悬浮液液面喷射泡沫式的固液分离方法和装置

摘要

一种带压悬浮液液面喷射泡沫式的固液分离方法和装置，其特征在于将生产系统带压悬浮液用管道旁路导出经一特制的扁平口喷嘴射入一固定液面的泡沫发生分离槽中，在液面上立即产生大量含固粒、油分污物和少量溶液的气力式泡沫，该泡沫破裂消失后，即可得到浓稠状的固粒油污沉淀。此法不需气体和气力发生装置，本发明对含微粒和胶粘油分的悬浮液的固、液分离有独特效果。

说明书

本发明涉及一种悬浮液的固、液分离方法和装置，特别是涉及一种湿法气力式的固液分离方法和装置。

悬浮液的固液分离在工程中和日常生活中经常遇到，特别是在化工、轻工、冶金选矿、电除尘等领域中应用十分广泛。传统的悬浮液固液分离方法中，一般有重力沉降法、过滤法和离心分离法三大类，而过滤法和离心分离法一般只用于浓稠的固、液料浆或经重力沉降法沉降浓缩后的浓稠固、液料浆的固液最终分离，而重力沉降法则广泛用于稀的悬浮液的固、液分离浓缩。可是这种重力沉降法，沉降速度缓慢，而且沉降的生产能力与沉降设备的横截面积成正比，因而对于处理大量固液悬浮液时，所采用沉降设备横截面相当庞大而占地相当大，特别是对于那些含微小细粒或呈胶粘性的悬浮液的固、液分离就更为缓慢而困难。

本发明的目的是提供一种简便而快速的悬浮液液面喷射气力泡沫式的固、液分离方法和装置，该方法和装置通过液面喷射产生泡沫的同时，能将悬浮液中固体微粒和油份污物立即转移到液面泡沫中，从而达到固体和油份污物立即从悬浮液中分离出来的目的。

本发明的目的是这样来实现的：压头高于8米的悬浮液通过管道（异形通道亦可）从生产系统（Ⅰ）旁路导出喷射入一个有固定液面的泡沫发生分离槽（Ⅱ）中，而将管道的喷出口，设计制成渐缩式扁平口喷嘴，高速地掠过液面，立即产生大量气力式泡沫浮于液面，该泡沫中含大量固体微粒、油份污物和少量液滴，待泡沫消失后，就可得到十分浓稠的浆糊状的固、液料浆，这样很快就将固体微粒和油份污物从悬浮液中分离出来，产生的泡沫可通过链输刮板排泡机装置（Ⅲ）[也可通过滚轮式叶片逐级传输装置]，将产生的泡沫从分离槽（Ⅱ）中连续刮至浓稠料浆贮槽-即泡沫残渣收集（Ⅳ），再视料浆物理特性以及固体物料和溶液回收价值，酌情决定后处理方法和最终分离过程和装置。

泡沫发生分离槽的固定液面，是通过回流液来控制的，回流液通过槽上部对称的两根回流管连续不断地流入中间贮槽（Ⅴ），再经循环泵（Ⅵ）打入原生产系统（Ⅰ）中，因而本装置是旁路单独流程循环，勿需串联入生产系统，所以对生产系统不产生任何干搅，也勿需先期的投资建厂。

本发明的特征在于采用悬浮液液流本身喷射气力式的液面泡沫法，就能将悬浮液中固体沉淀和油污连续地转移到液面泡沫中，从而达到悬浮液中固体微粒和油污迅速分离去除的目的，本发明虽属湿法气力泡沫式方法和装置，但其特征在于不需要任何气体供给也勿需设置任何气体或气力发生装置，而是通过带压悬浮液液流本身流经一渐缩的扁平口喷嘴后，并使该喷嘴以合适的空间位置和角度（现场具体调正），使喷射液流高速地掠过液面，从而连续不断地产生大量气力式泡沫。本发明的另一特征在于对那些含细小微粒固体沉淀或略呈胶粘状含油份而表面张力大的悬浮液有其独特的分离效果，这似乎与沉降法比较是适得其反的意料不到的效果，因而本发明对化工等生产系统中往往含有油份和沉淀并存或略呈胶粘性的吸收洗涤溶液的净化有其处理容量大而快速的净化效果。

