ФЛОТАТОР

Полезная модель относится к устройствам для флотационной очистки сточных и природных вод, и может быть использована в пищевой, химической, нефтяной, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, газовой и других отраслях промышленности, где необходимо очищать жидкость от мелкодисперсных взвещенных и коллоидных частип. Целью полезной модели является снижение энергетических затрат, а также повышение эффективности очистки и качества очищенной воды.
Известны различные конструкции флотаторов, выполненные в виде вертикальной цилиндрической ёмкости с патрубками для входа исходной воды и газа, выхода очищенной воды и пенного продукта.
Известен флотатор см., например, авторское свидетельство СССР №1273335 МПК C02F 1/02, C02F 1/40, 1986 г., представляющий собой многоступенчатую конструкцию и имеющий корпус с патрубком входа жидкости, установленным в верхней части корпуса и содержащим узел распределения исходной жидкости. В корпусе друг над другом расположены горизонтальные перегородки с перфорацией и центральным отверстием, в каждое из которых вмонтирован пеносборник, выполненный в виде вертикального патрубка с конусом в верхней части и имеющий зубчатую кромку. Перегородки разделяют аппарат на флотационные камеры, где происходит очистка воды от взвешенных примесей при пронизывании слоя жидкости над перегородкой газожидкостной струёй. Стекающая через отверстия нижележащей перегородки жидкость не обеспечивает эффективного подсоса газовой фазы, в результате чего в аппарате рассмотренной конструкции не доМПК6 -C02F1/24 C02F 1/00 Флотатор
стигается высокого газонасыщения, что онределяет пониженную эффективность процесса очистки.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой конструкции является флотатор см., например, авторское свидетельство СССР №1534004 МПК C02F 1/24, 1990 г., содержащий ёмкость, которая снабжена сверху горизонтальной перегородкой с вертикальными трубами, а снизу цилиндрической вертикальной перегородкой, разделяющей нижнюю часть ёмкости на флотационную и отстойную камеры. На трубах выполнены перфорации в виде горизонтальных прорезей с отогнутой внутрь верхней кромкой и наружу нижней кромкой. В нижнюю перегородку встроены пеноотводящие желоба, которые исключают попадание пенного продукта из флотационной камеры в отстойную. Однако одноступенчатость данной конструкции не позволяет очищать жидкость с заданной эффективностью и использовать для очистки жидкости с высокой концентрацией взвешенных примесей.
В основу полезной модели поставлена задача создать такую конструкцию флотатора, которая обеспечивала бы очистку жидкости с заданной эффективностью при минимальных энергетических затратах.
Поставленная задача решается тем, что во флотаторе, содержащем вертикальную цилиндрическую ёмкость с патрубками входа исходной воды, входа газа, выхода очищенной воды и выхода пенного продукта, где сверху установлена горизонтальная перегородка с вертикальными трубами, на которых выполнены перфорации в виде горизонтальных прорезей с отогнутой внутрь верхней кромкой и наружу нижней кромкой, горизонтальных перегородок не менее двух и они снабжены опускными трубами, выполненными из просечновытянутотого металла и имеющими перфорации, а нижняя часть опускных труб углублена в жидкость, находящуюся на нижележащей перегородке, а пеносборник выполнен в виде вертикального патрубка с конусом и зубчатой кромкой в верхней части. Предлагаемая конструкция флотатора способствует полному внедрепию в жидкую фазу воздуха, инжектируемого через перфорации жидкостной струёй, а следовательно более высокой эффективности очистки жидкости.
Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен продольный разрез предлагаемого флотатора.
Флотатор содержит вертикальную ёмкость 1 с патрубками входа исходной воды 2, входа газа 3, выхода очищенной воды 4 и выхода пенного продукта 5. В ёмкости 1 установлены размещённые друг над другом с образованием флотационных камер 6 горизонтальные перегородки 7 с опускными трубами 8. Трубы 8 выполнены из просечновытянутого металла и имеют перфорации 9 в виде горизонтальных прорезей 10 с отогнутой внутрь верхней кромкой И и наружу нижней кромкой 12. Нижняя часть опускных труб опущена на некоторую величину в жидкость, находящуюся на перегородках 7. Горизонтальные перегородки 7 имеют центральные отверстия, в каждое из которых вмонтирован пеносборник 13, выполненный в виде вертикального патрубка 14 с конусом 15 и зубчатой кромкой 16 в верхней части.
Флотатор работает следующим образом. Исходная вода через патрубок 2 поступает в ёмкость 1 сверху и по опускным трубам 8 сбрасывается в обрабатываемый объём воды флотационной камеры 6. Падающая по трубам жидкость увлекает за собой газ, поступающий в трубы 8 через перфорации 9 из межтрубного пространства ёмкости 1. Вследствие эффекта инжекции через перфорации происходит интенсивный подсос газа в трубы 8. Газожидкостный поток, обладая на выходе из опускных труб 8 больщой кинетической энергией, пронизывает обрабатываемый объём воды во флотационной камере 6 на глубину больще, чем погружены опускные трубы 8. При этом весь газ, привлечённый инжекцией, проникает в слой жидкости и распределяется в виде пузырьков в обрабатываемом объёме флотационной камеры 6, всплывает вверх, захватывая примеси и создавая на поверхности раздела жидкость - газ пену.
Пенный продукт через кромку 16 верхнего пеносборника 13 направляется вниз, а жидкость с верхней перегородки 7 стекает в трубы следзтощей ступени. Далее процесс повторяется до полной очистки жидкости. С нижней перегородки 7 жидкость попадает на дно ёмкости 1, где проходит окончательную очистку и по патрубку 4 вытекает из флотатора. Пена из нижней части ёмкости 1 уходит через кромку 16 нижнего пеносборника 13, где смешивается с пенным продуктом, поступающим с вышерасположенных пеносборников, и через патрубок 5 удаляется наружу.
Предлагаемый флотатор по сравнению с известными обеспечивает развитую и непрерывно обновляющуюся межфазную поверхность благодаря вовлечению в совместное движение жидкостной струёй газа и пронизованию газожидкостными струями жидкостного слоя. Кроме того в предлагаемом флотаторе осуществлён многократный контакт взаимодействующих фаз.
Благодаря предложенной конструкции полезной модели достигаются низкие энергозатраты, высокая эффективность очистки воды и повышение качества очистки путём более полного обогащения жидкости воздухом, а также появляется возможность очищать жидкость с различной начальной концентрацией взвеси, что расширяет область применения флотатора. Составитель описания C2 t Алексеев Д.В.