Устройство для очистки воды от угольной пыли

Полезная модель относится к угольной отрасли, конкретно, к технике очистки аспирационных установок пересыпки и дробления угля, может быть использована в других отраслях промышленности, связанных с добычей, переработкой угля, например, на обогатительной фабрике или заводе по глубокой переработке угля в другие виды топлива, а также может найти применение в энергетике (ТЭЦ), и на транспорте при погрузке и выгрузке угля.
Известен фильтр сточных вод, включающий непроницаемый для воды корпус, входной и выходной патрубок, верхнее и нижнее днище, поглощающую загрузку (RU 162748 U1).
Технический результат указанной полезной модели заключается в приобретении полезной моделью способности нейтрализовать кислые сточные воды с выделением безвредных компонентов. Заявляемый технический результат достигается тем, что фильтрующий патрон для очистки сточной воды, состоящий из непроницаемого для воды корпуса и проницаемых верхнего и нижнего днищ, снабженный опорным фланцем и строповочными проушинами, содержит поглощающую загрузку, которая представляет собой зернистый материал на основе карбоната металла.
Недостатком фильтра является недостаточная степень очистки воды от загрязнений, из-за повышенной скорости потока воды.
Известно устройство для очистки природных и сточных вод, включающее накопитель - усреднитель, гидроциклон, электрохимический, сорбционный, гидрофобный фильтр, иловые площадки (RU 95657 U1, МПК C02F 1/46).
Недостатком устройства является недостаточная степень очистки воды от шлама, из-за повышенной скорости потока воды через фильтры.
Наиболее близким аналогом (прототип) заявленной полезной модели является устройство для очистки воды от нефтепродуктов, содержащее прямоугольный корпус с входным и выходным патрубками, отверстиями для отвода нефтепродуктов и осадков, с верхним и нижним основаниями, боковыми и торцевыми стенками, с поперечными проницаемыми для воды перегородками, разделяющими внутреннюю полость корпуса на сообщающиеся между собой последовательно расположенные емкости: приемную емкость, емкость с расположенными внутри нее тонкослойным фильтром, не менее одной емкости с расположенными внутри них сорбентными наполнителями, емкость с расположенными внутри нее угольным фильтром (RU 113733 U1, МПК C02F 1/40),
Недостатком такого устройства является неприспособленность устройства к достаточной степени очистки воды от угольной суспензии, происходящее из-за конструктивных особенностей, а также по причине повышенной скорости потока воды через перегородки между внутренними емкостями устройства.
Техническая задача заявляемой полезной модели заключается в устранении указанного недостатка и обеспечении достаточной степени очистки воды от угольной пыли.
Особенностью угольных суспензий является их способность к агрегатированию, так как мелкодисперсные частицы угля имеют гидрофобную поверхность.
Анализ условий образования сточных вод при транспорте при погрузке и выгрузке угля из вагонов в складское помещение свидетельствуют о том, что основным компонентом в составе загрязнений являются частицы угля различной крупности. Сточная жидкость образуется вследствие обеспыливания и смыва осевшей угольной пыли. Основными загрязнителями являются мелкодисперсные частицы каменного угля, образующие угольную суспензию.
Отличительной особенностью состава твердой фазы сточной воды является наличие частиц размером более 3 мм, образующих угольную суспензию. [В.Н. Покровский Е.П. Аракчеев - Очистка сточных вод тепловых электростанций - М. Энергия, 1980. - 256 с.]
Техническая задача достигается тем, что устройство для очистки воды от угольной пыли, содержит прямоугольный корпус, снабженный подводом грязной воды и патрубком для чистой воды, отверстиями для отвода осадков (шлама), с верхним и нижним основаниями, боковой и торцевой стенками, с поперечными проницаемыми для воды перегородками, разделяющими внутреннюю полость корпуса на сообщающиеся между собой последовательно расположенные емкости: приемную емкость, емкость с расположенным внутри нее тонкослойным фильтром, не менее одной емкости с расположенными внутри нее сорбентными наполнителями, емкость с расположенным внутри нее угольным фильтром, емкости снабжены поперечными перегородками, выполненными в виде последовательно расположенных пластин с каналами для воды между ними, причем нечетные пластины закреплены на верхнем основании корпуса, а четные - на нижнем, но, согласно полезной модели, для подвода грязной воды на верхнем основании неподвижно закреплен шнек, представляющий собой винтовой вал с приводом, расположенный в трубе, а в емкости с тонкослойным фильтром нечетные пластины выполнены с треугольным профилем, а четные - с эллиптическим.
