专利名称：浆体固液分离方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及浆体固液分离的方法和设备，上述浆体固液分离适用于石膏浆体的简化脱水，该石膏浆体是在基于湿式石灰-石膏法的脱硫系统中作为一种副产品形成的。
在基于湿式石灰-石膏法的脱硫系统中，利用一种其中具有悬浮石灰石的浆体在进行其中和反应时吸收烟道气中存在的二氧化硫(SO2)。然后，使产生的浆体与吹入一个底槽中的空气接触，以便它完全被氧化而形成石膏作为一种副产品。下面将参照图8来阐明常规的基于湿式石灰-石膏法的脱硫系统的一个实施例。
在图8的方法中，未经处理的烟道气A被从烟道1引入吸收塔2中，在吸收塔里使未经处理的烟道气A与一种利用一个循环泵3加到吸收塔2的上部的吸收液接触，以便通过吸收到吸收液中除去其中的二氧化硫。此后，将已经处理过的烟道气B经由一个烟道4从系统中排出。另一方面，吸收液流入一个安装在吸收塔2下部中的槽5内，在槽5内吸收液与从设置在槽5底部处的供气管6供给的空气接触，并因此氧化而形成石膏。
在槽5内的吸收液中，固体颗粒包括石膏(CaSO4·2H2O)和用作一种吸收剂材料的石灰石(CaCO3)，它们通过用一个搅拌器7搅拌而悬浮起来。将这个吸收液用一个浆体排放泵8排出并引入一个浓缩机9中。所产生的浓缩物D被送到一个固液分离器10里并在其中过滤。将作为一种副产品而形成的石膏E从系统中排出。另一方面，将来自浓缩机9的透明上清液F和来自固液分离器10的滤液送到一个滤液槽11里，向滤液槽11中加入作一种吸收剂材料用的石灰石，并将产生的浆体再送回到槽5里。
在该惯用方法中，要求固液分离器10分离悬浮在吸收液中的固体(亦即，石膏和石灰石)。对这种固液分离来说，可以用图9所示的设备中的任何一种。
图9(a)示出一种离心分离器20的例子。这是这样一种技术，其中将浓缩物D加到一个转筒里，该转筒的侧壁用一种过滤介质22制成，并且此转筒被一个电动机在高速下旋转以除去水H并因而回收石膏。图9(b)示出一种采用压滤机的技术，其中一个过滤器22用浓缩物D装填并在压板26之间被压缩，以除去水并因而回收石膏。图9(c)示出一种采用带式过滤设备30的技术。也就是说，当浆体12被输送到一个由一个辊31和一个主动辊32驱动的过滤带23上时，利用设置在过滤带23下面的一个真空室35抽真空，以便除去水而回收石膏E。
因此，通过采用包括上述设备中任一种的固液分离器10来回收作为一种副产品形成的石膏E。但是，这三种技术全都由于装备的构造而造成装备的成本增加，并且还要求管理消耗品如过滤器和过滤带22的供应。因此，在发展中国家，从环境保护的观点来看安装烟道气脱硫系统有日益增长的趋势，但问题的现状是，由于经济的原因而基本上阻碍了烟道气脱硫系统的推广。
为了解决这些问题，本发明人先前提出了在图10(a)、10(b)和10(c)中示出的另一种常规技术。这是一种简化的脱水技术，其中将一种浓缩物D送到一个过滤槽50里，过滤槽50的底部装备有由砾石和砂子组成的滤层51、52和53。图10(a)示出这样一种情况，其中在将浓缩物D注入槽中并令其静置后，产生一种透明的上清液F。在排放掉这种透明的上清液后，用如图10(b)中所示的一个振动器55振动该十分浓的浆体12，以便从中除去另外的水H。因此，如图10(c)中所示，作为一种副产品得到的石膏E被沉积在槽50中。这种石膏具有约20％的含水量并处于一种已经固化的状态。
按照这项技术，得到脱水的石膏E作为一种副产品而不需要任何特别的装备。但是，在这项技术中所用的过滤槽50的结构如下(a)过滤槽50包括一个用混凝土块或类似物制成的大尺寸沉淀池。(b)设置在槽的底部的滤层51、52和53靠近地面。(c)过滤槽50的尺寸约为10m×10m×5m(高)。因而，为从过滤槽50中排出沉降和固化的石膏，要求用钻岩机或类似机械的困难操作。而且，需要安装许多个这种大尺寸的过滤槽50，这项技术还具有要求一个很广的安装场地的缺点。
