RU2425710C1

RU2425710C1 - Plant for obtaining filtered sediment from suspension

Info

Publication number: RU2425710C1
Application number: RU2010108484/05A
Authority: RU
Inventors: Борис Лазаревич Красный (RU); Борис Лазаревич Красный; Юрий Викторович Гутин (RU); Юрий Викторович Гутин
Original assignee: Борис Лазаревич Красный; Юрий Викторович Гутин
Priority date: 2010-03-11
Filing date: 2010-03-11
Publication date: 2011-08-10

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: plant for obtaining filtered sediment from suspension includes bath, two parallel hollow shafts rotating in opposite directions. On shafts the hollow ceramic sectors are located the walls of which include permeable pores increasing in sizes from filtration surface in filtrate movement direction. Ceramic sectors are connected by means of connection pipes through hollow shaft to distributing head. Discs with sectors of one shaft are located between discs of the second shaft with a gap providing contact-free rotation of sectors with sediment layer deposited on their filtering surface. Parallel hollow shafts are combined with common drive and vacuum pump. Two horizontal mixers the axes of which are parallel to axes of hollow shafts are installed in bottom space.

EFFECT: obtaining sediment with minimum moisture, and increasing capacity and cleanliness degree of filtrate.

3 dwg

Description

Изобретение относится к вакуум-фильтрам с вращающимися вокруг горизонтальной оси фильтрующими элементами и может быть использовано в угольной, горно-рудной, металлургической, химической отраслях промышленности.The invention relates to vacuum filters with filter elements rotating around a horizontal axis and can be used in the coal, mining, metallurgical, chemical industries.

Среди вращающихся фильтров наиболее прогрессивными конструкциями являются устройства с использованием в качестве фильтрующих средств керамических фильтрующих пустотелых элементов, позволивших решить проблему механической очистки фильтрующей поверхности и процесс регенерации с использованием ультразвуковых устройств (FI №77161, 10.02.89; FI №82388, 11.03.91; RU 2200613, 20.03.2003; RU 2142319, 18.04.95; RU 2007115470, 10.27.2008).Among the rotating filters, the most progressive designs are devices using ceramic filtering hollow elements as filtering agents, which made it possible to solve the problem of mechanical cleaning of the filtering surface and the regeneration process using ultrasonic devices (FI No. 77161, 02.10.89; FI No. 82388, 11.03.91; RU 2200613, 03.20.2003; RU 2142319, 04/18/95; RU 2007115470, 10.27.2008).

По технической сущности и комплектующим узлам наиболее близким к предложенному техническому решению является дисковый вакуум-фильтр, содержащий ванну, фильтрующие диски, расположенные на двух параллельных полых валах, причем диски одного вала установлены между дисками другого вала с зазором, каждый диск выполнен из отдельных секторов, обтянутых фильтровальной тканью, которая образует фильтрующую поверхность дисков (SU, А.с. №406553, 12.04.1974, В01Д 33/20).In terms of technical nature and component parts, the closest to the proposed technical solution is a disk vacuum filter containing a bath, filter disks located on two parallel hollow shafts, the disks of one shaft being installed between the disks of the other shaft with a gap, each disk is made of separate sectors, covered with filter cloth, which forms the filtering surface of the discs (SU, AS No. 406553, 04/12/1974, V01D 33/20).

Недостаток известного дискового вакуум-фильтра заключается в том, что он в силу своих конструктивных особенностей может применяться только, как фильтр-сгуститель и предназначен для обезвоживания суспензий. Конструкция дисков фильтра не позволяет получить равномерную толщину осадка на поверхности фильтрующих дисков, что снижает эффективность процесса фильтрования, а снижение влагосодержания в этом фильтре в результате дополнительного механического отжима осадка между поверхностями смежных дисков параллельных валов не обеспечивает номинальной влажности осадка (кека), например, в горно-металлургической промышленности и требует дополнительной сушки, что увеличивает энергоемкость получения кека и готовой продукции.A disadvantage of the known disk vacuum filter is that, due to its design features, it can only be used as a filter thickener and is intended for dewatering suspensions. The design of the filter disks does not allow obtaining a uniform sediment thickness on the surface of the filter disks, which reduces the efficiency of the filtering process, and the decrease in moisture content in this filter as a result of additional mechanical extraction of the sediment between the surfaces of adjacent disks of parallel shafts does not provide the nominal moisture content of the cake (cake), for example, mining and metallurgical industry and requires additional drying, which increases the energy consumption of cake and finished products.

