Спосіб і пристрій для поділу середовища на складову, що містить тверду речовину і рідку складову

1 Спосіб для поділу середовища на складову, що містить тверду речовину і рідку складову, зокрема, для зневоднювання і сушіння шламу ВІДХОДІВ із ядерно-енергетичних установок, при якому рідку складову пропускають через фільтр, який відрізняється тим, що фільтр переміщують відносно середовища, принаймні, приблизно перпендикулярно напрямку протікання потоку, середовище перемішують за допомогою того, що розташований всередині ємності на поворотній лопаті перемішувальний орган при обертанні поворотної лопаті спрямований уздовж внутрішньої поверхні ємності, а рідку складову після проходження через фільтр спрямовують всередині фільтра догори, в основному, з дна фільтра Винахід стосується способу для поділу середовища на складову, що містить тверду речовину, і рідку складову, зокрема, для зневоднювання і сушіння шламу ВІДХОДІВ ІЗ ядерно-технічної установки, при якому рідка складова протікає через фільтр Він стосується також пристрою для здійснення способу В ядерно-технічних установках утворюються різноманітні види шламу ВІДХОДІВ, ЩО МІСТЯТЬ твер ді речовини, як, наприклад, шламу кульок смоли або порошкової смоли або суспензій для остаточної механічної обробки Для забезпечення належного проміжного збереження або поховання подібний шлам ВІДХОДІВ перед подальшою обробкою, наприклад, перед зв'язуванням в бітуми або пресуванням при високому тиску, спочатку зневод Зоя 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що середовище нагрівають 3 Спосіб за п 1 або 2, який відрізняється тим, що середовище після першої операції зневоднювання або сушіння промивають 4 Пристрій для поділу середовища на складову, що містить тверду речовину, і на рідку складову, з розташованим із можливістю обертання циліндричним елементом фільтра і з розташованим на передбаченій всередині ємності поворотній лопаті, що має можливість обертання, перемішувальним органом, який відрізняється тим, що при обертанні поворотної лопаті він спрямований уздовж внутрішньої поверхні ємності 5 Пристрій за п 4, який відрізняється тим, що ємність виконана з подвійними стінками 6 Пристрій за п 4 або 5, який відрізняється тим, що елемент фільтра містить металевутканину 7 Пристрій за будь-яким з пп 4-6, який відрізняється тим, що всередині елемента фільтра розташована випускна труба для фільтрату 8 Пристрій за будь-яким з пп 4-7, який відрізняється тим, що на ємності розташований трубопровід, що підводить, і/або трубопровід, що відводить стиснуте повітря 9 Пристрій за будь-яким з пп 4-8, який відрізняється тим, що на ємності розташований трубопровід, що підводить гарячу пару нюють і сушать За рахунок зневоднювання, що відбувається перед сушінням, при якому відокремлюють капілярну і/або трапну воду і підводять до системи прийому стічних вод, може досягатися висока пропускна спроможність матеріалу з незначною витратою енергії і тим найефективніша обробка ВІДХОДІВ Для,подібного процесу зневоднювання звичайно використовують нутч-фільтри При цьому середовище в ємності, що підлягає зневоднюванню, в області дна якої розташований елемент фільтра, навантажують надлишковим тиском За рахунок цього рідку складову середовища, наприклад, трапну воду проганяють через елемент фільтра Складова, що містить тверду речовину, утримується елементом фільтра Цей осадок, що міс О 00 о ^со 43408 тить тверду речовину, на фільтрі потім звичайно підводять до операції сушіння Елемент фільтра подібного нутч-фільтра, проте, швидко засмічується і повинний після короткого часу експлуатації обчищатися або замінятися Відомий спосіб для поділу середовища на складову, що містить тверду речовину і рідку складову, зокрема, для зневоднювання і сушіння шламу ВІДХОДІВ із ядерно-енергетичних установок, при якому рідку складову пропускають через фільтр (див пат США № 616033, від 13 12 1898) Згаданий спосіб, стосовно винаходу, що заявляється, по сукупності ознак є найближчим аналогом Однак його недолік полягає у тому, що пристрій для його здійснення швидко засмічується і повинний після короткого часу експлуатації обчищатися або замінятися, крім того, спосіб згодний лише для виконання можливості перемішування лише рідких нерадюактивних речовин В основі винаходу покладена задача створити