如上所述，从成本、安装场地和工作效率的观点来看，常规的固液分离器具有各种缺点。
因此，本发明的目的是通过提供用于浆体固液分离的方法和设备来克服这些缺点，其特征在于成本低，安装场地需求较小且工作效率高。发明的提要按照本发明，提供了一种用于浆体固液分离的方法，它包括以下步骤将一种浆体注入一个在其底部安装一个活动过滤器的槽中，并让浆体中所含的固体物质自然沉降；在排放掉浆体上的透明上清液之后或是在排放该透明的上清液时，通过对槽施加振动来浓缩浆体；以及在浆体浓缩之后，移去过滤器并在槽下面排出由浆体浓缩而产生的固体滤饼。
在本发明的方法中，可以将许多个这样的槽安排成呈圆形并适合于间歇地回转移位，并且通过在一个固定位置处陆续地将浆体注入槽中，可以将该浆体连续地送到槽里。
本发明的方法可以用这种方式进行，即在一个预定的停止位置处将浆体注入安排成呈圆形的许多个槽当中一个选定的槽中，在另一个停止位置处排放掉透明的上清液，在又一个停止位置处对该选定的槽施加振动，并在再一个停止位置处排出由固液分离所得到的固体滤饼，因而当该选定的槽转了一圈时，就完成了该选定的槽内浆体的固液分离。
在本发明的方法中，可以在一个槽或多个槽下面安装一个真空装置，以便经过一个过滤器或多个过滤器抽真空并因而加速液体的分离。
在本发明的方法中，可以用下述方法在一个固定位置处从槽中排出滤饼，即升起槽，从槽的底部移开过滤器并将它移动到一边，降下槽，然后在槽下面推出滤饼。
在本发明的方法中，可以用下述方法在一个固定位置处从槽中排出滤饼，即从槽的底部向下打开过滤器，在槽下面推出滤饼，然后将过滤器关闭到它的起始位置。
在本发明的方法中，当在槽的下面推出滤饼时，槽的侧壁可以用一个振动器振动。
在本发明的方法中，浆体可以包括例如一种石膏浆体，它在基于湿式石灰-石膏法的一种脱硫系统中作为一种副产品形成。
按照本发明，还提供一种用于浆体固液分离的设备，其中许多个槽每个都在其底部装配一个活动过滤器，将这许多个槽安排成呈圆形并适合间歇地回转移位；在相应的停止位置处安装了用于将浆体送入槽里的装置、用于从槽中排放掉水的装置、用于对槽施加振动的装置、和用于移开过滤器并在槽下面排出产生的固体滤饼的装置，因而当一个选定的槽转了一圈时，就完成了浆体在该选定的槽内的固液分离。
在本发明的设备中，可以在各槽的下面安装一个真空装置，以便经由过滤器抽真空并因而加速液体的分离。
按照本发明，注入槽内的浆体中存在的液体以透明的上清液和透过过滤器的过滤液的形式除去，上清液是利用自然沉降或施加振动产生的。另一方面，由于施加振动的结果，固体在很短时间内就形成具有含水量低的滤饼。而且，这种滤饼每次都是通过从槽的底部移开过滤器从槽的下面开口端排出。
因此，与图10中所示的固液分离技术相比，由固液分离所得到的滤饼可以很容易在一个很短时间里排出。这样，能够明显改善单位时间或单位槽体积的生产率，或者在相同的生产率下能够显著减小槽的容积。结果，能够达到显著缩减装备尺寸和降低对安装场地的要求。在这方面，由本发明所作的试验计算表明，最重要的考虑因素装备成本可以减少到在先有技术中所需的成本的1/3-1/10。
因此，在将本发明应用到一种在基于石灰-石膏法的脱硫系统中形成的石膏浆体的地方，在促进发展中国家和类似的由于经济和其它原因而显著防碍烟道气脱硫系统推广的地方安装烟道脱硫系统将是有效的。
而且，如果一种浆体是通过采用按照本发明的许多个槽并将浆体陆续注入这些槽中而连续供料的话，则该浆体的固液分离可以用简单而小尺寸的装备结构连续进行。此外，因为所产生的固体滤饼能够通过从槽的底部移开过滤器而简单地排放，所以本发明的固液分离方法有可能很容易自动化和容易维护，并因而在工作效率方面产生明显的改善。
例如，可以将许多个这种槽安排或呈圆形并且适合旋转式和间歇式移位，并且可以通过在一个固定位置处将浆体陆续注入槽中而连续地将浆体送入槽里。因此，用简单的装备结构可以连续进行浆体的固液分离。
