專利名稱：稠化細粒懸浮液的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種稠化和凈化細粒懸浮液的方法，該方法是在懸浮液經受反向脈動過濾過程的同時使其稠化和凈化的。本發明還涉及在實施該方法時以過濾組件方式使用的裝置。
稠化和凈化細粒懸浮液通常是以重力分離過程的方式實施的;通過使粒子在大型稠化裝置中，即在具有大橫截面積的分離容器中沉淀，以使分離過程盡量達到經濟實用。使用普通織物過濾裝置來稠化細粒懸浮液已經表明是很不經濟的，其中還包含下面所述的一些其他原因。懸浮液中的固體粒子愈細，對在過濾布上足夠厚的層中保持粒子就愈困難，并且還因為那些由過濾布所留住的粒子劇烈地凝聚形成一個連續的過濾團塊，此過濾團塊采用現今普通過濾過程所使用的方法是難于去除的。因此，如上所述，一般的過濾過程隨著懸浮液中固體粒子的細度不斷增加，使其過濾過程在實際的實施過程中的困難也增大，此外，粒子在大型稠化器內的重力分離作用也愈來愈小，因為粒子沉淀速率隨著粒子尺寸減小而大為降低。這就導致產量減少，因此需要或是使用適合一種懸浮值和相同懸浮值的大型懸浮液稠化裝置和/或是添加絮凝劑用來改進沉積。但是絮凝化學物在購置和處理上都是費用很高的，并且這類化學物還經常對稠化產品構成不希望有的負荷或不希望有的組分。另一個解決方案是組合沉淀和過濾過程，此時較粗的粒子靠重力沉降，而較細的粒子則由過濾吸收，然而這種方法至今還沒有人提出來。盡管市場上已推出多種可以連續吸收較細粒子的新型過濾介質，但上述由于過濾布上的孔被阻塞而引起的問題變得更為嚴重，此時還會產生消除過濾團塊的問題。上述類型的組合方法需要有極大的過濾表面，以便使過濾過程在盡可能大的程度上減少單位負荷。
瑞士專利(CH-A-657，066)提出一種稠化懸浮液的方法，該方法是連續地借助于一種設置在封閉式過濾稠化器內的管狀過濾元件來實施的。為使過濾元件與過濾阻塞團塊分離，將過濾元件配置在多個互相平行的，在某個時刻可以關閉其中一個的收集管內。那時壓力驟增，例如，空氣沖動是通過收集管來傳送的，并傳送到與其相連接的過濾元件上，上述空氣沖動方向則是與過濾方向相反，以便使過濾元件和在其上形成的過濾團塊分離。德國專利(DE-C-244，878)示出并述及一種較老的而且結構較復雜的封閉式過濾稠化器，這種過濾稠化器中的過濾元件的吹凈作業可以不中斷過濾過程。
一種在某種程度上利用類似于過濾稠化器的過濾方法近來發表在G.R.S.史密斯(Smith)和C.R.林施勒(Rinschler)在“采礦和冶金工藝”(Min.& Met.Proc.)1990年8月第169頁的一篇論文上。這種方法在論文中稱為“反向脈沖過濾”，該術語在本文件中是用來限定反向通過過濾器的反向流動。
現在已經逐漸開發出多種可以吸收較細粒子、更為有效的過濾介質，雖然由于過濾器的阻塞和過濾器的凈化如前所述而引起的一些問題也隨之增加。但是上述反向脈動過濾法可以解決一部分這類問題。因此，其過濾過程是用管狀、由高效過濾介質構成的過濾器來實現的，該介質則以膨化聚四氟乙烯(PTFE)為其主要成分。這種過濾介質可以零售到，例如其商品名稱為GORE-TEX。用這種過濾介質構成的管狀過濾器其作用大致相同于凈化氣體的集塵室。對粒子懸浮液過濾一確定的時間間隔后，使液流反向流動，以便將已經過濾的液體反向通過過濾介質，借此來分離在過濾器外表面上形成的過濾團塊。這種反向流動在一個極短的時間間隔后中斷，例如時間間隔為1-3秒，接著使液流再反向流動，并通過過濾器，因而實際上過濾過程可以認為是一個連續的過程。此時過濾團塊的碎塊從過濾介質上脫開，并且迅速落到過濾器底部以形成高密度的懸浮液，因為這些過濾團塊的碎塊將不會再溶解。從而就可將稠化的懸浮液從過濾器的底部排出。上述過濾過程可以借助于泵，用吸力或壓力來實現。還可以將過濾器完全封閉，以使其能處理有毒的或可燃的液體。
