RU2727126C1 - Фильтр насыпной для осветления суспензий - Google Patents

Фильтр насыпной для осветления суспензий Download PDF

Info

Publication number
RU2727126C1
RU2727126C1 RU2020102849A RU2020102849A RU2727126C1 RU 2727126 C1 RU2727126 C1 RU 2727126C1 RU 2020102849 A RU2020102849 A RU 2020102849A RU 2020102849 A RU2020102849 A RU 2020102849A RU 2727126 C1 RU2727126 C1 RU 2727126C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flow
false bottom
filter
clarification
clarified
Prior art date
Application number
RU2020102849A
Other languages
English (en)
Inventor
Владимир Николаевич Алексеенко
Антон Сергеевич Дьяченко
Игорь Александрович Меркулов
Андрей Викторович Обедин
Денис Валерьевич Тихомиров
Андрей Владимирович Аксенов
Владимир Иванович Волк
Михаил Николаевич Медведев
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" (ФГУП "ГХК")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" (ФГУП "ГХК") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" (ФГУП "ГХК")
Priority to RU2020102849A priority Critical patent/RU2727126C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2727126C1 publication Critical patent/RU2727126C1/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D24/00—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
    • B01D24/02—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof with the filter bed stationary during the filtration
    • B01D24/10—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof with the filter bed stationary during the filtration the filtering material being held in a closed container
    • B01D24/16—Upward filtration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D24/00—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
    • B01D24/02—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof with the filter bed stationary during the filtration
    • B01D24/20—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof with the filter bed stationary during the filtration the filtering material being provided in an open container
    • B01D24/26—Upward filtration

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)

