用于浆料脱水的装置和方法_3

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[0087]使用气体导管时,直径将取决于气体流率,但直径一般为大约12.7mm (0.5英寸)。
[0088]可提供气体供给部分控制以保证气体在控制速率下供给。该控制可包括控制泵的操作速率的设备、阀或两者的组合。
[0089]管道段内部的不同位置有多个供气孔并且管道段被配置使得进口部分低于出口部分,优选较低的孔有较大的孔径尺寸,使得气体供给部分量在管道段内部不同的高度基本上相同。如果该孔具有相同的形状,管道向下的较低处的较高的流体静压将减少较低供气孔处的流率,其有助于不均匀流。
[0090]到管道段的气体供给部分总体积可取决于所属技术领域的专业人员以获得管道段内部含有悬浮固体的水的满意的,均匀流率。
[0091]体积流量可与供气孔的数目平衡。
[0092]优选地,供气孔按恒定距离设置,使得整个水中有均匀分布的气体。例如,供气孔可彼此相距距离在范围lcm-20cm内,更优选5cm-10cm。优选水中形成的气泡相对小,具有直径大至约1cm,气泡引起最小的瑞流。
[0093]气体供给部分中气体的压力适合在范围100X 13至1500X 10 3 Pa (15_225psi)标准量度,更优选300 X 13Pa至1000X 103 Pa (45_150psi )标准量度,最优选600 X 13Pa至800X 103 Pa (90-120psi)标准量度。气体供给部分流率适合为0.02-0.1m3每管道,最优选0.08-0.lm3,其等于四个管道中11-15立方英尺/分。
[0094]有多个供气导管时,每个导管可由单独的压力控制提供气体。这可以帮助调节气体流率以保证整个管道中均匀的流率。优选地,每个压力控制可独立于其它而操作。
[0095]操作中,如果管道段被阻塞,气体流率可局部地增加以冲洗有关的段。
[0096]通过管道的水的流率取决于使用条件,但合适的在2m3每分钟至1m 3每分钟范围内,更优选大约8m3每分钟至12m 3每分钟(大约2000-3000美加仑每分钟)。水的流率适合用于与上述气体流率相关联。
[0097]本发明的管道适合用于絮凝浆料脱水。该方法中,絮凝剂合适地按照1-1Okg每吨浆料中固体物料的比率被加到浆料中,优选大约2.3-3.2kg (5-71b)每吨浆料中固体物料。优选地,浆料包括从几乎零至25体积百分数的固体。
[0098]本发明的管道可用于W001/85628中的仪器,为任何目的其中内容作为参考与本文结合。
[0099]本发明的第三方面的装置可被用于US5656174中的方法和装置。其可在W001/85628中的装置之后使用,以从浆料中被轨道筛分离出的絮凝固体除去毛细管水。
[0100]本发明第三方面的容器可为任何适当的形状。该容器可具有一顶部开口。容器的侧壁和底部优选不透气和不透水,以防止固体的渗漏并允许第二部分中的压力减小。
[0101]在特别优选实施例中,容器包括水运的容器,比如驳船。多数情况下浆料从水中获得时,例如湖泊,将有适当的地方停留驳船。由于它的性质,水运的容器是不漏水的。
[0102]该容器可由任何适当材料构成,例如,金属或合成材料,比如复合材料,例如玻璃钢。普通的钢容器是特别优选的,因为它便宜并便于制造。
[0103]第一部分和第二部分可位于彼此之间相对的任何结构,使得来自第一部分的水可以流过滤网至第二部分。第一和第二部分可彼此相邻设置。然而,特别优选使用中第一部分位于第二部分上面,提供重力脱水的附加效果。
[0104]第一部分和第二部分被一种构件彼此分离,优选包括滤网。优选地,滤网占分离第一部分和第二部分的大部分面积,提供大的过滤面面积。优选地,其占至少50%的构件面积,更优选地超过75%并优选为90-100%。
[0105]滤网必须能够允许水通过并保持主要部分的固体。滤网的孔径大小将取决于处理的絮凝固体的性质。
[0106]孔隙率(孔面积的百分比)优选为高以允许高的水分转输。
[0107]优选实施例中,过滤介质包括织造或非织造热塑性的土工织物,其类型已知用于地面加固,路面承重层的制造等等,例如橡胶织造土工织物。
[0108]过滤介质可以包括玻璃纤维,或例如木肩或沙材料的层。这样的不构成粘结的结构的过滤介质被使用时,可能有支撑该过滤介质的过滤支撑介质。
[0109]优选固体过滤介质,脱水的固体可容易地除去,允许其被再使用。非结构态的介质必须从脱水的固体除去并同时抛弃。
[0110]滤网优选被支撑框架支撑。该支撑框架可由任何适当的材料构成,例如钢。可能以任何适当的形式,例如格子或类似的结构。
[0111]优选地,第二部分高度范围为100-400mm,优选200-300mm以作为水收集区域。
[0112]泵组件可包括单个泵,其同时除去水并相对第一部分降低第二部分的压力。
[0113]然而,已经发现优选提供泵组件包括水泵,用于从第二部分的下部中抽水,以及空气泵,用于降低第一部分下方的压力,空气泵连接第二部分的上部。
[0114]传感器可被提供以确定第二部分的水位。如果水位低于预定水平,传感器可设置关闭水泵。传感器可以确定是否水位升高高于第二预定水平,如果水位超过该水平,传感器设置关闭空气泵。传感器可包括挡板阀和漂浮物。
