专利名称：半循环射流式絮凝装置及絮凝工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种固液分离装置，特别是动态絮凝工艺。
背景技术：
在化工、环保和矿业等领域广泛使用的絮凝器可分为两类。一类是静态混合絮凝器，另一类是动态混合絮凝器。前者在管道内依靠如螺旋状导流装置等特定结构，使悬浮颗粒混合、接触而絮凝；后者则借助于机械搅拌作用使颗粒碰撞而絮凝。静态絮凝器的优点是能耗低，但因混合强度不够，絮凝团一经形成则难以进行结构重组，因而密度较低；动态絮凝器虽然耗能较多，但絮凝速度加快，并且造成的流体速度梯度对絮团有剪切作用，可使絮团进行结构重组而得以密实。同时，传统的机械搅拌式的动态絮凝器也存在着絮凝颗粒密度小、沉降速度慢的缺点，有关资料在《固液分离》(冶金工业出版社，1996)一书中有详细描述。
发明内容
本发明的目的在于通过提供一种设备简单、占地少、投资小、处理效率高、能耗低的半循环射流式絮凝装置及絮凝工艺，以达到产生密度大、易沉降和易脱水的絮团，改善固液分离效果的目的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是设计一种半循环射流式絮凝装置，该装置是由絮凝容器、筛板、进料管、排料管、连杆活塞、活塞腔、T型阀门和絮凝室组成；其中，在絮凝容器底部由两块腔板组成活塞腔，连杆活塞在活塞腔可往复运动，两块腔板上各安装T型阀门；两块筛板固定在活塞腔上部，筛板上部为相通的左右两个絮凝室。这种半循环射流式絮凝装置的絮凝工艺是利用絮凝容器底部的连杆活塞在活塞腔内的往复运动，控制T型阀门交替开闭，推动流体以射流形式通过筛板进入絮凝室；具体絮凝工艺为待絮凝浆体从絮凝容器底部的进料管连续进入，同时开启连杆活塞，使之在活塞腔内往复运动。当连杆活塞向前运动时，连杆活塞后面下腔板上的T型阀门开启，上腔板上的T型阀门关闭，流体进入活塞腔；与此同时，连杆活塞前面下腔板上的T型阀门闭合，上腔板上的T型阀门开启，活塞腔内的流体通过阀门进入筛板底部，再以射流形式经筛孔被推入絮凝室的右半部，并在絮凝室内向左侧翻滚，进行左半循环；当连杆活塞向后运动时，过程类似，但流体从絮凝室左半部进入并向右翻滚，进行右半循环；通过连杆活塞的往复运动，以射流形式进入絮凝室内的流体形成半循环射流动而改善混合与絮凝效果，絮凝后的流体经絮凝室上部的排料管排出。当携带原始颗粒的流体以射流形式进入絮凝室后，与室内已形成的絮团成反向或者垂直运动，分散颗粒以“投掷”方式进入絮团内部，充填絮团中的空隙；同时，射流的剪切和冲击作用使絮团的结构发生重组而变得更加密实；此外，交替上升的射流流体在絮凝室内形成方向交替的水平流动，即半循环流动，可以“揉搓”絮团而进一步使之密实，最终形成结构紧密、易沉降、易脱水的聚集体。
本发明所提供的半循环射流式絮凝装置及絮凝工艺与传统的静态及动态混合絮凝器相比，一方面保留了水流对絮团的剪切和冲击而产生的重组作用，同时增加了射流流体对微细颗粒与絮团的结构重组作用，增加了单个颗粒与絮团的碰撞机会，使单个颗粒通过“投掷”作用进入絮团内部；另外，引入半循环水流的“揉搓”作用，使絮团结构更加紧密，沉速加快、含水量更低，有效提高了固液分离的效率，同时该发明装置设备简单、占地少、投资小、处理效率高、能耗低，工艺简单易行，极具推广和利用价值。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为半循环射流式絮凝器装置刨面示意图。
图2为半循环射流式絮凝器装置俯视图。
图中，1.絮凝容器，2.筛板，3.进料管，4.排料管，5.连杆活塞，6.活塞腔，7.T型阀门，8.絮凝室。
具体实施例方式
