用于浆料脱水的装置和方法_2

文档序号:8464212阅读:来源:国知局
含湿量。该含湿量一般在絮凝粒子间保持小间距,它很难靠重力排水除去。这被认为是毛细管水。
[0034]过去,这样的毛细管水已经由挤压或使用压带机压除。然而,由于压带机的停机时间问题引起了问题。大型的压带可以并将随时间伸展和破裂并需要更换。水力和电的系统对不良的天侯条件或功率波动敏感并易受影响。压带机使用许多容易故障的活动部件。当使用多效压机时,复杂的问题倍增,产生停机时间的主要问题。
[0035]相应地,本发明的进一步目的是提供一种从过滤的固体中除去水的方法和装置,其更简单、更高成本效率、在稳态条件下更容易操作。
[0036]本发明人认识到从轨道筛获得的过滤的固体(或滤饼)可以在滤膜上散开并在低于滤膜的减压条件下脱水。因为滤饼形成有效密封,如果使用适当的膜可获得很有效的脱水。
[0037]相应地,在本发明的第三方面,提供一种用于从已从浆料中分离出来的固体中除去水的装置,该装置包括:
容器,具有第一部分和第二部分,第一部分和第二部分由滤网分隔,滤网被设置以允许水通过并留下固体,
第一部分接受从浆料中分离出的固体,第二部分连接泵组件,该泵组件用于从第二部分脱水并使第二部分相对于第一部分减压。
[0038]本发明进一步提供一种对从浆料分离出来的固体进行脱水的方法,包括以下步骤:
提供一容器,其具有第一部分和第二部分,第一部分和第二部分由滤网分隔,滤网被设置以允许水通过但留下固体,
将从浆料中分离出的固体供给到第一部分中,以在滤网上形成层,
使用泵组件来使第二部分相对于第一部分减压,并从第二部分除去水,使得从固体层除去水。
[0039]发明的详细说明
以下将进一步描述本发明的优选和选定的特性。
[0040]本发明的第一方面的方法和装置可能被用于一般的浆料脱水系统的第一分离步骤。本发明的第二方面的方法和装置可被用于一般的浆料脱水系统的第三分离步骤。本发明的第三方面的方法和装置可被用于一般的浆料脱水系统的进一步水平的处理。
[0041]本发明的第一、第二或第三方面的装置可被用于US5656174中的方法。
[0042]W001/85628中的装置和方法可被用于本发明中可选择的第三分离级中第一方面的装置。
[0043]US6149811中的筛和设备可被用于本发明中第三分离级的第一方面的方法和装置。
[0044]优选地,本发明的第一方面中浆料流脱水的装置进一步包括用于接受次级处理浆料流并从次级处理的浆料流中分离出大于第三尺寸的对象的第三分离器,第三尺寸小于第一和第二尺寸。优选地,本发明的第一方面的方法中,进一步包括将次级处理浆料流供给到第三分离器的步骤,以从次级处理的浆料流中分离出大于第三尺寸的对象,第三尺寸小于第一和第二尺寸。
[0045]本发明的第一方面的第一分离器中,主支撑框架部分优选位于底部上。
[0046]优选地,一偏心传动结构机构连接到主支撑框架以向其施加主动力。优选地,它是一周期性的驱动,如摆动式传动装置。它可以包括一可转动设置的偏心锤。
[0047]发现本发明第一方面的第一分离器的设计允许弹性筛网被可移动支撑框架部分连续地移动,以除去弹性筛网上收集的材料。
[0048]特别优选筛网应被设计使得其可以执行“翻转”或“速动”运动。简而言之,优选设计使得当由可移动支撑框架部分移动时,筛网的相应部分立即从第一位置快速移动到第二位置。优选地,其比执行简谐运动更快地移动。这被发现使得除去收集的材料特别有效。如果弹性筛网包括向上弯曲的侧面,可以获得这个动作。曲线侧面抗拒离开它们的静止位置的初始运动,直到施加足够的力,因此它们迅速地转向一向上弯曲的结构。
[0049]优选地,筛网包括向上弯曲的侧面构成非垂直的、平缓的曲线形状。合适地,该平缓的曲线形状具有最大运转率达到y/x比大约为1.00
[0050]优选地,筛网的向上弯曲的侧面包括筛材料的孔眼。
[0051]优选地,筛网设置在倾斜方向。这样,筛网上收集的材料将进入下游方向,使其可被除去和收集。合适地,筛网设置于与水平方向的倾斜角在5°和30°之间。
[0052]优选地,在筛网长度方向上倾斜角基本上恒定。然而,在筛网长度方向上倾斜角可能变化,从进口端向出口端减小。
[0053]框架组件、筛网支撑和本发明第一方面的筛网可能如W02005/123278或US2005/0274652所述那样。然而,必须改进该装置以加入收集器。
[0054]该收集器可以包含一储罐。优选地,收集器在弹性筛网的整个长度上延伸,使得通过弹性筛网的所有初级处理的浆料可被收集。
[0055]在本发明的所有方面,优选地在各级有进料器,如处理浆料进料的泵。例如,从收集器向第二分离器泵送初级处理浆料的第一泵。可能有从第二分离器向第三分离器泵送次级处理浆料的第二泵。
[0056]一般浆料脱水系统的第二分离器可能包括滤网或旋流器组。然而,特别优选包括滤砂器。
[0057]合适设计的滤砂器可以从McLanahan公司处获得。
[0058]该分离器包括一旋流分离器。其包括一初级处理浆料的第一半径的进口,分离器包括一储罐,其内径在向下的方向上减小。初级处理浆料在分离器顶部以第一半径在切线方向上被供给。这使其环形运动。当浆料下降通过分离器,环形运动被减小的半径加速。收集器,通常称为旋涡溢流管,提供于旋流分离器中心以收集次级处理的浆料。