而且，本发明的方法可以以这种方式进行，即在一个预定的停止位置处将浆体注入安排成呈圆形的许多个槽当中一个选定的槽中，在另一个停止位置处从中排放掉所产生的透明的上清液，在又一个停止位置处对该选定的槽施加振动，并在再一个停止位置处排出由固体分离所得到的固体滤饼，因而当该选定的槽转了一圈时，就完成了该选定的槽内浆体的固液分离。因此，对所有的槽都可以在相同的位置处进行各种步骤中的每一个步骤，这些步骤包括注入浆体排出透明的上清液、施加振动、和排放滤饼。这使它能达到特别高的工作效率并简化了装备的结构。
而且，可以在各个槽的下面安装一个真空装置以便经由过滤器抽真空。这进一步加速液体的分离并因而造成生产率进一步改善。
此外，当在槽的下面推出槽内滤饼时，槽的侧壁可以用一个振动器使之振动。这使滤饼能更平稳地被排出，并因而造成生产能力进一步改善。
图1包括几个视图，用于说明本发明的方法的一部分；图2包括几个视图，用于说明本发明的方法的另一部分；图3包括几个视图，示出在本发明的方法中取出滤饼步骤的一个实施例；图4包括几个视图，示出供本发明使用的一种过滤装置的例子；
图5是按照本发明的一种固液分离设备的平面图；图6是本发明的固液分离设备沿图5中线B-B所作的剖面图；图7包括几个视图，示出供本发明使用的各种类型的槽；图8是一个示意图，用于说明基于湿式石灰-石膏法的一种烟道气脱硫方法；图9包括几个视图，示出各种类型的惯用固液分离设备；和图10是一系列视图，示出一种用于简化脱水的惯用方法。
下面将结合
本发明的一个实施例。
首先，参照图1和2说明这一实施例的原理和重要的部分结构。本实施例以分批操作为基础并使用许多个过滤槽300。但是，为了使说明简单起见，这里只对一个槽300说明一系列步骤。
图1(a)示出一种浓缩物D已经被送入其中的过滤槽300的状态。一个过滤装置250被安放在过滤槽300的下面。槽300内浓缩物D中所含的水用这个过滤装置250分离并排放掉。在这个视图中，标号95表示一个架子。
图1(b)示出过滤槽300的如下状态其中的一种石膏浆体12在经过一定的时间后已经分离和沉降，以便水H从底部除去并在浆体的上面得到一种透明的上清液F。透明的上清液用一个排放装置130排放掉。
此后，如图1(c)中所示，将一个振动装置140插入石膏滤饼19中，该滤饼19已经部分脱水并因此减少了含水量。这样，通过向滤饼19上施加振动使其进一步脱水。在石膏滤饼上面已经得到的水用一个排放装置130排放掉。由于这种施加振动的结果，石膏失去水并因而逐渐变得固化。
当达到一个预定的含水量(约为20％或更少)时，用一个升降机500在槽300的凸缘处夹住它，并将其升起例如约20mm，如图2(a)中所示。槽300被升起后，用一个滑动机构600将过滤装置250从系统中拉出。用水洗涤该过滤装置250。
然后，操纵升降机500以放下升起的槽300，直至它再次搁在架子95上时为止。此后，用一台压机260，将槽内的石膏滤饼19向下推出，如图2(b)中所示。在这一步骤，通过将一个振动器550的振动施加到槽的侧壁上，能够更容易地排出石膏滤饼19。
此外，在这一步骤，一个滤饼承载升降器510等在槽的下面，接收排出的石膏滤饼19，并将它运送到一个预定的位置。
在滤饼被排出后，操纵升降机500以再次升起槽300，并将洗涤过的过滤装置250推入合适位置。此后，再次将槽300降低到过滤装置250上，以便槽300返回它的起始状态。这样，从图1(a)的脱水步骤开始的一轮新的周期重新开始。
图3示出用于将过滤装置250移出系统的另一种方法和装置。这个实施例是这样的，即过滤装置250具有一个打开/闭合装置255，它设置在槽300的底部，如图3(a)中所示，并且在排出滤饼19的步骤，过滤装置250被打开，如在图3(b)中所示。在如图2(b)中所示用压机260将滤饼19向下推出后，操纵打开/闭合装置255以便将过滤装置250向上移动并将它再次设置在槽300的底部，如图3(a)中所示。
在这个实施例中，打开/闭合装置255可以包括一个使用导轨的自动装置或一个使用动力缸、电动机等的机械装置。