实施例1。在由絮凝容器(1)、筛板(2)、进料管(3)、排料管(4)、连杆活塞(5)、活塞腔(6)、T型阀门(7)和絮凝室(8)组成的絮凝装置中，絮凝容器(1)底部由两块腔板组成活塞腔(6)，连杆活塞(5)在活塞腔(6)可往复运动，两块腔板上各安装T型阀门(7)；两块筛板(2)固定在活塞腔(6)上部，筛板上形成两个相通的絮凝室(8)。待处理的赤铁矿悬浮液从絮凝容器(1)底部的进料管(3)连续进入，同时开启连杆活塞(5)，使之在活塞腔(6)内往复运动，当连杆活塞(5)向前运动时，连杆活塞(5)后面、下腔板上的T型阀门(7)开启，连杆活塞(5)前面、下腔板上的T型阀门(7)闭合，流体进入活塞腔，与此同时，连杆活塞(5)后面、上腔板上的T型阀门(7)闭合，连杆活塞(5)前面、上腔板上的T型阀门(7)开启，活塞腔(6)内的流体以射流的形式被推入絮凝室(8)的右半侧；当连杆活塞(5)向后运动时，T型阀门(7)的开、闭过程相反进行，活塞腔内的流体以射流的形式被推入絮凝室(8)的左半侧；从而在絮凝室(8)内形成半循环射流来加速絮凝，絮凝后的水流经絮凝容器(1)上部的排料管(4)排出。悬浮液的颗粒平均粒度由原始的5.1微米变为絮凝后的18.0微米；絮凝产品沉降速度为0.0240厘米/秒。
实施例2。利用实施例1的装置和方法对碳酸钙悬浮液进行处理。悬浮液的颗粒平均粒度由原始的4.5微米变为絮凝后的15.4微米；絮凝产品沉降速度为0.0195厘米/秒。
实施例3。利用实施例1的装置和方法对两种工业污水进行处理。污水的颗粒平均粒度由原始的12.2微米和9.2微米，变为絮凝后的25.2微米和20.3微米；絮凝产品沉降速度为0.0233厘米/秒和0.0211厘米/秒。
本装置及工艺与传统动态絮凝器的处理结果对比如表1。从表1中可以看出，与普通动态絮凝器相比，半循环射流式絮凝器所获得的絮凝体在粒度上大致相同，但沉降速度有明显增加，表明得到了密度较大的絮团。
表1。处理结果对比表
权利要求
1.一种半循环射流式絮凝装置，其特征在于是由絮凝容器(1)、筛板(2)、进料管(3)、排料管(4)、连杆活塞(5)、活塞腔(6)、T型阀门(7)和絮凝室(8)组成；其中，在絮凝容器(1)底部由两块腔板组成活塞腔(6)，连杆活塞(5)在活塞腔(6)可往复运动，两块腔板上各安装T型阀门(7)；两块筛板(2)固定在活塞腔(6)上部，筛板上方为相通的左右两个絮凝室(8)。
2.一种半循环射流式絮凝工艺，其特征在于利用絮凝容器(1)底部的连杆活塞(5)在活塞腔(6)内的往复运动，控制T型阀门(7)交替开闭，推动流体以射流形式通过筛板(2)上的筛孔进入絮凝室(8)；具体絮凝工艺为待絮凝浆体从絮凝容器(1)底部的进料管(3)连续进入，同时开启连杆活塞(5)，使之在活塞腔(6)内往复运动。当连杆活塞(5)向前运动时，连杆活塞(5)后面下腔板上的T型阀门(7)开启，上腔板上的T型阀门(7)关闭，流体进入活塞腔(6)；与此同时，连杆活塞(5)前面下腔板上的T型阀门(7)闭合，上腔板上的T型阀门(7)开启，活塞腔(6)内的流体通过阀门进入筛板底部，再以射流形式经筛孔被推入絮凝室(8)的右半部，并在絮凝室内向左侧翻滚，进行左半循环；当连杆活塞(5)向后运动时，过程类似，但流体从絮凝室左半部进入并向右翻滚，进行右半循环；通过连杆活塞(5)的往复运动，以射流形式进入絮凝室(8)内的流体形成半循环射流动而改善混合与絮凝效果，絮凝后的流体经絮凝室上部的排料管(4)排出。
全文摘要
一种半循环射流式絮凝装置及絮凝工艺，该装置由絮凝容器、筛板、进料管、排料管、连杆活塞、活塞腔、T型阀门和絮凝室组成，通过底部的连杆活塞在活塞腔内的往复运动，控制T型阀门交替开闭，推动流体以射流形式进入絮凝室，形成半循环射流，使原始松散的絮团结构发生破坏和重组，形成结构紧密、含水量低和沉降加快的聚集体，提高了固液分离的效率。本发明设备简单、占地少、投资小、处理效率高、能耗低，适合于化工、环保和矿业等领域的固液分离。
文档编号B01D21/08GK1593712SQ20041005990
公开日2005年3月16日 申请日期2004年6月17日 优先权日2004年6月17日
发明者徐继润, 孙永正, 魏俊峰 申请人:大连大学