由于采用上述简单而小巧的悬浮液液流本身喷射气力泡沫式的方法和装置，就能很快使固体微粒和油份污物从悬浮液中分离出来，因而本发明流程方法和装置简便而快速，分出效率高而经济。此方法和装置曾于1973年用于宁夏银川化肥厂铜氨液洗涤中清除铜氨液中硫化铜沉淀和油份，由于铜氨液用于合成氨中CO精炼的同时不可避免地伴随合成气带入硫化氢和油份而硫化氢立即与铜氨液中CU⁺⁺反应成黑色硫化铜沉淀，因而也伴随着硫化铜和油份的连续产生和积累，如果不连续清除就会使鲜艳蓝色的铜氨液变成棕灰色，使溶液吸收效率下降，由于采用本发明方法和装置（图1所示流程和装置其泡沫发生分离槽仅为φ1000×1600锥底小槽和原装置的铜液地下泵、地下槽形成一旁路分离循环流程），采用人工捞除喷射泡沫，仅用三个白天的工作时间（累计为20小时）就将铜洗系统50立方米的棕灰色脏铜氨液恢复了天蓝色的本面目。

本发明可广泛用于化工、轻工中的溶液净化，冶金选矿中的固液分离，热电厂中的湿式除尘除灰循环流程等，而且本发明装置可将泡沫发生分离槽作成定型装置，应用时勿需事先大的投资基建，只需在生产装置中旁路一台或多台小的泡沫发生分离槽，即可连续不断地从溶液中分离固体污物和油份。

下面结合附图（见后）和实例对本发明和装置工作进一步说明。

图1是本发明的悬浮液的固、液分离流程装置图。

图2是泡沫发生分离槽总体装配图。

图3是泡沫发生分离槽Ⅰ-Ⅰ剖视图。

图4是泡沫发生分离槽Ⅱ-Ⅱ剖视图。

图1是宁夏银川化肥厂所采用过的，用于分离铜洗系统铜氨液中硫化铜和油份污物沉淀的泡沫式的固液分离流程装置：总循环量约50立方米的铜氨液，经再生器加热再生后，从8米高下流至铜液水冷器进行水冷却。从水冷器旁路接出一根φ1 1/2 ″钢管，将铜液直接喷射入一泡沫发生槽（槽为φ1000×1600下部锥形，并带溢流管经常维持固定液面），并使管子喷出口装一扁平口喷嘴，从而使带压悬浮液高速地喷入槽内掠过液面，立即产生大量泡沫，再由人工将泡沫及时捞出至一泡沫残渣收集槽后，泡沫很快就破裂，水分下沉粘稠的硫化铜沉淀和油份则浮于液面，捞出后用于回收铜。泡沫发生槽溢流管溢流的铜液，流入铜液地下槽，再由铜液循环泵打入铜洗系统。

图2、图3、图4为经完善改型的喷射泡沫发生分离槽总装图和剖视示意图，槽体（1）为钢制1500×1500×1800的方形锥底贮槽。操作时用回流管（14）维持固定上部液面至图虚线处，上部液面分为二区，中间二分之一处为悬浮液喷射气力泡沫隔板（5）将二区分开，在泡沫发生区内，由系统来的悬浮液经喷射管（2）及其喷口处的扁平口喷射嘴（3）高速喷射入泡沫发生区内，立即产生大量泡沫，该泡沫为射流所推动，经中间泡沫隔板（5）下部缺口冲至泡沫分离区，随即由泡沫分离区液面上方安装的链式转动刮板（9）连续刮至泡沫贮槽，该液面上方的链式刮板排泡机装置由电动机（13）通过小皮带输（12）经皮带（11）带动大皮带输（10）来驱动转动轴（8），由此带动链输（7）和链条（4）连续回转运动，这样就使固定在链条上而插入泡沫中的刮板（9）匀速前进而回转，从而将产生的泡沫连续不断地刮出泡沫分离区至泡沫残渣收集槽（Ⅳ）中。

本发明方法和装置中采用喷嘴（3）的特征在于用车制的方法将喷出口车制成间隙为1-2m/m的扁平口的渐缩式喷嘴，也可用现成钢管制成渐缩式的扁平口喷嘴，而且斟对悬浮液的处理量，一个泡沫发生分离槽可采用一个或多个喷嘴。