图4示出过滤装置250的一个例子。图4(a)示出其结构。特别是，为了保持槽的重量，其最下面的层包括一个冲孔金属253，它用一种厚金属板制造并具有若干大直径的冲孔。这种具有许多大直径冲孔的冲孔金属的平面图在图4(c)中示出。设置在这个冲孔金属253上的是一个过滤器252，它夹在两个冲孔金属251之间，冲孔金属251用一种薄金属板制造并具有许多很小直径的冲孔。上述过滤器252可以包括丝网或滤布。这种具有许多很小直径冲孔的冲孔金属的平面图在图4(b)中示出。
如上所述，本发明的方法包括使一种浆体在一个过滤槽中经受沉降、振动和排放步骤，并且然后从槽中排出脱过水和固化了的石膏滤饼。
石膏的这种分离可以通过在一个圆形转台上设置许多个这种槽并将它们间歇地回转移位，以连续地分批操作的方式进行。而且，本发明的方法能够以这种方式全自动化。
图5和6示出这种连续分批式固液分离设备的一个具体实施例。现在，下面将说明该设备和使用该设备的固液分离方法。
图5是上述设备的平面图，而图6是沿图5中线B-B所作的剖面图。
首先，参照图5说明用这种设备的固液分离方法的各个步骤。在这个实施例中，将八个过滤槽300-307安排成呈圆形并以一个预定的间距间歇地回转移位，使得当槽转一圈时完成每个过滤槽中的固液分离。
在图5的设备中，一种浓缩物经过一个浓缩物供应管120被送入槽300里。在经过一预定时间后，槽300旋转一个间距，并移动到图5中槽301所占据的停止位置。当槽300由此移动到槽302的停止位置时，让槽300内的浓缩物自然沉降，以便产生图1(b)中所示的状态。此后，槽300移动一个间距并到达停止位置303，在那儿用一个排放装置130排放掉所产生的透明上清液。此外，槽300移动两次每次一个间距，并在停止位置304和305处对其施加振动。这种状态在图1(c)中示出。
接着，槽300移动一个间距并在停止位置306处排放掉所产生的透明上清液。当槽300到达停止位置307时，用一台升降机500升起槽300，并用一个滑动机构600拉出过滤装置250。此后，再次将槽300安放在架子95上，并用一个压机260排出槽300内固化的石膏。其后，再用升降机500升起槽300，用滑动机构600插入过滤装置250，并再次将槽300安放在过滤装置250上。
然后，槽300移动一个间距并到达开始的停止位置300，在那里再次将浓缩物送入槽里。因此，这种设备是一种连续分批式的，在该设备中各个槽在每个位置都停止一个预定的时间段，并且然后以一个预定的间距回转运动。
下面，参照图5来说明在这种设备中所应用的旋转机构。槽300-307被安排成呈圆形，并且用于这些槽的架子95装配有若干个轮子(图5中未示出)。这些轮子位于环形转台800和801上。这些转台800和801用连杆802彼此相互固定。
各个槽搁在其上的架子95由拉撑杆805连接并彼此相互固定。
此外，在这些槽安排在其中的圆形的圆心设置一个旋转装置700。这个旋转装置700包括一个杆件702，它随着一个动力缸701的伸长或收缩而摆动。杆件702的末端压靠在一个设置在每个槽架子95的内侧的推板703上。因此，杆件702的旋转力通过推板703传递到槽架子95上，以便所有的槽都移动一个间距。在移动之后，由于动力缸701收缩的结果，杆件702返回到它的起始位置。在此过程中，如下所述，杆件702的末端不与下一个槽的架子95的推板703接触，只有杆件702返回其起始位置而所有的槽架子95则留在移动一个间距的状态。为了在杆件702返回其起始位置时不与下一个推板703接触，交替地改变推板的垂直位置，并例如使杆件702的末端适应推板703的垂直位置而垂直地移动。
而且，一个止动器704用来控制槽架子95，以便它们在移动一个间距后，停止在预定的相应位置处。此外，这些停止位置可以通过改变止动器704或类似物的设定位置来精细调节。
因此，每当旋转装置700的动力缸701伸长一次，这些槽就移动一个间距。