前述文章中述及的反向脈動過濾適合于作若干種不同的應用，其中在某種情況下可替代稠化懸浮液的重力分離，例如用于過濾金屬氫氧化物、造紙機的白水、廢氣除硫時獲得的淤泥、和工業上的廢溶液。對于處理造紙機的白水還提出一種組合過濾凈化過程的方案，白水可以認為是高密度懸浮液，此時使用一種具有平底的大型容器，其內進行沉降和反向脈動過濾過程。
但是按上面所述，反向脈動過濾可用于稠化和凈化細粒子懸浮液的范圍是受到過濾過程的費用限制的，這就要求所處理的產品具有增加費用的理由或至少獲得某種類似的評價。實際上過濾裝置的大小在某種程度必須受到限制，而過濾面的面積因而也應該受到限制。
按已知的工藝用于反向脈動過濾的過濾面和分離容器的大小為何在實際上要受到限制的一個原因是由于在實施該方法時應當反向流動的、經過濾的液體容量大，此時這種液體的反向流動需要使用大的、技術上先進的泵。若是一個單獨的管狀過濾器被阻塞，當所阻塞的過濾器正在被凈化時則需要關閉整個過濾裝置。
本發明的任務是在按照引進反向脈動過濾懸浮液原理的同時提出一種稠化和凈化細粒懸浮液的方法的裝置，從而使稠化和凈化的懸浮液不需要任何專用容器就能完成，而且沒有上述對過濾過程產生不良影響的類似缺點。因此，本發明的方法是結合反向脈動過濾過程使懸浮液稠化和凈化的;將一個或多個過濾組件局部浸沒在開口容器或存儲地的細粒懸浮液中，并借助于過濾組件對開口容器或存儲地中的懸浮液進行反向脈動過濾;在若干個基本上均布安裝在懸浮液表面上、可分別操縱的過濾組件中完成反向脈動過濾過程;該方法可在普通稠化器內實施。本發明裝置具有單獨過濾組件的形式，本發明的過濾組件包含有一個或多個平行工作、垂直空心管狀的過濾器，還有一個對所有過濾器是共有的裝置，其作用是將液體和附加空氣輸入其內，并在過濾工作時將液體和空氣從其內排出;組件還包含有一個過濾器安裝板，該板上配置有過濾器，還有一個可快速打開、復蓋安裝板的蓋，并且該蓋在關閉時密封地緊靠在板上;蓋包含有通過其將液體和附加空氣輸入到組件中或從其中排出的接頭;組件具有一個圓形橫截面;組件包含至少一組配置在一個環形圈上的過濾器;每個空心管狀過濾器的上部基本上是不透氣的，過濾器的這部分在工作時與懸浮液是不接觸的;每個過濾器是可以單獨更換的。
因此，按照本發明反向脈動過濾是與稠化和凈化過程同時完成的，此時借助于局部浸沒有懸浮液中的過濾組件。過濾過程最好是在若干個相互分開作用的、大致均布配置在懸浮液表面上的過濾組件內完成。按照本發明，過濾組件可以浸沒在容器或諸如此類對懸浮液進行其他處理的容器內，或是浸沒在另一個容器或諸如此類為之專門設置的容器內，或是直接浸沒在呈某種形狀具有懸浮液的存儲地，例如廢水壩、池或井。適宜而且也有利的是，可以根據每個組件本身具有的過濾能力分別控制各個過濾組件內的過濾，這種控制是連續跟蹤進行的。例如，這種控制可以通過連續測量通過每個單獨組件的壓力降來實現，并在其壓力程度達到預定值時進行反向過濾過程，以便分離或去除過濾團塊。當然也可能用其他方法來控制各個組件，例如控制規定的時間進程表進行，以使整個稠化過程在裝置內受到干擾的程度保證最小。要認識到不論何時例如當出現難辦的過濾器阻塞，或是當過濾器被損壞，或是由于某個原因使過濾器失效時，都可以將各個過濾組件分離開或從稠化器中拆下。這樣就可以對單個有故障的組件進行修理，而不需要中止整個稠化裝置的工作。
按照本發明，每個過濾組件包含有一個或多個管狀過濾器，這些過濾器是垂直地安裝在一個板上，并且是平行工作的，本發明還含有一個為所有過濾器所共有的裝置，其作用是將液體和附加空氣輸送到過濾器中，并將所述液體和所述空氣從該過濾器中排出。對過濾器供給液體并將液體從過濾器中排出的裝置包括有一個蓋件或蓋子，在工作時該蓋子密封地緊靠在過濾器安裝析上，并且處在過濾組件的過濾器的上方，該蓋子還包含有用于連接外管路的管接頭。這些管路與一個和適當類型、輸送脈動液體并按反向脈動過濾過程的要求排出所述液體的泵裝置相連接。一種適當類型的泵這一點是指一種蠕動泵，因為這種泵可以快速完成反向軸吸，要是稠化器包含有大量過濾器，則可使用較簡單的、以真空為基礎設計的泵裝置。上述過程也可以借助于以虹吸原理為基礎設計的泵裝置來實現。