Целью настоящего изобретения является получение осадка с минимальным влагосодержанием, увеличение производительности, уменьшение энергопотребления и металлоемкости, увеличение степени чистоты получаемого фильтрата.The aim of the present invention is to obtain a precipitate with a minimum moisture content, increase productivity, reduce energy consumption and metal consumption, increase the degree of purity of the resulting filtrate.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для получения фильтровального осадка из суспензии, содержащей ванну, внутри которой на двух параллельных вращающихся в противоположных направлениях пустотелых валах размещены фильтрующие диски, указанные диски выполнены из пустотелых керамических секторов, стенки которых содержат проницаемые поры, увеличивающиеся в размерах от поверхности фильтрации по ходу движения фильтрата, керамические сектора, соединение патрубками через пустотелый вал с распределительной головкой, диски с секторами одного вала расположены между дисками второго вала с зазором, обеспечивающим бесконтактное вращение секторов со слоем отлагающегося на их фильтрующей поверхности осадка, снимаемого керамическими ножами, параллельные пустотелые валы объединены общим приводом, в придонном пространстве установлены две горизонтальные мешалки, оси которых параллельны осям пустотелых валов.This goal is achieved by the fact that in the installation for producing filter cake from a suspension containing a bath, inside of which filter disks are placed on two parallel rotating in opposite directions hollow shafts, said disks are made of hollow ceramic sectors, the walls of which contain permeable pores that increase in size from the filtration surface along the filtrate, ceramic sectors, connection by nozzles through a hollow shaft with a distribution head, discs with the cores of one shaft are located between the disks of the second shaft with a gap providing non-contact rotation of the sectors with a layer of sediment deposited on their filtering surface removed by ceramic knives, parallel hollow shafts are combined by a common drive, two horizontal mixers are installed in the near-bottom space, the axes of which are parallel to the axes of the hollow shafts.

Сущность изобретения. заключается в том, что выполнение конструктивных узлов установки вышеописанным образом позволяет увеличить срок службы фильтрующих элементов и снизить металлоемкость фильтра. Структура проницаемого керамического материала секторов позволяет создать условия для действия капиллярных сил, которые способствуют более полному отводу жидкой фазы из образующегося на фильтрующей поверхности секторов слоя осадка, увеличить степень очистки до 99,9%, уменьшить расход проходящего через сектор воздуха и, как следствие этого, уменьшить энергозатраты. Разделение вала на две части и их параллельное расположение позволяет снизить гидравлическое сопротивление коллекторной системы, что обеспечивает снижение энергозатрат на отвод фильтрата и уменьшить занимаемую площадь в плане при равной площади фильтрования.SUMMARY OF THE INVENTION lies in the fact that the implementation of the structural units of the installation as described above allows to increase the service life of the filter elements and reduce the metal consumption of the filter. The structure of the permeable ceramic material of the sectors allows creating conditions for the action of capillary forces, which contribute to a more complete removal of the liquid phase from the sediment layer formed on the filtering surface of the sectors, increase the degree of purification to 99.9%, reduce the flow rate of air passing through the sector, and, as a result, reduce energy consumption. The separation of the shaft into two parts and their parallel arrangement allows to reduce the hydraulic resistance of the collector system, which reduces energy consumption for the filtrate outlet and reduces the occupied floor space in terms of equal filtration area.

Сравнение заявленного изобретения с прототипом позволяет утверждать о соответствии критерию «новизна», а отсутствие в известных аналогах отличительных признаков заявленного изобретения говорит о соответствии критерию «изобретательский уровень».Comparison of the claimed invention with the prototype allows us to claim compliance with the criterion of "novelty", and the absence of distinctive features of the claimed invention in known analogues indicates compliance with the criterion of "inventive step".

Пилотные испытания позволяют судить о работоспособности установки и о возможности ее промышленного использования.Pilot tests allow us to judge the operability of the installation and the possibility of its industrial use.

На фиг.1 представлен вид со стороны привода.Figure 1 presents a view from the side of the drive.

На фиг.2 представлен вид сверху (в плане).Figure 2 presents a top view (in plan).