такий спосіб для поділу середовища на складову, що містить тверду речовину, і рідку складову стосовно якому забезпечується можливість уникнути швидкого засмічування, а також можливість перемішування твердих субстанцій Задача, яка покладена, досягається завдяки тому, що для здійснення способу для поділу середовища на складову, що містить тверду речовину і рідку складову, зокрема, для зневоднювання і сушіння шламу ВІДХОДІВ ІЗ ядерно-енергетичних установок, при якому рідку складову пропускають через фільтр, стосовно винаходу фільтр переміщують відносно середовища, принаймні приблизно перпендикулярно напрямку протікання потоку, середовище перемішують за допомогою того, що розташований всередині ємності на поворотної лопаті перемішувальний орган при обертанні поворотної лопаті спрямовують уздовж внутрішньої поверхні ємності, а рідку складову після проходження через фільтр спрямовують всередині фільтра догори в основному з дна фільтра Крім того, стосовно способу середовище нагрівають Крім того, стосовно способу середовище після першої операції зневоднювання або сушіння промивають Щодо способу ця задача згідно з винаходом вирішується за рахунок того, що фільтр для зчищання залишку на фільтрі переміщують відносно середовища, принаймні, приблизно перпендикулярно щодо напрямку протікання, і за рахунок того, що середовище перемішують Винахід при цьому виходить із того спостереження, що при засміченні фільтра спочатку на фільтрі прилипають деякі частинки твердої речовини, що містяться в середовищі Вони грудкуються потім з іншими частками твердої речовини в їхньому оточенні Цей процес може продовжуватися до повного засмічення фільтра Засмічення фільтра таким чином може уникатися або ускладнюватися за рахунок запобігання прилипання часток твердої речовини на фільтрі Для запобігання прилипання часток твердої речовини на фільтрі виявилося особливо ефективним відносний рух між фільтром і середовищем, що підлягає поділу, приблизно вертикально до напрямку протікання Для подальшої підтримки поділу рідкої складової і складової середовища, що містить тверду речовину, його додатково перемішують За рахунок цього до того ж поліпшується перенесення тепла всередині середовища так, що полегшується нагрівання середовище для підтримки зневоднювання або сушіння Доцільно середовище, що підлягає поділу, нагрівають, щоб підтримати процес зневоднювання або щоб прискорити процес сушіння Щоб особливо полегшити обробку радіоактивного середовища, середовище можна промивати після першої операції зневоднювання або сушіння шляхом підводу нерадюактивної води перед тим, як піддати його другої операції зневоднювання або сушіння Відомий пристрій для поділу середовища на складову, що містить тверду речовину, і на рідку складову, розташованим із можливістю обертання циліндричним елементом фільтра і з розташованим на передбаченій всередені ємності поворотної лопаті, що має можливість обертання, перемішувальним органом (див патент США № 616033 від) Згаданий пристрій стосовно винаходу, що заявляється, по сукупністі ознак є найближчим аналогом Однак його недолік полягає у тому, що він швидко засмічується і повинний після короткого часу експлуатації обчищатися або замінятися, крім того, він згоден лише для перемішування рідких нерадюактивних речовин В основі винаходу покладена задача створити такий пристрій для поділу середовища на складову, що містить тверду речовину, і на рідку складову стосовно якому забезпечується можливість уникнути швидкого засмічування, що дозволяє продовжити значний срок експлуатації пристрою, а також можливість перемішування за його допомогою твердих субстанцій Щодо пристрою названа задача згідно з винаходом вирішується завдяки тому, що передбачений в ємності циліндричний елемент фільтра розташований із можливістю обертання і тому, що на передбаченій всередині ємності поворотної лопаті, має можливість обертання, розташований перемішувальний орган, який при обертанні поворотної лопаті має можливість переміщатися вздовж внутрішньої поверхні ємності Задача, яка покладена, досягається завдяки тому, що у пристрою для поділу середовища на складову, що містить тверду речовину, і на рідку складову, розташованим із можливістю обертання циліндричним елементом фільтра і з розташованим на передбаченій всередині ємності