Способ сгущения суспензий

 

СПОСОБ СГУЩЕНИЯ СУСПЕНЗИЙ в вертикальном цилиндрическом фильтрующем элементе путем подачи суспензии в виде пленки в верхнюю часть фильтрующего элемента, сгущения и удаления фильтрата и сгущенного продукта, отличающийся тем, что, с целью улучщения качества конечного продукта путем предотвращения забивания фильтрующего элемента и повышения производительности процесса сгущения суспензии, создания непрерывности процесса и обеспечения его стабильности, в центр верхней части фильтрующего элемента подают газовый поток по направлению движения суспензии со скоростью 3-25 м/с.

- (19) (ll) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4 А

4(5ц В 01 D 37/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ I

1 (21) 3668984/23-26 (22) 06.12.83 (46) 07.05.85. Бюл. N 17 (72) И, М. Плехов, Э. И. Левданский, В. А. Бобрович, Г. В. Турунцев и М. И. Шибутович (71) Белорусский ордена Трудового . Красного

Знамени технологический институт им. С. М. Кирова (53) 66.067.1 (088.8) (56), Авторское. свидетельство СССР

М 651829, кл. В 01 D 37/00, 1979, Авторское свидетельство СССР Х 418199, кл. В 01 D 35/22, 1974. . Авторское свидетельство СССР У 142626, кл. В 01 D 37/00, 1961. (54) (57) СПОСОБ СГУЩЕНИЯ СУСПЕНЗИЙ в вертикальном цилиндрическом фильтрующем элементе путем подачи суспензии в виде пленки в верхнюю часть фильтрующего элемента, сгущения и удаления фильтрата и сгущенного продукта, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества конечного продукта путем предотвращения забивания фильтрующего элемента и повышения производительности процесса сгущения суспензии, создания непрерывности процесса и обеспечения его стабильности, в центр верхней части фильтрующего элемента подают газовый поток по направлению движения суспензии со скоростью

3 — 25 м/с.

Il539S4

Изобретение относится к технике фильтрации и может быть использовано в химической, микробиологической, пишевой и других родственных отраслях промьпиленности, где необходимо осуществлять сгущение суснензий.

Цель изобретения — улучшение качества конечного продукта путем предотвращения забивания фильтруюшего элемента, повышение про изводительности процесса сгущепия суспензии, создание непрерывности процесса и обеспечение его стабильности.

На чертеже изображено устройство для осуществления данного способа, Устройство содержит цилиндрический фильтруюший элемент I, В верхней части фильтрующий элемент 1 оканчивается сплошным цилиндрическим патрубком 2, в нижней — патрубком 3, суживающимся книзу. К патрубку

2 крепится крышка 4, на которой установлен по центру патрубок 5 подачи газового потока и на периферии штуцер 6 подачи исходной суспензии. В нижней части патрубок 5 подачи газового потока имеет расширение и с верхним цилиндрическим патрубком 2 образует камеру 7 с кольцевым зазором 8 в нижней части. Нижним патрубком 3 фильтрующий элемент 1 крепится к сборнику 9 сгущенной суспензии. В сборнике 9 имеется штуцер 10 отвода отработанного газового потока и внизу штуцер 11 вывода сгущенной суспензии, Для сбора фильтрата и отвода его из аппарата на крышке сборника 9 установлена цилиндрическая обечайка 12 со штуцером 13.

Способ осуществляют следующим образом.

Исходную суспензию через штуцер 6 подают в камеру 7. Суспензия через кольцевой зазор 8, распределяясь равномерной пленкой, стекает по внутренней поверхности филътрующего элемента 1, разделяясь на фильтрат, который, пройдя фильтрующий элемент 1, попадает в обечайку 12 и отводится через штуцер 13, и сгущенный продукт, который через патрубок 3 попадает s сборник 9 сгущенной суспензии и выводится через штуцер 11. Сверху через центральный патрубок 5 в фильтрующий элемент 1 подают газовый поток со скоростью 3 — 25 м/с.

Скорость газа значительно выше скорости движения пленки и он за счет касательных напряжений воздействует на пленку, увеличивая скорость ее движения и тем самым исключает даже малейшее отложение твердых частиц на фильтруюшей поверхности, В фильтрующем элементе за счет потерь напора по длине при движении газа создается небольшое избыточное давление, которое будет воздействовать на пленку стекающей суспензии и также способствовать увеличению скорости

50

Пример 2. Аналогичен примеру 1, только скорость газового потока 15 м/с. Концентрацию сгущенного продукта увеличивают с 50 г/л до 421 г/л, производительность по фильтрату составляет 881,2 л/ч

Пример 3. Аналогичен примеру 1, только скорость газового потока равна

25 м/с. Концентрацию сгущенного продукта увеличивают с 50 г/л до 210 r/ë, производительность по фильтрату составляет 762 л/ч.

