Способ выделения твердой фракции пульпы

Изобретение относится к способам выделения твердой фракции пульпы и может быть использовано для обезвоживания извлекаемых насосом земснаряда донных отложений. Способ выделения твердой фракции пульпы характеризуется тем, что осуществляют непрерывную подачу пульпы насосом в замкнутый контейнер, верхняя часть которого выполнена из фильтрующего материала, а нижняя часть - из более прочного нефильтрующего материала, при этом в контейнере поддерживают заданное избыточное давление путем автоматического уменьшения подачи насоса при увеличении наполняемости контейнера твердой фракцией пульпы и снижении проницаемости фильтрующей поверхности. Технический результат: повышение эффективности выделения твердой фракции пульпы путем интенсификации процесса фильтрации. 1 з.п. ф-лы.

 

Предлагаемый способ выделения твердой фракции пульпы предназначен для обезвоживания извлекаемых насосом земснаряда донных отложений с целью их транспортировки для переработки или хранения.

Известен способ выделения твердой фракции пульпы с помощью пресс-фильтров, где отделение производится путем подачи пульпы в ряд замкнутых камер с последующим уменьшением их объема за счет перемещения образующих камеры плит с поверхностями из фильтрующего материала. При этом обеспечивается достаточно быстрое и эффективное обезвоживание твердой фракции. Такой способ описан, например, в кн. А.Г. Касаткин «Основные процессы и аппараты химических производств». ГНТизд. Химической литературы. 1955, с.755.

Недостатками этого способа являются сложность и высокая стоимость оборудования для его реализации и отсутствие непрерывности процесса из-за необходимости после каждого сжатия выгрузки твердой фракции.

Наиболее современным способом выделения твердой фракции пульпы является ее закачка в мягкие контейнеры Geotube, выполненные из фильтрующего материала. Разработанная технология Geotube Dewatering состоит в закачке пульпы в контейнер до его заполнения и последующего удаления фильтрата через поры ткани и его испарение или вымораживание. Процесс фильтрации ведется под перепадом давлений, создаваемым высотой уровня пульпы в контейнере. Затем контейнер разрезается и твердая фракция извлекается для транспортировки. Такой способ описан, например, в ж. «Экология производства», 2010, №5 и принят в качестве прототипа.

Его недостатками является длительность процесса обезвоживания (до 4-х месяцев), связанная с уменьшающимся по мере удаления фильтрата перепадом давлений на фильтрующих поверхностях контейнера, исключением из участия в процессе верхней части поверхности контейнера, где не создается перепад давлений, и забиванием пор фильтрующей поверхности нижней части осаждающимися твердыми частицами.

Технической задачей предлагаемого способа выделения твердой фракции пульпы является повышение его эффективности путем интенсификации процесса фильтрации.

Технический результат обеспечивается тем, что в контейнере поддерживают заданное избыточное давление регулированием подачи насоса в зависимости от заполненности контейнера и проницаемости фильтрующей поверхности.

Фильтрацию из контейнера производят через верхнюю часть его поверхности, выполненную из фильтрующего материала, например фильтрующего геотекстиля.

Сущность предлагаемого способа состоит в непрерывной подаче насосом в замкнутый контейнер пульпы в количестве, равном количеству фильтруемой через его стенки под заданным перепадом давлений жидкости.

Полость замкнутого контейнера, стенки которого выполнены из фильтрующего материала, соединяют с напорной линией насоса подающего пульпу. После заполнения контейнера пульпой в нем создается избыточное давление, величина которого определяется величиной подачи пульпы и расходом фильтрата. Внешняя утечка (расход) фильтрата первоначально зависит от площади и проницаемости фильтрующей поверхности и давления в полости. Подобрав насос с соответствующей напорно-расходной характеристикой, можно обеспечить требуемую величину избыточного давления исходя из максимального расхода фильтрата при обеспечении допустимых по условиям прочности напряжений в стенках контейнера. При постоянной подаче пульпы и одновременной утечке фильтрата контейнер все больше будет заполняться твердой фракцией. При этом эффективность фильтрации будет уменьшаться из-за образования дополнительного слоя твердой фракции и забивания пор фильтрующей ткани. Для поддержания необходимой величины избыточного давления производят автоматическое уменьшение подачи насоса любым известным способом (уменьшение частоты вращения вала, уменьшение проходного сечения задвижки, установка регулятора постоянного давления и т.д.).

Процесс заполнения контейнера прекращается, когда подача насоса достигает заданной минимальной величины.

По мере заполнения контейнера твердой фракцией удаление фильтрата через нижнюю часть стенок и днище становится все менее эффективным. Кроме того, ограничение напряжений, определяемых прочностью фильтрующего материала, не позволяет повысить давление в контейнере. Предлагается реализация предлагаемого способа путем организации фильтрации только через верхнюю часть поверхности контейнера, выполненную из фильтрующего материала. Она герметично соединяется с нижней частью, выполненной из более прочного нефильтрующего материала. Уменьшение площади фильтрующей поверхности компенсируется возможностью увеличения давления в контейнере, а следовательно, скорости фильтрации. Кроме того, фильтрующий материал, расположенный в верхней части контейнера, меньше забивается твердыми частицами, а площадь фильтрации при заполнении контейнера твердой фракцией изменяется незначительно, позволяет упростить систему автоматического поддержания заданного перепада давлений.

1. Способ выделения твердой фракции пульпы, характеризующийся тем, что осуществляют непрерывную подачу пульпы насосом в замкнутый контейнер, верхняя часть которого выполнена из фильтрующего материала, а нижняя часть - из более прочного нефильтрующего материала, при этом в контейнере поддерживают заданное избыточное давление путем автоматического уменьшения подачи насоса при увеличении наполняемости контейнера твердой фракцией пульпы и снижении проницаемости фильтрующей поверхности.

2. Способ выделения твердой фракции по п.1, отличающийся тем, что фильтрацию из контейнера производят через верхнюю часть его поверхности, выполненной из фильтрующего материала.