поворотної лопаті, що має можливість обертання, перемішувальним органом, стосовно винаходу при обертанні поворотної лопаті спрямован уздовж внутрішньої поверхні ємності Крім того, стосовно винаходу ємність пристрою виконана з подвійними стінками Крім того, стосовно винаходу елемент фільтра пристрою містить металеву тканину Крім того, стосовно винаходу всередині елемента фільтра пристрою розташована випускна труба для фільтрату 43408 Крім того, стосовно винаходу на ємності пристрою розташований трубопровід, що підводить, і/або трубопровід, що відводить стиснуте повітря Крім того, стосовно винаходу на ємності розташований трубопровід, що підводить гарячий пар Під час процесу зневоднювання і сушіння елемент фільтра обертається навколо своєї осі циліндра так, що досягнуто рух елемента фільтра відносно середовища в напрямку, практично перпендикулярному до напрямку протікання Прилипання часток твердої речовини, що утримуються в середовищі, на елементі фільтра за рахунок цього уникається так, що засмічення елемента фільтра майже виключено Завдяки органу, що перемішує, є можливою циркуляція і таким чином перемішування середовища так, що полегшується поділ середовища на складову, що містить тверду речовину, і рідку складову, а також перенос тепла всередині середовища За рахунок напрямку перемішувального органа уздовж внутрішньої поверхні ємності крім того уникається прилипання часток твердої речовини, що містяться в середовищі, на СТІНЦІ ЄМНОСТІ, ЩО могло б призводити у випадку радіоактивного середовища до додаткового зараження ємності Щоб уможливити обігрів середовища, що знаходиться в ємності, ємність виконана з подвійними стінками, причому до подвійної стінки ємності залучений трубопровід, що підводить гарячий пар На ємності крім того можуть бути розташовані трубопровід, що підводить, і/або трубопровід, що відводить стиснене повітря В подальшій кращій формі виконання елемент фільтра містить металеву тканину Подібні фільтри з металевою тканиною проявили себе особливо ефективними для зневоднювання радіоактивного шламу ВІДХОДІВ Для забезпечення відведення сепарованої рідкої складової середовища також при невеличких кількостях заповнення ємності, всередині елемента фільтра кращим образом розташована випускна труба для фільтрату, що доходить майже до дна елемента фільтра За рахунок випускної труби для фільтрату до того ж уникають прориви повітря в трубопровід, що відводить фільтрат, при навантаженні ємності надлишковим тиском Переваги, що досягаються винаходом, складаються, зокрема, в тому, що за рахунок руху фільтра відносно середовища, принаймні, приблизно перпендикулярно до напрямку протікання при ПОДІЛІ середовища на складову, що містить тверду речовину, і рідку складову, зокрема, при зневоднюванні і сушінні шламу ВІДХОДІВ ІЗ ядернотехнічних установок, при якому рідка складова протікає через фільтр, уникає засмічення фільтра також при малих витратах на очищення і техобслуговування Приклад виконання винаходу пояснюється більш докладно за допомогою креслення Фігура показує пристрій для поділу середовища на складову, що містить тверду речовину, і на рідку складову Пристрій поділу 1 містить ємність 2, яка в області 3 виконана конічною і з подвійними стінками Конічне виконання ємності 2 полегшує повне спорожнення ємності 2 через зву жений зливальний отвір 4, що перекривається кришкою або арматурою Всередині ємності 2 розташована обертова навколо середньої осі конуса поворотна лопать 6, на КІНЦІ якої передбачена в якості перемішувального органа обертова у свою чергу мішалка 8 Мішалка 8 розташована таким чином, що при обертанні поворотної лопаті 6 вона ковзає вздовж конічної внутрішньої поверхні 10 ємності 2 Всередині ємності 2 коаксіально до осі конуса розташований обертовий навколо своєї осі циліндра елемент фільтра 12 Елемент фільтра 12 містить при цьому металеву тканину На осі циліндра елемента фільтра 12 розташована випускна труба 14 для фільтрату, що поза ємністю 2 з'єднана з трубопроводом 16, що відводить фільтрат Випускна труба 14 для фільтрату доходить майже до дна елемента фільтра 12 До ємності 2 підключені трубопровід 18, що підводить стиснуте повітря і замикається вентилем, і трубопровід 19, що підводить воду, а також трубопровід 20, що підводить матеріал Щоб уможливити зворотне промивання