ТОНКОСЛОЙНЫЙ СЕПАРАТОР СОТООБРАЗНОЙ КОНСТРУКЦИИ

Изобретение относится к очистке и осветлению воды с применением химических реагентов и может быть использовано в системах предочистки водоподготовительных установок теплосети, обессоливания, подготовки воды для котельных установок, очистки оборотных вод замкнутых циркуляционных систем промышленных предприятий и т.п.
В осветлителях и отстойниках для предочистки воды в качестве конечной ступени очистки обычно используются тонкослойные сепараторы в виде установленных по ходу движения очищаемой жидкости пакетов пластинчатых сепарирующих элементов (ПСЭ). Сепарация коагулированных частиц загрязнений происходит в результате их осаждения на ПСЭ с последующим периодическим обрушением образовавшихся комьев загрязнений по мере их накопления до критической массы отрыва.
Известен тонкослойный сепаратор конечной ступени очистки для осветлителей и отстойников, содержащий расположенный между двумя соосными вертикальными цилиндрическими обечайками каркас с закрепленными на нем пакетами ПСЭ, образующих каналы для прохода обрабатываемой жидкости, причем пакеты в горизонтальном сечении имеют форму секторов и примыкают один к другому смежными гранями, а ПСЭ установлены в пакетах с наклоном каждого элемента в одну и ту же сторону относительно горизонтальной плоскости [1] - прототип. В указанном известном тонкослойном сепараторе ПСЭ обычно выполняются в виде металлических (стальных) пластин, которые располагаются внутри указанных секторов один за другим в радиальном направлении. Такое выполнение ПСЭ обуславливает высокую металлоемкость конструкции сепаратора. Так, например, для осветлителя производительностью 250 т/час вес сепаратора со стальными сепарирующими пластинами составляет 41,5 т Поскольку использование для изготовления таких пластин нержавеющей стали неоправданно дорого, для
предотвращения окисления пластин приходится применять защитные покрытия. В связи с постепенным сужением пространства сектора от периферии к центру размещение пластин одна за другой в радиальном направлении требует изготовления большого количества типоразмеров пластин. Кроме того, примыкание к обечайкам выходов или входов части каналов между пластинами вызывает застойные зоны и проскоки жидкости между криволинейной поверхностью обечайки и прямолинейным торцом пластины. Это приводит к необходимости кольцевой выгородки застойных зон и зон проскоков подкладными металлическими листами, что еще более увеличивает металлоемкость конструкции и уменьшает эффективное проходное сечение сепаратора.
Достигаемым результатом изобретения является уменьшение металлоемкости и увеличение эффективного проходного сечения сепаратора.
Этот результат обеспечивается тем, что в тонкослойном сепараторе конечной ступени очистки для осветлителей и отстойников, содержащем расположенный между двумя соосными вертикальными цилиндрическими обечайками каркас с закрепленными на нем пакетами ПСЭ, образующих каналы для прохода обрабатываемой жидкости, причем пакеты в горизонтальном сечении имеют форму секторов и примыкают один к другому смежными гранями, а ПСЭ установлены в пакетах с наклоном каждого элемента в одну и ту же сторону относительно горизонтальной плоскости, согласно изобретению каждый ПСЭ выполнен из неметаллического упругого тонкостенного материала и равномерно гофрирован по всей высоте параллельными вертикальными трапециевидными гофрами, ПСЭ в пакете гофрами примыкают один к другому, образуя сотообразную пространственную структуру со сквозными каналами шестигранного профиля для прохода сепарируемой жидкости, и
расположены внутри указанных секторов один за другим в окружном направлении.
Отношение большего основания трапеции гофра в его поперечном сечении к высоте гофра согласно изобретению может лежать в пределах 2,5-3,5.
Пространство между обечайками согласно изобретению может быть заполнено по меньшей мере двумя концентрическими рядами пакетов ПСЭ.
По высоте тонкослойный сепаратор согласно изобретению может содержать по меньшей мере два слоя пакетов ПСЭ с противоположным в каждом слое направлением угла наклона ПСЭ.
Отношение площадей поперечного сечения каждого канала в пакетах нижнего и верхнего слоев согласно изобретению может составлять 1,2-1,8.