在所示的实施例中，未示出真空装置。但是，可以在设置在槽下面的过滤装置的下面安装一个真空室并且在连续抽真空的同时进行这个方法。尽管交替地进行施加振动和排放透明上清液，但是在从槽中排放透明上清液时对槽施加振动也是可以的。而且，在由于静置一个预定的时间段时大量滤液从底部流出而产生少量透明上清液的情况下，排放步骤可以省去。此外，如果只靠重力就可以排出石膏滤饼19，那么压机260及用它挤压的操作将是不必要的。
至于槽的形状，可以使用在顶部和底部具有开口端的任何所希望形状的槽，因为槽的性能不取决于它们的形状。例如，槽可以如图7(a)所示为圆筒形，如图7(b)所示为方盒子形，如图7(c)所示为锥形，或如图7(d)所示为在底部比在顶部具有较大开口端的形状。
此外，很显然，本发明不限于石膏浆体的固液分离，将它应用于类似浆体可以得到相同的效果。
权利要求
1.一种浆体固液分离方法，该方法包括以下步骤将一种浆液注入一个在其底部装配有一个活动过滤器的槽中，并让浆体中所含的固体物质自然沉降；在排放浆体上面所得到的透明上清液之后或是在排放所述透明上清液时，通过对所述槽施加振动使浆体浓缩；以及在浆体浓缩之后，移开所述过滤器并在所述槽的下面排出由浆体浓缩所产生的固体滤饼。
2.如权利要求1所述的浆体固液分离方法，其特征在于将许多个所述槽安排成呈圆形并适合于被间歇地回转移位；通过在一个固定位置处将浆体陆续注入所述槽中而连续地将浆体送入所述槽里。
3.如权利要求2所述的浆体固液分离方法，其特征在于，该方法以这种方式进行，即在一个预定的停止位置处，将浆体注入所述安排成呈圆形的许多个槽当中一个选定的槽中，在另一个停止位置处从中排出透明的上清液，在又一个停止位置处对该选定的槽施加振动，并在再一个停止位置处排出由固液分离所得到的固体滤饼，因而当该选定的槽转了一圈时，完成了选定的槽内浆体的固液分离。
4.如权利要求1-3所述的浆体固液分离方法，其特征在于，将一个真空装置安装在所述一个槽或多个槽的下面，以便经由一个过滤器或多个过滤器抽真空，并因而加速液体分离。
5.如权利要求1所述的浆体固液分离方法，其特征在于，在一个固定位置处，通过下述方法从所述槽中排出滤饼，即升起所述槽，从该槽的底部移开所述过滤器并将它移到旁边，下降所述槽，然后在所述槽下面推出滤饼。
6.如权利要求1所述的浆体固液分离方法，其特征在于，在一个固定位置处，通过下述方法从所述槽中排出滤饼，即从所述槽的底部向下打开所述过滤器，在所述槽下面推出滤饼，然后将所述过滤器关闭到它的起始位置。
7.如权利要求5或6所述的浆体固液分离方法，其特征在于当在所述槽下面推出滤饼时，用一个振动器振动所述槽的侧壁。
8.如权利要求1-7之一所述的浆体固液分离方法，其特征在于该浆体是一种在基于湿式石灰-石膏法的脱硫系统中作为一种副产品形成的石膏浆体。
9.一种用于浆体固液分离的设备，其中许多个槽每个都在其底部装配一个活动过滤器，这些槽被安排成呈圆形并适合间歇地回转移位，并且在相应停止位置处安装了用于从槽中排放水的装置、用于对槽施加振动的装置、以及用于取下过滤器并在槽的下面排出所产生的固体滤饼的装置，从而当一个选定的槽转一圈时，完成了该选定的槽内浆体的固液分离。
10.如权利要求9所述的用于浆体固液分离的设备，其特征在于在所述的各槽下面安装一个真空装置以便经由过滤器抽真空，并因而加速液体的分离。
全文摘要
本发明提供一种用于浆体固液分离的方法,该方法包括以下步骤:将浆体注入一个在其底部装配一个活动过滤器的槽中,并让浆体中所含的固体物质自然沉降;在排放掉浆体上面所得到的透明上清液后或是在排放该透明上清液时,通过对该槽施加振动浓缩浆体;及在浆体浓缩后,取下过滤器并在槽的底部排出由浆体浓缩所产生的固体滤饼。这个方法其特征在于:成本低、装备安装场地需求较小以及工作效率高。
文档编号B01D36/00GK1194882SQ98104310
公开日1998年10月7日 申请日期1998年1月25日 优先权日1997年1月29日
发明者日野正夫, 鬼冢雅和, 饭伏顺一, 多谷淳, 鹈川直彦, 谷本楯夫 申请人:三菱重工业株式会社