і/або продування елемента фільтра 12, трубопровід 18, що підводить стиснуте повітря, з'єднаний із трубопроводом 16, що відводить фільтрат, через трубопровід 22, що замикається вентилем 21 Нижче зливального отвору 4, що замикається вентилем 23, ємності 2 передбачена стаціонарна ємність або ємність 24, що переміщується Для підтримування процесу фільтрації як вентиль 23, так і нижня частина конічної області 3 можуть бути виконаними у вигляді фільтра До виконаної з подвійними стінками конічної області 3 ємності 2 підключені трубопровід 26, що підводить гарячий пар, і трубопровід 28, що відводить При роботі пристрою поділу 1 ємність 2 до рівня ЗО заповнена середовищем М, наприклад, шламом ВІДХОДІВ ядерно-енергетичної установки, яке являється таким, що підводиться по трубопроводу 20, що підводить, і повинне розділятися на рідку складову і на складову, що містить тверду речовину Для відокремлення рідкої складової від твердої складової середовища М ємність 2 за допомогою трубопроводу 18, що підводить стиснуте повітря, навантажують надлишковим тиском За рахунок цього рідка складова середовища М переганяється через фільтр 12 і таким чином потрапляє в якості фільтрату F у внутрішній простір елемента фільтра 12 Звідти фільтрат F внаслідок співвідношень тиску через випускну трубу 14 для фільтрату трубопроводу 16, що відводить фільтрат і через самий трубопровід, що відводить, підводиться до (не показаної) відстійної ємності Таким чином складова середовища М, що містить тверду речовину, збагачується в ємності 2 так, що середовище М зневоднюється При цьому випускна труба 14 для фільтрату доходить майже до дна елемента фільтра 12 так, що також при низькому рівні ЗО прорив повітря від навантаженої надлишковим тиском ємності 2 у трубопровід, що відводить фільтрат, виключається Щоб виключити засмічення елемента фільтра 12, елемент фільтра 12 обертається навколо своєї осі циліндра Іншими словами елемент фільтра 12 рухається таким чином відносно середовища М перпендикулярно до напрямку протікання 43408 До конічної області з подвійними стінками ємності 2 по трубопроводу 26, що підводить гарячий пар, підводять гарячий пар так, що середовище М нагрівається Подібний обігрів середовища М підтримує відокремлення рідкої складової від середовища М і тим самим зневоднювання і також сушіння складової середовища М, що містить тверду речовину Разом з елементом фільтра 12 обертаються поворотна лопать 6, на якій розташована також обертова мішалка 8 Шляхом досягнутого таким способом безперервного перемішування середовища М в ємності 2 поділ середовища М на складову, що містить тверду речовину, і на рідку складову поліпшується За рахунок цього, крім того, підтримується перенос тепла всередині середовища М так, що обігрів середовища М полегшується Мішалка 8, що спрямовується вздовж внутрішньої стінки 10 ємності 2, крім того, перешкоджає прилипанню часток твердої речовини середовища М до внутрішньої стінки 10 ємності і тим самим зараженню ємності 2 при обробці радіоактивних речовин Після проведеного зневоднювання і сушіння складової середовища М, що містить тверду речовину, осадок R, що залишається, підводять шля хом відкриття зливального вентиля 23 до ємності 24 Нутрощі елемента фільтра 12 можуть додатково за допомогою з'єднаного з трубопроводом 16, що відводить фільтрат, трубопроводу, що підводить стиснуте повітря, піддаватися надлишковому тиску так, що стає можливим зворотне продування елемента фільтра 12 При обробці радіоактивного середовища М можна спочатку промивати його після першого кроку зневоднювання шляхом подачі води W через трубопровід 19, що підводить воду За рахунок цього досягається ефект розбавлення Пристрій 1 для поділу має додаткову перевагу компактною конструкцією і дозволяє здійснення різноманітних процесів обробки, як наприклад, зневоднювання, промивання або сушіння всередині однієї єдиної ємності 2 Це є переважним, зокрема, при обробці радіоактивного шламу ВІДХОДІВ Шляхом обертання елемента фільтра 12 і розташованої на обертовій поворотній лопаті 6 мішалки 8 забезпечується ефективний процес поділу, причому засмічення елемента фільтра 12 виключається також при малих витратах на очищення і техобслуговування Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122) 3 - 7 2 - 8 9 (03122) 2 - 5 7 - 0 3