ФЛОТАТОР

МКИ CO2F 1/00
ФЛОТАТОР
Полезная модель относится к технике очистки воды от жидких и твердых примесей и может быть использована в нефтегазодобывающей, нефтехимической, химической, пищевой, целлюлознобумажной и других отраслях промышленности.
Известен флотатор, содержащий емкость с патрубками подвода исходной смеси и отвода пенного продукта, осветленной жидкости и шлама, вертикальную цилиндрическую перегородку, установленную соосно, пеносборник, осевую вертикальную трубу, нижний конец которой присоединен к патрубку осветленной жидкости, а верхний размещен внутри вертикальной цилиндрической перегородки ниже ее верхнего торца, и распределительное устройство с перфорациями, установленное в нижней части емкости и присоединенное к патрубку подвода исходной смеси (см. А.с. СССР .№ 1313807, МКИ CO2F 1/00, Б.И. № 20, 1987 г.).
Недостатком известного флотатора является узкая область применения только в случае напорной флотации для жидкостей, насыщенных газом. Это объясняется тем, что распределительное устройство размещено в нижней части емкости и полностью заполнено обрабатываемой жидкостью. Если же исходная смесь, поступающая во флотатор, не насыщена газом, то аппарат будет работать, как отстойник.
Ближайшим заявляемой модели по технической сущности является флотатор, содержащий корпус, горизонтальную перегородку с центральным отверстием, разделяющую корпус на верхнюю и нижнюю камеры, установленную в нижней камере переточную трубу, верхний торец которой вмонтирован в центральное отверстие горизонтальной перегородки, а нижний - не доходит до днища корпуса. Верхняя камера снабжена тангенциальным патрубком входа
исходной воды, а нижняя камера - патрубками выхода пены и очищенной воды. Под переточной трубой установлена с зазором распределительная тарелка, а в нижней части корпуса против патрубка выхода очищенной воды - вертикальная перегородка (см. Труды ТатНИИнефтемаш. Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы в области нефтепромыслового машиностроения, М., ЦИНТИТЭИ по химическому и нефтяному машиностроению, 1992 г., с. 29-34).
Недостатком известного флотатора является низкая надежность при малой величине зазора между переточной трубой и распределительной тарелкой вследствие быстрого забивания его твердыми и смолистыми примесями. Увеличение зазора может исключить забивание его примесями, но тогда поток жидкости будет выбрасывать из переточной трубы в обрабатываемый объем воды крупные пузырьки газа. Суммарная поверхность этих пузырьков небольшая, и поэтому процесс флотации протекает неэффективно, что обуславливает низкое качество очистки воды от примесей.
Задачей полезной модели является разработка такой конструкции флотатора, которая обеспечит высокое качество очистки и высокую надежность аппарата.
Для достижения названного технического результата предлагается флотатор, 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, и установленную в нижней камере переточную трубу, верхний конец которой вмонтирован в центральное отверстие горизонтальной перегородки, а нижний - не доходит до днища корпуса. Под переточной трубой установлена распределительная тарелка, а в нижней части корпуса против патрубка выхода осветленной воды - вертикальная перегородка.
В отличие от известного в предлагаемом флотаторе распределительная тарелка установлена на пружинах с возможностью ограниченного перемещения вниз-вверх. Кроме того, нижняя кромка переточной трубы выполнена зубчатой.
fVQQil
Флотатор поясняется чертежом.
Флотатор содержит корпус 1, горизонтальную перегородку 2 с центральным отверстием, разделяющую корпус на верхнюю и нижнюю камеры 3 и 4. В нижней камере 4 установлена переточная труба 5, верхний торец которой вмонтирован в центральное отверстие горизонтальной перегородки, а нижний не доходит до днища корпуса.
Верхняя камера 3 снабжена тангенциальным патрубком 6 входа исходной воды и патрубком 7 входа газа, а нижняя камера 4 - патрубком 8 выхода пенного продукта, патрубком 9 выхода осветленной воды и патрубком 10 выгрузки шлама. В нижней части камеры 4 против патрубка 9 установлена вертикальная перегородка 11.
На нижнем конце трубы 5 укреплена щайба 12, а под этой трубой на пружинах 13 установлена с возможностью ограниченного перемещения вниз-вверх распределительная тарелка 14. Один конец каждой пружины 13 укреплен на тарелке 14, а другой - на шайбе 12. Нижняя кромка 15 трубы 5 выполнена зубчатой.
Флотатор работает следующим образом. Исходная вода поступает через тангенциальный патрубок 6 в камеру 3 корпуса 1, в которой вращает воду, находящуюся на перегородке 2. Нри истечении воды из камеры 3 в переточную трубу 5 в приосевой зоне этой камеры образуется вращающаяся «воронка, способствующая интенсивному подсосу газа в трубу 5. Газ поступает в камеру 3 через патрубок 7. В трубе 5 подающий поток воды распадается на капли, которые вбивают частички газа в гидродинамический столб, формирующийся в подтопленном участке трубы. В этом гидродинамическом столбе газ в виде пузырьков транспортируется потоком жидкости в нижнюю часть камеры 4. Встречая на своем пути тарелку 14, газожидкостной поток воздействует на нее и изменяет направление своего нисходящего движения на радиальное. Под воздействием колеблющегося гидродинамического столба тарелка 14 приобретает колебательное движение вниз-вверх, при этом пружины 13 стремятся прижать тарелку к зубчатой кромке 15 трубы 5, а поток стремится отжать тарелку вниз.
В результате колебательного движения гидродинамического столба в трубе 5 и подпружиненной тарелки 14 происходит интенсивное дробление газовых пузырьков как в самом гидродинамическом столбе, так и при выбросе газожидкостного потока через непрерывно изменяющийся по величине зазор между колеблющейся тарелкой и зубчатой кромкой 15 трубы 5. В момент касания тарелки 14 о зубчатую кромку 15 трубы 5 поток выбрасывается из трубы через щели, образованные тарелкой и зубчатой кромкой. Мелкие пузырьки газа, выброшенные из трубы 5 в нижнюю часть камеры 4, всплывают вверх, захватывая твердые и жидкие примеси и создавая на поверхности обрабатываемого объема воды пену. Пенный продукт удаляется из камеры 4 емкости 1 через патрубок 8, а очищенная от примесей вода уходит через патрубок 9 Перегородка 11 исключает попадание примесей в уходящую в патрубок 9 осветленную воду.
Небольшая поверхность контакта зубчатой кромки 15с тарелкой 14 исключает слипание тарелки с трубой 5.
Предполагаемая модель, благодаря размещению распределительной тарелки под переточной трубой 5 на пружинах с возможностью ограниченного перемещения вниз-вверх и выполнению нижней кромхи переточной трубы зубчатой, обеспечивает тонкое дробление газовых пузырьков, доставляемых потоком в обрабатываемый объем воды, и исключает забивание зазора между распределительной тарелкой и зубчатой кромкой переточной трубы твердыми и смолистыми примесями. Это обуславливает высокую надежность работы флотатора и высокую степень очистки воды от примесей. Флотатор эффективен в работе как при безнапорной, так и при напорной флотации.