[0115]本发明的第三方面的方法中,在分离过滤过程中从浆料中过滤的固体被供给到第一部分,使得其遍布筛网,直到形成完全的层。该完全的层将自然地封闭第二部分,允许其中的压力降低。
[0116]已经发现从浆料中过滤分离出的固体本质上是触变的。相应地,它们在滤网上形成层时,它们有效地变成固体,形成好的封闭。
[0117]—旦压力降低,固体物质中的毛细管水以高速排出。
[0118]不希望受到理论限制,可以理解这起因于伯努利效应,降低的压力被释放以加速固体物质的孔中的水的流速。
[0119]一旦第二部分中的水位到达预定水平,打开泵组件和水泵以除去水。稳定工况下,当水泵从第二部分除去水并且空气泵或泵组件保持第二部分的压力低于第一部分时,从浆料中除去的固体连续供应进入第一部分。
[0120]这可以延续直到第一部分可以不包含更多的脱水固体。
[0121]在这阶段,停止供给过滤的固体。泵组件或空气泵和水泵的脱水可继续,直到足够量的水被除去。脱水的固体可由任何合适的方法从第一部分除去,例如由机械设备,比如勺或铲。
[0122]优选地,第一部分配置使得固体可以堆积深度超过0.5m,更优选在0.5m_l.5m范围,最优选大约lm。
[0123]过滤介质可需要定期清理以除去阻塞气孔的破碎或降解的絮状物。清理可使用高压软管进行。
[0124]优选地,水泵或泵组件可在高达约100加仑每分钟或更高的速率下操作。
[0125]从浆料中过滤出的固体的含水率在20-60%重量范围内,在本发明第三方面的脱水步骤之前优选20-40%重量。
[0126]可提供多个容器,当其中一个卸料或清理时,另一个可被装满。
[0127]更具体而言,根据本发明,提供了一种在从水中分离悬浮固体的装置中使用的管道,所述管道包括:进口部分,接收含有固体悬浮物的水流,进口部分限定了进口流体方向并在垂直于进口流体方向的方向上具有进口最大宽度,出口部分,输送含有固体悬浮物的水流,出口部分限定了出口流体方向并在垂直于出口流体方向的方向上具有出口最大宽度,出口最大宽度大于进口最大宽度,连接进口部分和出口部分的管道段,在进口部分或管道段内提供至少一个气体供给部分,以允许气体被供给到含有固体悬浮物的液体流中。
[0128]根据本发明的管道的一实施例,包括底部和上部,底部具有相对低的纵横比的水平截面,并且上部具有相对高的纵横比的水平截面。
[0129]根据本发明的管道的一实施例,底部的纵横比在1:1到4:1的范围内。
[0130]根据本发明的管道的一实施例,上部具有纵横比在40:1到100:1范围内的水平截面。
[0131]根据本发明的管道的一实施例,上部和底部的水平截面积的比在1:1到3:1范围内。
[0132]根据本发明的管道的一实施例,所述管道为大致扇形,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上部的锥形。
[0133]根据本发明的管道的一实施例,进口部分在垂直方向上低于出口部分。
[0134]根据本发明的管道的一实施例,气体供给部分包括至少一个具有至少一个供气孔的气体导管,气体导管沿至少部分管道段或进口部分延伸。
[0135]根据本发明的管道的一实施例,气体供给部分包括在管道段或进口部分的壁上形成的供气孔。
[0136]根据本发明的管道的一实施例,气体供给部分包括在延伸通过管道段或进口部分的管道的壁上形成的供气孔。
[0137]根据本发明的管道的一实施例,在管道段的不同位置处存在多个气体供给部分。
[0138]根据本发明的管道的一实施例,在管道段的不同位置处存在至少四个气体供给部分。
[0139]根据本发明的管道的一实施例,在管道段的不同位置处存在至少六个气体供给部分。
[0140]根据本发明的管道的一实施例,所述管道包括具有至少两个相对的发散壁部分的扇形,气体供给部分包括沿着或靠近发散壁部分分布的多个供气孔。
[0141]根据本发明的管道的一实施例,包括供气源。
[0142]根据本发明的管道的一实施例,供气源包括泵。
[0143]根据本发明的管道的一实施例,供气源包括气体存储器。
[0144]根据本发明的管道的一实施例,气体包括空气。
[0145]根据本发明的管道的一实施例,气体供给部分包括供气控制部。
[0146]根据本发明的管道的一实施例,包括设于管道段内部不同高度处的多个供气孔,管道段中较低的孔比较高的孔具有更大的孔尺寸。
[0147]更具体而言,根据本发明,还提供了一种供给含有固体悬浮物的水的方法,用在从水中分离固体的方法中,该方法包括将含有固体悬浮物的水供给到管道中,所述管道包括:进口部分,该进口部分限定了进口流体方向并在垂直于进口流体方向的方向上具有进口最大宽度;出口部分,输送含有固体悬浮物的水流,出口部分限定了出口流体方向并在垂直于出口流体方向的方向上具有出口最大宽度,出口最大宽度大于进口最大宽度;和连接进口部分和出口部分的管道段,在进口部分或管道段气体供给到含有固体悬浮物的水流中。
[0148]更具体而言,根据本发明,还提供了一种浆料脱水装置,包括如上所述的管道。
[0149]更具体而言,根据本发明,还提供了一种浆料脱水方法,包括按照上述方法来供给其中含有固体悬浮物的水。
[0150]更具体而言,根据本发明,还提供了一种浆料流脱水装置,包括:用于从浆料流中分离出大于第一尺寸的对象的第一分离器,以形成初级处理的浆料流;
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