ФЛОТАТОР

Полезная модель относится к аппаратам для очистки воды от твердых и жидких нерастворимых в воде примесей и может быть использована в нефтегазодобывающей, нефтехимической, химико-фармацевтической, пищевой, металлургической и в других отраслях промышленности.
Прототипом является флотатор (см. Свидетельство РФ на полезную модель №24996, МПК 7 C02F 1/00, БИ №25, 2002 г.), содержащий корпус, горизонтальную перегородку с центральным отверстием, разделяющую корпус на верхнюю камеру с тангенциальным патрубком входа исходной воды и патрубком входа газа и нижнюю камеру с патрубками выхода осветленной воды, выхода пенного продукта и выгрузки шлама, установленную в нижней камере переточную трубу, верхний торец которой вмонтирован в центральное отверстие горизонтальной перегородки, а нижний торец не доходит до днища корпуса, и установленную под переточной трубой с зазором распределительную тарелку.
Недостатками прототипа являются низкое качество очистки воды от твердых и жидких нерастворимых в воде примесей и большая обводненность пенного продукта.
Задачей полезной модели является повышение качества очистки воды и снижение обводненности пенного продукта.
Задача достигается тем, что во флотаторе, содержащем корпус с патрубками входа исходной и выхода осветленной воды, входа газа, выхода пенного продукта и выгрузки шлама, перегородку с центральным отверстием, разделяющую корпус на верхнюю и нижнюю камеры, переточную трубу и распределительную тарелку, согласно полезной модели, перегородка выполнена в виде полого усеченного конуса, обращенного малым основанием вверх, при этом диаметр центрального отверстия перегородки больше диаметра переточной трубы, преточная труба выведена за пределы перегородки вверх и соединена с патрубком входа газа, патрубок входа исходной воды установлен коаксиально в верхнем конце патрубка входа газа, патрубок выхода пенного продукта установлен на корпусе выше большого основания полого усеченного конуса перегородки, а патрубок выхода осветленной воды - ниже малого основания полого усеченного конуса перегородки, на перегородке соосно ее центральному отверстию установлена цилиндрическая обечайка диаметром, равным диаметру центрального отверстия, а к патрубку выхода осветленной воды присоединена установленная в корпусе вертикальная труба, нижний торец которой расположен ниже распределительной тарелки.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором схематически изображен флотатор.
Флотатор содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, перегородку 2 с центральным отверстием 3, выполненную в виде полого усеченного конуса, обращенного малым основанием вверх, и разделяющую корпус на верхнюю 4 и нижнюю 5 камеры, переточную трубу 6 меньшего диаметра, чем диаметр центрального отверстия перегородки, и распределительную тарелку 7.
На корпусе 1 установлены патрубки 8, 9, 10, 11 и 12, соответственно, входа исходной воды, входа газа, выхода осветленной воды, выхода пенного продукта и выгрузки шлама.
Переточная труба 6 выведена наружу перегородки 2 вверх и соединена с патрубком 9.
Патрубок 8 установлен коаксиально в верхнем конце патрубка 9, патрубок 10 установлен на корпусе 1 ниже малого основания полого усеченного конуса перегородки 2 и соединен с размещенной в корпусе вертикальной трубой 13, нижний торец 14 которой расположен ниже распределительной тарелки 7, а патрубок 11 установлен на корпусе выше большого основания полого усеченного конуса перегородки.
На перегородке 2 соосно центральному отверстию 3 установлена цилиндрическая обечайка 15, диаметр которой равен диаметру центрального отверстия перегородки.
Флотатор работает следующим образом.
Исходная вода под давлением поступает через патрубок 8 в переточную трубу 6, образуя при выходе из этого патрубка равномерный по сечению капельный факел распавшихся струй. Нисходящий в переточной трубе 6 капельный поток жидкости увлекает в совместное движение газ, попадающий в переточную трубу из пространства снаружи аппарата через патрубок 9, и вбивает частички этого газа в жидкостной столб в подтопленном участке переточной трубы. В жидкостном столбе подтопленного участка переточной трубы 6 частички газа в виде пузырьков транспортируются жидкостью вниз и при ударе о стенку распределительной тарелки 7 изменяют направление своего движения на радиальное, равномерно распределяясь по поперечному сечению объема обрабатываемой воды в нижней камере 5. Далее газовые пузырьки всплывают вверх, захватывая с собой твердые и жидкие примеси и создавая на поверхности раздела фаз пену. В кольцевом пространстве, образованном стенками обечайки 15 и переточной трубы 6, происходит накопление пенного продукта и как только уровень его достигнет верхней кромки обечайки произойдет сброс пенного продукта в карман, образованный стенками перегородки 2 и корпуса 1. Из кармана пенный продукт с отработанным газом уходит из корпуса 1 аппарата через патрубок 11. Расположение патрубка 11 на корпусе 1 ниже обечайки 15 исключает попадание обрабатываемой в камере 5 воды в обечайку даже при колебаниях нагрузки по жидкости.
Осветленная в камере 5 вода уходит по вертикальной трубе 13 вверх и выходит из аппарата через патрубок 10. Расположение патрубка 10 на корпусе 1 выше большого основания полого усеченного конуса перегородки 2 и ниже его малого основания и соединение этого патрубка с вертикальной трубой 13, нижний конец которой расположен ниже распределительной тарелки 7, исключает попадание воды в обечайку 15 и примесей в вертикальную трубу, а также обеспечивает поддержание уровня жидкости в камере 5 ниже уровня пенного продукта в обечайке. Пенный продукт, как более легкая фаза, накапливается в кольцевом пространстве, образованном обечайкой 15 и переточной трубой 6.
Размещение патрубка 8 в верхнем конце патрубка 9 и их коаксиальное размещение один в другом обеспечивает эффективный подсос газа в переточную трубу 6 выбрасываемой из патрубка 8 жидкостной струей. Шлам выгружается из аппарата через патрубок 12.
Использование полезной модели устраняет такие недостатки, как низкая эффективность очистки воды от нерастворимых в ней твердых и жидких примесей и большая обводненность пенного продукта.
Повышение эффективности очистки достигается за счет увеличения количества газа, доставляемого исходной жидкостью в объем обрабатываемой воды, что стало возможным благодаря размещению патрубка входа осветленной воды в верхнем конце патрубка входа газа, их коаксиальному расположению друг в друге и присоединению переточной трубы к патрубку входа газа.
Снижение обводненности пенного продукта достигается благодаря выполнению перегородки в виде полого усеченного конуса, обращенного малым основанием вверх, размещению патрубка выхода пенного продукта на корпусе выше большого основания полого усеченного конуса перегородки, а патрубка выхода осветленной воды - ниже малого основания полого усеченного конуса перегородки, и установке на перегородке обечайки.