nozzles for input and output of reagents and a filter baffle located horizontally in the lower part of the body, a nozzle under the baffle for supplying pulsations, characterized in that a pipeline for supplying a suspension is brought to the center of the filter baffle, and a disk chipper is installed above the filtering partition from the side of the filtered suspension.

2. Mass transfer apparatus - a filter according to claim 1, characterized in that it is equipped with several pipelines for supplying a suspension.

3. Mass transfer apparatus - filter according to claim 1, characterized in that a cone distributor is fixed above the chipper.