Спосіб зневоднення осадів залізовмісних шламів металургійного виробництва

Реферат: UA 68489 U UA 68489 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до чорної металургії і може бути також використана для зневоднення осадів інших галузей промисловості. Найбільш близьким по сукупності ознак до способу, що заявляється, є спосіб зневоднення осадів (патент України № 60135 МПК 7 С02F11/12 опубл. 10.06.2011), який включає гравітаційне осадження завислих часток, відведення дренажних вод, обробку їх постійним струмом електрики до необхідної міри зневоднення. Під впливом постійного струму йде електроліз води з дегідратацією іонів, що покращує процес ущільнення осаду, зменшує розміри пор в шарі осаду, призводить до виникнення в його шарі електрокінетичних явищ електрофорезу і електроосмосу, які дозволяють зневоднювати осад до 5 %. Недоліком вказаного способу є тривалий час обробки шламової води і осаду постійним струмом електрики, що призводить до збільшення витрат електроенергії на зневоднення осаду. Процес зневоднення можна розділити на два етапи: перший - це електроліз шламової води, який призводить до фільтрації цієї води і ущільнення шламу до 40 % з вологістю до 50 %. Другий етап - це зневоднення осаду до 5 % з використанням електрокінетичних явищ електрофорезу і електроосмосу. Для здійснення першого етапу витрати електроенергії складають порядку 8-12 кВт/год. на 1 т шламу (72 %). Для здійснення другого етапу витрати електроенергії складають 7-9 кВт/год. на 1 т шламу (28 %). Мінімізація витрат електроенергії вимагає обмеження ступеня зневоднення. В основу корисної моделі поставлена задача розробки способу зневоднення, в якому за рахунок зміни параметрів процесу забезпечується скорочення часу обробки постійним струмом електрики і зниження витрат електроенергії. Для вирішення поставленої задачі в способі зневоднення залізовмісних шламів металургійного виробництва, що включає гравітаційне осадження завислих часток, відведення дренажних вод і зневоднення осаду під впливом постійного струму електрики, відповідно до корисної моделі, гравітаційному осадженню піддають суміш шламів газоочисток доменних печей і аглофабрики при співвідношенні (2,5-3,0): 1 і осад обробляють постійним струмом електрики до досягнення вологості 23,0-25,0 %. Співвідношення суміші шламів газоочисток доменних печей і аглофабрики (2,5-3,0): 1, дозволяє на першому етапі за рахунок седиментаційних процесів осадження часток з різним гранулометричним складом і синергічною дією при цьому електрокінетичних процесів поліпшити ущільнення шламів до 28,6 % і вміст вологи до 35,4 %. Витрати електроенергії на першому етапі виключають, електроліз шламової води не проводять, видалення води з поверхні шламу інтенсифікують додатковими насосами і ежекторами. На другому етапі зневоднення осаду суміші шламів здійснюють її обробку постійним струмом електрики величиною 0,22 А до досягнення вологості 23,0-25,0 %. У технології використання залізовмісних шламів в шихті аглофабрики для утворення однорідної маси шихтових матеріалів перед спіканням, досить зниження кількості вологи утилізованих шламів до 25 %, інакше доводиться штучно зволожувати шихту. Заявлений спосіб здійснюють таким чином: стічні води від газоочисток доменних печей і аглофабрики надходять на споруди для згущування завислих часток до концентрації 400-600 3 кг/м двома різними потоками, після чого в співвідношенні (2,5-3,0):1 прямують на зневоднення в горизонтальний відстійник. Після заповнення осадом горизонтального відстійника і видалення з його поверхні просвітленої води ежектором, підключають установку для обробки осаду постійним струмом величиною 0,22 А на період 1,67 години, що досить для досягнення вологості осаду 25 %, після чого обробку напругою припиняють, краном грейфера осад відвантажують з осадочної камери відстійника для повторного використання. Спосіб випробуваний в лабораторних умовах. Відбирали проби стічних вод з концентрацією 3 завислих часток 400-600 кг/м з діючих оборотних циклів аглофабрики і газоочисток доменних печей комбінату "Запоріжсталь", після чого з різним співвідношенням суміші шламів заповнювали макет горизонтального відстійника, де відбувалося гравітаційне осадження завислих часток і видалення просвітленої води через переливну кромку, після заповнення осадом осадочної камери горизонтального відстійника і видалення просвітленої води з поверхні осаду ежектором підключали установку для обробки осаду постійним струмом величиною 0,220,24 А, досягали вологості осаду 23-25 %, після чого обробку напругою припиняли, визначали час експерименту і витрати електричної енергії на обробку. Результати експериментів представлені у таблиці. 1 UA 68489 U Таблиця Залежність витрат електроенергії на зневоднення осадів залізовмісних шламів газоочисток доменних печей і аглофабрики від співвідношення їх суміші Співвідношення суміші шламів 10:1 5:1 (2,5-3,0):1 1:1 5 Характеристики осаду, що обробляється Осад щільністю 42,4 %, вологість 56,8 % Осад щільністю 36,2 %, вологість 46,4 % Осад щільністю 28,6 %, вологість 35,4 % Осад щільністю 32,4 %, вологість 39,8 % 20 Вологість осаду 3,5 год 8,62 кВт/год.∙т 25 % 3,0 год 7,24 кВт/год.∙т 25 % 1,67 год 5,9 кВт/год.∙т 25 % 2,5 год 6,28 кВт/год.∙т 25 % (1) де d - діаметр частки, мм; μ - коефіцієнт динамічної в'язкості рідини, Па∙с; v - швидкість падіння частки суспензії, мм/сек; Re - число Рейнольдса. Відбувається щільніше укладання часток - дрібні частки заповнюють пори між крупними частками. Також в результаті синергічної дії електрокінетичних процесів, які можна виразити класичною формулою Гельмгольца-Смолуховського U 15 Потужність установки При зневодненні суміші шламів в співвідношенні (2,5-3,0):1 газоочисток доменних печей і аглофабрики на першому етапі, за рахунок седиментаційних процесів при гравітаційному осадженні часток з різним гранулометричним складом і щільністю, які можна виразити формулою Оссена 3   P  3dv1  Re  8  , 10 Час обробки D 6  , (2) де  - в'язкість рідини, сПз; D - діелектрична проникність рідини;  - електрокінетичний потенціал частки, В; U - електрофоретична рухливість часток, мм/сек. Збільшується електрофоретична рухливість суміші часток, тому без обробки води постійним струмом значно покращується ущільнення шламу до 28,6 % з вмістом вологи до 35,4 %. Перевагою способу зневоднення суміші шламів в співвідношенні (2,5-3,0):1 газоочисток доменних печей і аглофабрики є скорочення часу зневоднення до 1,67 години, інтенсивності обробки постійним струмом до 0,22 А, скорочення витрат електроенергії на зневоднення до 72 %. 25 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 Спосіб зневоднення залізовмісних шламів металургійного виробництва, що включає гравітаційне осадження завислих часток, відведення дренажних вод і зневоднення осаду під впливом постійного струму електрики, який відрізняється тим, що гравітаційному осадженню піддають суміш шламів газоочисток доменних печей і аглофабрики при співвідношенні (2,53,0):1 і осад обробляють постійним струмом електрики до досягнення вологості 23,0-25,0 %. Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2