[0059]当浆料的环形速度增加,悬浮泥沙由于离心效果径向向外移动并进入旋流分离器底部。
[0060]分离器顶部具备空气阀,连接到真空源,比如泵。该阀是可操作的,以控制空气的抽取率和分尚器内部与大气之间的压差。
[0061]在旋流分离器底部有阀。该阀可能是橡胶形成加工。该阀优选重量触发。该阀基于闭合位置。该阀可由作用于阀的沙的重量打开。该阀进一步由分离器进口与大气之间的压差基于闭合位置。使用中,大气与分离器进口之间的压差被用于增强沉淀沙的脱水,使得排出的沙可以相对干。排出受到分离器的压力升高影响,所以沙的重量足以克服下方阀的偏转力。
[0062]一般的浆料脱水系统的第三分离器可能包括本发明第二方面中的管道。本发明第二方面的管道特别适合用于W001/85628中描述的的装置的散布器。其特别可用于其中含有沉积悬浮物的浆料或水的管道。
[0063]其适合用于浆料脱水装置。该装置的其它特征可能如W001/85628所述。
[0064]本发明的浆料脱水装置可能具有多个管道,每个具有相应的脱水装置。优选地,本发明至少有四个管道。它们彼此之间可配置在任何结构。优选地,本发明的管道排成一行。
[0065]如W001/85628中描述的散布器,该管道可具有相同的形状。
[0066]该管道可被称为散布器。
[0067]该管道优选具有一底部和一上部。优选地,底部具有相对低的纵横比的水平部分,例如从1:1到4:1。所述上部优选具有相对高的纵横比的水平部分,例如从40:1到100:1,上部与底部的水平部分面积的比优选从1:1到3:1。优选地,管道为一般的扇形,并且在正面从相对窄的底部通过基本上三角形的中间部分上升到相对宽的上部,并且在侧面为从底部到较窄的上部的锥形。优选地,底部和上部两者的正面和侧面都基本上是矩形的。
[0068]在出口部分和进口部分,进口最大宽度和出口最大宽度在各种情况下由垂直于流体方向的平面和该确定平面的最大宽度决定。
[0069]进口部分优选包括连接提供其中含有固体悬浮物的水的提供处的连接处。提供处可包括传统的管或管道。提供处可依次连接到泵。
[0070]本发明的管道的进口部分可包括可连接两个或更多提供其中含有固体悬浮物的水的提供处的连接处。
[0071]优选地,这些连接处彼此间隔开。这样,来自相应的连接处的水流流过彼此,产生涡流,其具有增加絮凝剂作用于水的时间的效果,而不引入过度的剪切力。
[0072]本发明的管道优选地被配置使得进口部分在垂直方向上低于出口部分。优选地,该管道段配置使得从进口部分到出口部分通过管道的流体方向基本上垂直。
[0073]本发明中特别有益的是,气体随管道中的流动流体而上升到出口部分,在那里可以容易地从水中分离出。
[0074]出口部分合适地配置使得开口具有至少一个水可以流过的直线的边缘。使用中,该直线的边缘优选地定向为基本上水平,这样可以获得在该直线的边缘的整个长度上均匀的溢出。出口部分优选基本上开口在顶端,使得气体可以自由排出。
[0075]本发明的管道可包含顺序安排的至少二个管道部分,一起构成单个管道。管道部分可具有不同的形状。例如,第一管道部分可包括管或导管部分,第二管道部分可包括在垂直于流体方向的方向上提供增加的宽度的几何形状。气体供给部分可能在任一或两个管道部分。第一管道部分在垂直于流体的方向上可能基本上宽度恒定。
[0076]管道优选包括平行并略微地低于直线的边缘设置的凸缘,并与水平方向成30°到60°向下延伸。优选该角度配合于使用管道的框架轨道筛的角度。优选地,与水平方向的该角度从40-55°,优选45到50°。
[0077]气体可从至少下面一个位置引入:
1.具有至少一个供气孔的气体导管,气体导管沿管道段或进口部分的至少一部分延伸,
2.管道段或进口部分的壁上形成的供气孔,
3.延伸通过管道段或进口部分的壁的导管上形成的供气孔。
[0078]气体供给部分可位于任何适当的位置。优选地在管道段的不同位置处存在多个气体供给部分。气体供给部分可位于管道段的中心区域或者管道段的壁附近。气体供给部分可位于进口部分和出口部分之间的任何适当的位置。
[0079]优选地,在管道段的不同位置有至少四个气体供给部分,并更优选至少六个气体供给部分。
[0080]管道段具有垂直于流体方向的截面形状,其具有由较短边和较长边构成的一般的矩形形状,气体供给部分优选靠近至少一个较短的边并优选靠近两条较短的边。
[0081]管道包括具有至少两个相对的发散壁部分的扇形,气体供给部分优选包括沿着或靠近发散壁部分的多个供气孔。这有下列好处,即气体供给部分可以遍布垂直于流动方向的大范围的宽度,因此在穿过基本上整个流体宽度时保证获得均匀的流动速度。
[0082]特别优选气体供给部分包括至少一个并优选两个从进口部分延伸到出口部分的供气导管,并具有多个供气孔。优选地,管道为扇形,并且至少一个供气导管优选地位于邻近扇形管道的至少一个发散壁。
[0083]气体供给部分优选包括供气源。包括高于管道内流体静压的压力的一气体来源。例如,气体可能是来自气体存储器或泵进料。
[0084]该气体可包括任何适当的气体,最方便的是空气。
[0085]优选地,使用气泵。
[0086]本发明中有两个或更多管道时,每个管道可包括单独的气源或单一气源可供给部分或所有管道。
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