Для транспортировки угольной суспензии с поверхности водоема в корпус устройства согласно полезной модели на верхнем основании устройства жестко закреплен шнек с приводом, который позволяет перемешать неоднородную массу угольной суспензии (грязную воду) и подать ее в приемную камеру устройства.
Известно, что для транспортировки порошковых суспензий, например, воды с угольной пылью (воды и порошковых материалов) обычно используются насосы.
Однако использование насосов в данном устройстве затруднительно, так при транспортировке угольной суспензии, состоящей из гидрофобных частиц угля, возможно забивание отверстий ротора, что приводит к аварийной ситуации.
В предлагаемой полезной модели шнек представляет собой винтовой вал с приводом, расположенный внутри трубы. Такая конструкция шнека способствует защите механизма привода от попадания гидрофобных частиц, а также равномерному перемешиванию угольной суспензии и ее подаче в приемную камеру.
При использовании поперечных пластин с треугольным и эллиптическим профилем в камере с тонкослойным фильтром, в местах расширения потока воды давление увеличивается, скорость уменьшается. При прохождении потоком воды последовательно от одного треугольника к другому на одной пластине скорость потока воды снижается на 40%. При прохождении потоком воды последовательно от пластины с эллиптическим профилем к пластине с треугольным скорость потока воды снижается на 30%.
При омывании угольной суспензией нечетных пластин прямоугольного профиля, используемого в прототипе, в нижней части прямоугольника образуются зоны закручивания, препятствующие перетеканию угольной суспензии через лабиринт.
Кроме того, при использовании треугольного профиля периметр треугольника в 1,54 раза меньше периметра прямоугольника, что способствует более плавному прохождению угольной суспензии через лабиринт.
Аналогичные явления происходят при использовании пластин с эллиптическим профилем, по сравнению с синусоидальным профилем, используемом в прототипе.
На фиг. 1 изображен продольный разрез устройства для очистки воды от угольной пыли, на фиг. 2 вид I.
Устройство для очистки воды от угольной пыли (фиг. 1), содержит прямоугольный корпус 1, снабженный подводом грязной воды и патрубком для чистой воды 4, отверстиями для отвода осадков (шлама) 3, верхнее 5 и нижнее 6 основания, боковую и торцевую стенки, с поперечными проницаемыми для воды перегородками 7, разделяющими внутреннюю полость корпуса 1 на сообщающиеся между собой последовательно расположенные емкости: приемную емкость 8, емкость с расположенным внутри нее тонкослойным фильтром 9, не менее одной емкости с расположенными внутри нее сорбентными наполнителями 10, емкость с расположенным внутри нее угольным фильтром 11, емкости снабжены поперечными перегородками 7, выполненными в виде последовательно расположенных пластин с каналами для воды между ними, причем нечетные пластины закреплены на верхнем основании корпуса 5, а четные - на нижнем 6. Для равномерного перемешивания гидрофобных частиц угля, находящихся в грязной воде, и ее подвода в устройство, на верхнем основании 5 неподвижно закреплен шнек, выполненный в виде винтового вала 2, расположенного внутри трубы, с приводом.
Кроме того, нечетные пластины 12 в емкости с тонкослойным фильтром 9 выполнены с треугольным профилем (фиг. 2, вид I), а четные пластины 13 - с эллиптическим.
Устройство для очистки воды от угольной пыли, работает следующим образом.
Включают привод шнека 2, и суспензия из воды с угольной пылью поступает в приемную емкость 8. Затем она через поперечные проницаемые для воды перегородки 7 перетекает в емкость с тонкослойным фильтром 9, где происходит ее предварительная очистка от угольной пыли. Треугольный и эллиптический профиль пластин 12, 13, образующие лабиринт, способствуют снижению скорости потока воды и повышению степени очистки воды от угольной пыли.
Из емкости с тонкослойным фильтром 9 вода перетекает в емкости с сорбентными наполнителями 10, где происходит ее дальнейшая очистка от угольной пыли. Из емкостей с сорбентными наполнителями 10 она перетекает в емкость с угольным фильтром 11, где происходит ее окончательная очистка от угольной пыли.
В канале, образованном нечетными пластинами 12 (фиг. 2) в виде треугольного профиля и четными 13 пластинами эллиптического профиля, происходит значительное снижение скорости потока воды в емкости с тонкостенным фильтром 9, где вода с угольной пылью находится дольше, что увеличивает степень ее очистки.
Исследования показали, что при использовании полезной модели степень очистки воды от угольной пыли составляет 95%.
Опытный образец устройства, установленный на ТЭЦ, предназначен для очистки воды от угольной пыли.