Результаты проведенных опытов приведены в табл. 1. Кроме того, проведены опыты без подачи газового потока (прототип) и при скоростях газового потока меньше. 3 м/с и свыше

25 м/с до 30 м/с. фильтрации жидкости через фильтрующий элемент. Пройдя фильтруюший элемент 1, газ попадает в сборник 9 и отводится через штуцер 10.

Пример 1. Исходная суспензия смесь порошка графита с размерами от

5 мкм до 5 мкм с водой. Начальное содержание графита в смесителе — 50 г/л. Необходимо сконцентрировать суспензию до

250 г/л

Исходную суспензию в количестве 1000 л/ч через штуцер 6, камеру 7 и кольцевой зазор 8 в виде пленки подают внутрь фильтруюшего элемента 1, изготовленного из

1 с фильтровальной ткани и имеющего диаметр

0,1 м и длину 3 м. Проходя вдоль фильтруюшего элемента 1, суспензия разделяется на фильтрат, который, попадая в обечайку

12, отводится через штуцер 13 в приемную

20 емкость, и сгущенный продукт, который через патрубок 3, попадая в сборник 9, выводится через штуцер 11. Одновременно через центральный штуцер 5 в фильтруюший элемент 1 подают газовый лоток со ско25 ростью 3 м/с, однонаправленный с потоком движения суспензии. Проходя вдоль фильтрующего элемента, газ имеет скорость несколько выше скорости движения пленки суспензии и за счет касательных напряжений, воздействия на пленку жидкости увеличивает скорость ее движения и тем самым исключает даже малейшее отложение твердых частиц на фильтрующей поверхности. В фильтрующем элементе создается небольшое избыточное давление за счет потерь напора газа при его движении вдоль элемента, которое, воздействуя на пленку стекающей жидкости, также способствует увеличению скорости фильтрации жидкости через фильтруюший элемент. Далее газ

40 попадает в сборник 9 и выводится через штуцер 10. Концентрацию сгущенного продукта увеличивают с 50 г/л до 88 г/л, производительность по фильтрату составляет 387,6 л/ч.

1153954 дукта в 2-7 раэ,благо,вдаря повышению скорости движения пленки суспензии исключается возможность отложения твердых частиц на фильтруюгцей поверхности и тем самым поз5 воляет увеличить пропускную способность фильтрата и стабилизировать процесс сгушения, сделав его непрерывным. Использованию образуюшегося небольшого избыточного давления в фильтруюшем элементе как движущей си10 лы процесса сгущения, кроме этого. наличие небольшого давления в фильтруюшем элементе способствует более равномерному распределению пленки суспензии по всему кольцевому сечению, особенно при небольшом

15 расходе подаваемой суспензии.

Из таблицы видно. что при отсутствии подачи газового потока степень сгущения суспензии невысока — 60 г/Jl, При увеличении скорости газового потока до 3 м/с степень. сгущения суспензии возрастает незначительно, так как газовый поток при таких скоростях почти не оказывает заметного влияния на скорость течения суспензии, при скоростях 3 — 25 м/с видно интенсивное увеличение концентрации суспензии, т.е. в 2 — 7 раз, а при скоростях и газового потока выше 25 м/с давление в фильтрующем элементе достигает значительных величин, непрерывность процесса нарушается, концентрация сгущенного продукта резко падает и процесс останавливается.

Результаты исследований позволяют сделать вывод, что подача .газа в фильтрунпций элемент в направлении, сопутствующем движению пленки суспензии позволяет повысить производительность процесса по фильтрату до 20

895 л/ч и улучшить качество конечного проячество ваемой ензии, 60

1 1000

2 1000

3 1000

4 1000

5 1000

50

SO

50

106

6 1000

143

260

12

354

421

15 50

461

473

50

476

23

50

420

7 1000

8 1000

9 1000

10 1000

11 !000

12 1000

13 1000

14 1000

Таким образом, применение предлагаемого способа позволит увеличить производительность процесса сгущения суспензий по фильтру до 895 л/ч и качество конечного продукта по сравнению с известным от

60 r/ë до 476 г/л, т.е. в 2 — 7 раз.

1153954

Продолжение таблицы

15 1000

16 1000

17 1000

18 1000

25

210

Режим не стабильный во времени

26

50

Фильтр забивается

28

19 1000

20 1000

50

Саущены суспензая

Филиал ППП "Патент", r. Ужтород, ул. Проектная, 4 ВНИИПИ Заказ 2567/6 Тираж 659, Подписное