Известен осветлитель, содержащий тонкослойный сепаратор конечной ступени очистки с расположенным между двумя соосными вертикальными цилиндрическими обечайками каркасом и закрепленными на нем пакетами ПСЭ, образующих каналы для прохода обрабатываемой жидкости, причем пакеты в горизонтальном сечении имеют форму секторов и примыкают один к другому смежными гранями, а ПСЭ установлены в пакетах с наклоном в одну и ту же сторону относительно горизонтальной плоскости [1] - прототип.
Такому осветлителю присущи недостатки, перечисленные выше при описании известного сепаратора.
Достигаемым результатом изобретения является уменьшение металлоемкости осветлителя и увеличение его производительности при заданной степени очистки (осветления) воды.
Указанный результат обеспечивается тем, что в известном осветлителе использован сепаратор согласно изобретению, с описанными выше отличительными признаками.
На фиг.1 схематически изображен общий вид тонкослойного сепаратора согласно изобретению в продольном разрезе; на фиг.2 - тот же сепаратор в виде сверху; на фиг.3 - узел I фиг.2 в увеличенном масштабе; на фиг.4 - продольное сечение пакета ПСЭ по А-А фиг.2; на фиг.5 - общий вид осветлителя с тонкослойным сепаратором согласно изобретению.
Тонкослойный сепаратор конечной ступени очистки для осветлителей и отстойников согласно изобретению содержит расположенный между двумя соосными вертикальными цилиндрическими обечайками 1 и 2 каркас 3 с закрепленными на нем пакетами 4 ПСЭ 5, образующих каналы 6 для прохода обрабатываемой жидкости, причем пакеты 4 имеют в горизонтальном сечении форму секторов и примыкают один к другому смежными гранями (фиг.2), а ПСЭ 5 установлены в пакетах 4 с наклоном в одну сторону на угол α относительно горизонтальной плоскости. Диапазон возможных значений угла лежит в пределах α=40-60°. Каждый ПСЭ 5 выполнен из неметаллического упругого тонкостенного материала (пластмассы) и равномерно гофрирован по всей высоте h параллельными вертикальными трапециевидными гофрами 7. ПСЭ в пакете 4 гофрами 7 примыкают один к другому, образуя сотообразную пространственную структуру со сквозными каналами 6 шестигранного профиля для прохода сепарируемой жидкости. ПСЭ 5 расположены внутри пакетов 4 один за другим в окружном направлении. Отношение а/в большего основания трапеции гофра 7 в его поперечном сечении к высоте гофра 7 лежит в пределах 2,5-3,5. При сборке сепаратора пластины, выполненные из упругого тонкостенного материала, упруго деформируются, заполняя без зазоров все пространство между обечайками. При этом расположение ПСЭ 5 внутри пакетов 4 в окружном направлении полностью исключает возникновение застойных зон и позволяет все ПСЭ сделать одинакового типоразмера. Использование
неметаллического материала для изготовления ПСЭ существенно уменьшает металлоемкость осветлителя. Так, для упоминавшегося выше осветлителя производительностью 250 т/ч вес сепаратора в сборе составляет всего 1,5 т, что на 40 т меньше веса сепаратора по прототипу. Кроме того, неметаллические ПСЭ не требуют применения специальных покрытий для защиты от коррозии.
По одному из вариантов (фиг.2) выполнения сепаратора согласно изобретению пространство между обечайками 1 и 2 заполнено несколькими концентрическими рядами пакетов 4 ПСЭ 5. По другому варианту (фиг.1, 4) сепаратор согласно изобретению по высоте содержит два слоя пакетов 4 ПСЭ 5, с противоположным в каждом слое направлением угла α наклона пластинчатых элементов. При этом отношение площадей поперечного сечения каждого канала в пакетах 4 нижнего и верхнего слоев может составлять 1,2-1,8.
Осветлитель (фиг.5) содержит вертикальный корпус 8 с установленным в его верхней части тонкослойным сепаратором 9, выполненным, как описано выше согласно изобретению.
Осветлитель с сепаратором согласно изобретению работает следующим образом. Обрабатываемая вода смешивается внутри осветлителя с коагулянтом. Нижняя часть корпуса осветлителя выполняет роль шламового фильтра, где происходит очистка воды от коллоидно-дисперсных примесей, после чего она поднимается в зону осветления и очищается от взвешенных частиц в тонкослойном сепараторе 9, пройдя который отводится потребителю. Сепаратор 9 по мере загрязнения промывается обратным током воды.