本發明的過濾組件最好有一個圓形橫截面，而且最好是將這些過濾器配置成以一環形圈排列的一過濾器組。過濾組件內每個管狀過濾器的上部最好是設置成不透氣的，所述的這個上部和懸浮液是不接觸的。為了便于修理這些過濾組件，每個管狀過濾器最好是可以單獨從組件上拆下的。
現在結合附圖對本發明作進一步的說明，其中

圖1是本發明的一種稠化器的橫截面側視圖;
圖2是本發明過濾組件的上部橫截面圖。
圖1示有一個大型稠化器10，它包括有一個沉淀或沉積室11，該室具有一個圓柱形上部12和一個圓錐形下部13。沉淀室是由一個環形壁14和一個錐形底部15所限定。稠化器10還包含有一個放置在基礎或支承面17上的支架16。在沉淀室11的上方設有一個放置在環形壁14頂上的底板18。底板18上設有多個孔19，圖中表示有四個孔，在每個孔上裝有一個本發明的過濾組件20。這些孔19最好是以一個環形圈形式配置在底板18的表面上。按圖1所示實施例的情況，可以設想將這些孔19繞兩個互不相同直徑的環形圈配置，而在底板中心部則有一個共同的中心。每個過濾組件20包含有多個空心的管狀過濾器21，圖中只示出其中三個。管狀過濾器21也可以配置成，使大多數過濾器位于每個組件20的一個環形圈內，可按類似相對于組件20所描述的方式設置，盡管最好是將一個過濾器21設置在組件20的中心22上。每個過濾組件20在其蓋或罩24上設置有一個或多個管接頭23。在所示的實施例中，每個蓋24上設有三個管接頭23，雖然在某些情況下有一個管接頭23就足夠了。稠化器10還配備有一個可轉動的刮除裝置25，該裝置由一個軸26來驅動，而軸26則與一個驅動裝置(未示出)相連接。刮除裝置是用來刮除在稠化器底部上的稠化懸浮液，該稠化懸浮液包含有從過濾器上落下且沉淀在稠化器底部上的固體，以便能使稠化懸浮液可以通過如一個垂直箭頭所示的管道27A從稠化器中排出。在稠化過程中，要稠化的液態懸浮液是通過一個入口40基本上連續地輸送到稠化器10內的，而凈化的液體則是通過每個組件20上至少一個管接頭23基本上連續地從稠化器中排出的。圖1中橫線28表示稠化器10在工作時的上液面。
圖2表示本發明過濾組件20的一個最佳實施例的頂部。過濾組件20包括一個安裝板29，該安裝板29上設有多個孔30，圖中示出有5個孔，其中3個孔每一個都裝有在其內相應適配的管狀過濾器21。每個管狀過濾器21借助于一個轉換裝置31牢固地裝在板29上，轉換裝置31上設有一個手柄32，通過手柄可以將過濾器21固定到一個相應的孔內或從該相應孔中拆除。每個過濾器21的上部設有一個不透氣的套筒21A，而過濾器21的其余部分則有一個套筒或套管21B，該套管21B由一種過濾極細粒子的過濾介質構成，最好是用聚四氟乙烯型(PTFE-tgpe)的介質。蓋板或蓋24是固定在板29上，使用時組件相對于外界是密封的，這是就組件和蓋24下方具有的液體壓力和/或空氣壓力來說的。在所述實施例中，蓋24是借助于一個密封條33密封的。蓋24可鉸接地裝在一個樞軸銷33A上，并通過一個組件閉合裝置34閉合和鎖定。整個過濾組件20沿著孔19的邊緣，通過一個中間立柱35以及與其相連的一個支架36支撐在底板18上，并且借助于穿過底板18和支架36上相應的孔37的螺栓可以將其緊固在底板18上。