Установка для получения отфильтрованного осадка из суспензии содержит ванну (1), два пустотелых вала (2), фильтрующие диски (3), установленные с зазором (4), керамические сектора (5), стенки которых содержат проницаемые поры (6), патрубки для отвода фильтрата (7), распределительную головку (8), ножи для съема осадка (9), привод фильтрата (10), мешалки с приводом (11), коллекторы для подачи суспензии (12).An apparatus for obtaining a filtered precipitate from a suspension contains a bath (1), two hollow shafts (2), filter disks (3) installed with a gap (4), ceramic sectors (5), the walls of which contain permeable pores (6), pipes for filtrate discharge (7), distribution head (8), sludge removal knives (9), filtrate drive (10), agitators with drive (11), manifolds for feeding the suspension (12).

Установка работает следующим образом:Installation works as follows:

Исходная суспензия заполняет ванну (1) до заданного уровня, с одновременно работающими мешалками (11). После заполнения суспензией до заданного уровня ванны (1) включается привод фильтра (10), обеспечивающий радиальную скорость пустотелых валов (2) от 0,3 до 1.5 об/мин. Скорость движения регулируется бесступенчато и определяется плотностью суспензии. Под действием всасывающего устройства (не показано) через распределительные головки (8) и пустотелые валы (2) во внутреннем пустотелом объеме керамических секторов (5) создается разряжение, в результате которого на фильтрующей поверхности в зазоре между дисками (4) образуется осадок. Вторая фаза обезвоживания осадка начинается при выходе керамических секторов из суспензии и заканчивается в зоне установки ножевого устройства (9), обеспечивающего механический съем осадка. После снятия осадка через регулирующий орган в распределительных головках (8) и пустотелые валы во внутренний объем керамических секторов (фиг.3) подается противотоком под давлением импульс промывочной воды в течение 2-3 с и осуществляется физический процесс капиллярной промывки. Все циклы технологического процесса осуществляются при каждом обороте фильтрующих дисков с керамическими секторами. Через нормированный период времени, в зависимости от химического состава суспензии, производят комбинированную регенерацию фильтрующих элементов противотоком с помощью кислотных растворов с наложением ультразвуковой кавитации.The initial suspension fills the bath (1) to a predetermined level, with agitators working simultaneously (11). After filling the suspension to a predetermined level of the bath (1), the filter drive (10) is turned on, providing a radial speed of the hollow shafts (2) from 0.3 to 1.5 rpm. The speed of movement is continuously variable and is determined by the density of the suspension. Under the action of a suction device (not shown) through the distribution heads (8) and hollow shafts (2), a vacuum is created in the internal hollow volume of the ceramic sectors (5), as a result of which a precipitate forms on the filter surface in the gap between the disks (4). The second phase of sludge dewatering begins when ceramic sectors exit the suspension and ends in the installation zone of the knife device (9), which provides mechanical removal of sludge. After the sediment has been removed through the regulator in the distribution heads (8) and hollow shafts, an impulse of washing water is supplied countercurrently under pressure to the washing volume for 2-3 seconds and the physical process of capillary washing is carried out countercurrently under pressure. All cycles of the technological process are carried out at each revolution of the filter disks with ceramic sectors. After a normalized period of time, depending on the chemical composition of the suspension, a combined regeneration of the filtering elements is carried out in countercurrent using acid solutions with the application of ultrasonic cavitation.

Сравнительные испытания предложенной конструкции показали явное преимущество перед аналоговым решением, что подтверждает достижение поставленного технического результата.Comparative tests of the proposed design showed a clear advantage over the analog solution, which confirms the achievement of the technical result.

Claims

The apparatus for producing a filtered precipitate from a suspension includes a bath inside which, on two parallel hollow shafts rotating in opposite directions, filter disks are placed, the disks of one shaft being installed between the disks of the other shaft with a gap, characterized in that the disks are made of hollow ceramic sectors, the walls of which contain permeable pores that increase in size from the filtration surface along the filtrate, ceramic sectors are connected by pipes through the hollow l with a distribution head, disks with sectors of one shaft are located between the disks of the second shaft with a gap providing non-contact rotation of the sectors with a layer of sediment deposited on their filter surface removed by ceramic knives, parallel hollow shafts are combined by a common drive, two horizontal mixers are installed in the bottom space, whose axes are parallel to the axes of the hollow shafts.