工作時，過濾組件20的管接頭23A和一個泵相連接，最好是和一個蠕動泵相連接。待到泵起動時就可從組件中抽吸液體，與此同時還通過所有包含在組件20內的過濾器21從放置組件的稠化器中的軸吸液體，與此同時懸浮在液體上的散粒料將粒在位于液面28下方的過濾器21的套管21B的外表面上，并在那里形成一個不斷增長的過濾團塊。通過在過濾套管21B中過濾介質的液體由吸力抽到圍繞過濾器21上部的蓋24和組件安裝板29之間限定的空間38內，并且還通過管接頭23A和泵(未示出)相連接。當過濾器21上的過濾團塊增長到一定厚度開始產生過濾困難時，或是由于某種原因在反向流動(反向脈動過濾)時，例如按照預定的反向脈沖過濾進程，向泵發出一個起上述作用的信號，泵就立即抽吸液體反向通過管接頭23A，然后進到空間38內，并且向下通過可以由該液體使用的唯一可能通路，也就是說這些通路可將液體導入到管狀過濾器21的內部，并且通過相應過濾器21的滲透液體的下套管21B排出。這種反向脈動過濾是在由從過濾器內部得到的液流施加在團塊上的壓力作用下，使套管21B外表面上的過濾團塊發生破碎，并在壓力下分解。與此同時過濾團塊被破碎，較小的碎過濾團塊就由于重力下落到稠化器的底部上。這種反向脈動過濾過程持續進行一個短暫的預定時間間隔，一般為1-3秒鐘，此后再使泵反向運轉，而液體則被重新作正常過濾，從而在過濾器21上繼續形成過濾團塊。
為使反向過程能較快并有效地進行，在反向流動時可以使用壓縮空氣排空間38內的液體。上述壓縮空氣則是通過一個或是通過兩個管接頭23B供給的。
從上所述易于得知，本發明的方法使沉積和過濾過程的組合利用成為可能，此時并不需要為其設置單獨的過濾容器，同時還可使過濾表面的大小適應規定的任何要求，以便在稠化所處理的懸浮液時能有效地進行。通過使用可變其預定數量的過濾組件，可以從一個范圍很大的表面區域中選定總的過濾表面，所述范圍并不是由反向脈動過程限定的。
權利要求
1.一種稠化和凈化細粒懸浮液的方法，該方法是結合反向脈動過濾過程使懸浮液稠化和凈化的，其特征在于，將一個或多個過濾組件局部浸設在開口容器或存儲地的細粒懸浮液中，并借助于所述過濾組件對所述開口容器或存儲地中的懸浮液進行反向脈動過濾。
2.按照權利要求1的方法，其特征在于，在若干個基本上均布安裝在懸浮液表面上、可分別操縱的過濾組件中完成反向脈動過濾過程。
3.按照權利要求1或2的方法，其特征在于，該方法是在普通稠化器內實施的。
4.實施按照權利要求1-3所述方法使用的一種過濾組件，所述過濾組件包含有一個或多個平行工作、垂直空心管狀的過濾器，還有一個對所有過濾器是共有的裝置，其作用是將液體和附加空氣輸入其內，并在過濾工作時將所述液體和空氣從其內排出，其特征在于，所述組件還包含有一個過濾器安裝板，該板上配置有所述過濾器，還有一個可快速打開、復蓋所述安裝板的蓋，并且該蓋在關閉時密封地緊靠在所述板上;所述蓋包含有通過其將所述液體和附加所述空氣輸入到所述組件中或從其中排出的接頭。
5.按照權利要求4的過濾組件，其特征在于，所述組件具有一個圓形橫截面。
6.按照權利要求4和5的過濾組件，其特征在于，所述組件包含至少一組配置在一個環形圈上的過濾器。
7.按照權利要求4-6的過濾組件，其特征在于，每個空心管狀過濾器的上部基本上是不透氣的，過濾器的這部分在工作時與懸浮液是不接觸的。
8.按照權利要求4-7的過濾組件，其特征在于，每個過濾器是可以單獨更換的。
全文摘要
本發明涉及一種稠化和凈化細粒懸浮液的方法和裝置，其中懸浮液是結合反向脈動過濾過程進行稠化和凈化的。將一個或多個過濾組件局部浸沒在有關細粒懸浮液的開口容器或存儲地中。懸浮液是借助于過濾組件在開口容器或存儲地進行反向脈動過濾的。本發明的裝置包含有一個或多個平行工作、垂直空心管狀過濾器，帶涉及一種將液體和附加空氣輸入到過濾組件中，并在過濾工作時將液體和空氣從其中排出的裝置，該裝置對所有過濾器是共有的。
文檔編號B01D29/62GK1065409SQ9210199
公開日1992年10月21日 申請日期1992年3月24日 優先權日1991年3月25日
發明者J·博根, M-L·奧爾斯塔特-沃林 申請人:薩拉國際有限公司