Abstract

Изобретение относится к гидрометаллургической технологии переработки отработавшего ядерного топлива (ОЯТ), конкретно к осветлению малоконцентрированных суспензий, образующихся при растворении ОЯТ. Устройство для осветления суспензий фильтрованием содержит вертикальный корпус с равноплотной и разноразмерной загрузкой из металлосферического порошка с размером зерна 1,0 мм ≥D зерна ≥0,2 мм и уменьшением размера зерна по направлению движения осветляемого потока снизу вверх, нижнюю часть корпуса, в которой размещена фильтрующая загрузка, выполненную в виде цилиндра, а верхнюю - в виде усеченного конуса, штуцеры для ввода и вывода осветляемого потока, штуцеры для ввода и вывода регенерирующего потока. Фильтр снабжен входной камерой, в которой расположено комбинированное распределительное устройство, состоящее из набора кольцевых элементов с фиксированным расстоянием между элементами и ложного дна, разделяющего фильтрующую нагрузку и полость, образованную кольцевыми элементами. Общее проходное сечение кольцевых элементов превышает общее проходное сечение ложного дна, а расстояние между отдельными кольцевыми элементами меньше размера отдельного канала ложного дна. Технический результат: обеспечение осветления суспензий с восходящим движением осветляемого потока в ламинарном режиме с равномерным распределением потока по сечению фильтра и исключение попадания крупных частиц на распределитель потока. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к гидрометаллургической технологии переработки отработавшего ядерного топлива (ОЯТ), конкретно - к осветлению малоконцентрированных суспензий, образующихся при растворении ОЯТ.
Осветление является важной технологической операцией, обеспечивающей стабилизацию последующей экстракционной переработки раствора, очищенного от взвесей.
Известен способ осветления с применением насыпного фильтра (фильтра с несвязанной фильтрующей перегородкой) с двухслойной фильтрующей загрузкой, образованной двумя разноразмерными и разноплотными материалами (патент RU 2054300, B01D 24/14, опубл. БИ №5, 1996 г.). Верхний слой загрузки - электрокорунд Д1АМ50, диаметр частиц 0,5-1,0 мм, плотность 3,95 г/см3 нижний слой - металлосферический порошок (МСП) из нержавеющей стали, с диаметром частиц 0,2-0,4 мм, плотность 7,34 г/см3.
Недостатком фильтра является образование «лобового слоя» на границе раздела двух видов загрузки и выброс фильтрующей загрузки из корпуса фильтра при нерегламентном повышении расхода регенерирующего потока.
От этих недостатков свободен фильтр с равноплотной и разноразмерной фильтрующей загрузкой с плавным бесступенчатым уменьшением межзерновых пор по направлению движения осветляемого потока снизу вверх и расширяющейся верхней частью корпуса (патент RU 2583811, B01D 24/14, опубл. БИ №13, 2014 г.).
По технической сущности это устройство является наиболее близким к заявляемому и выбрано в качестве прототипа.
В процессе использования были выявлены следующие недостатки устройства-прототипа.
Высокая локальная скорость осветляемого потока на выходе из элементов дренажно-распределительного устройства в фильтрующую загрузку приводит к неравномерному распределению осадка в межзерновых порах и значительной потере грязеемкости фильтрующей загрузки.
При наличии в осветляемом потоке суспензионных частиц большого размера происходит закупорка выходных отверстий дренажно-распределительного устройства.
Перечисленные недостатки обусловлены тем, что в способе-прототипе и устройстве-прототипе осветляемый поток движется снизу вверх, чего требует самоорганизующаяся структура фильтрующей загрузки. В насыпных фильтрах обычной конструкции (см. способ-аналог, а также Б.Е. Рябчиков «Современные методы подготовки воды для промышленного и бытового использования» М., ДеЛи принт, 2004 г., стр. 26-39) осветляемый поток движется сверху вниз равномерно по всему сечению фильтрующей загрузки и дренажно-распределительное устройство выполняет только функции сбора и вывода очищенного потока и подачи регенерирующего потока.
При нисходящем осветляемом потоке не является критичным наличие крупных суспензионных частиц, они перекрывают крайне малую часть поверхности фильтрующей загрузки, не препятствуя процессу осветления.
Задача: разработка насыпного фильтра для осветления растворов ОЯТ с восходящим движением осветляемого потока, с равномерным распределением суспензионных частиц в порозном объеме фильтрующей загрузки и устойчивого к наличию в осветляемом потоке крупных суспензионных частиц.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является насыпной фильтр для осветления суспензий с восходящим движением осветляемого потока в ламинарном режиме с равномерным распределением потока по сечению фильтра и исключающий попадание крупных частиц на распределитель потока.
Указанный технический результат достигается в насыпном фильтре для осветления суспензий, содержащем вертикальный корпус с равноплотной и разноразмерной загрузкой из металлосферического порошка с размером зерна 1,0 мм ≥D зерна ≥0,2 мм и уменьшением размера зерна по направлению движения осветляемого потока снизу вверх, нижняя часть корпуса, в которой размещена фильтрующая загрузка, выполнена в виде цилиндра, а верхняя - в виде усеченного конуса, штуцеры для ввода и вывода осветляемого потока, штуцеры для ввода и вывода регенерирующего потока, фильтр снабжен входной камерой, в которой расположено комбинированное распределительное устройство, состоящее из набора кольцевых элементов с фиксированным расстоянием между элементами и ложного дна, разделяющую фильтрующую нагрузку и полость, образованную кольцевыми элементами, при этом общее проходное сечение кольцевых элементов превышает проходное сечение ложного дна, а расстояние между отдельными кольцевыми элементами меньше размера отдельного канала ложного дна.
Общее проходное сечение кольцевых элементов превышает общее проходное сечение ложного дна не менее чем в 1,5 раза.
Размер единичного проходного канала ложного дна превышает расстояние между кольцевыми элементами не менее чем в 2 раза.
Общее проходное сечение ложного дна составляет не менее 5% от проходного сечения цилиндрической части корпуса фильтра без фильтрующей загрузки.
На чертеже представлена нижняя часть фильтра с входной камерой 1, набором кольцевых элементов 2, ложным дном 3, разделяющим фильтрующую загрузку 4 и полость 5, образованную кольцевыми элементами, штуцерами 6 и 7 для ввода осветляемого и регенерирующего потоков соответственно.
Осветление малоконцентрированной суспензии, жидкая фаза которой является раствором ОЯТ, осуществляется на фильтре следующим образом.
Выбранное соотношение общего проходного сечения кольцевых элементов и ложного дна обеспечивает отсутствие завихрений и турбулизации потока в полости, образованной кольцевыми элементами, и равномерное распределение потока на входе ложного дна.
Соотношение расстояния между отдельными кольцевыми элементами и размером единичного канала ложного дна позволяет набору кольцевых элементов выполнять функцию защитного барьера, исключающую забивку ложного дна крупными суспензионными частицами. С наружной стороны кольцевых элементов такие частицы удаляются при необходимости промывкой (снаружи или изнутри кольцевых элементов) и выводятся из входной камеры.
Общее проходное сечение ложного дна обеспечивает при обычном для насыпных фильтрах расходе осветляемого потока (1,5-3,5) м3/м2⋅час линейную скорость потока на входе в фильтрующую загрузку не выше (0,8-1,9) см/сек, т.е. в ламинарном режиме с равномерным распределением по сечению фильтрующей загрузки, соответственно, с равномерным распределением суспензионных частиц в межзерновых порах.
Ложное дно может быть организовано любым известным способом: регулярная перфорация днища с необходимым числом отверстий, прочная сетка на поддерживающей решетке, колпачковая насадка и т.п.
Таким образом, предлагаемое устройство устраняет недостатки прототипа, сохраняя преимущества фильтрования с восходящим потоком осветляемого потока через фильтрующую загрузку с самоорганизуемой структурой.

Claims (4)

1. Фильтр насыпной для осветления суспензий, содержащий вертикальный корпус с равноплотной и разноразмерной фильтрующей загрузкой из металлосферического порошка с размером зерна 1,0 мм ≥D зерна ≥0,2 мм и уменьшением размера зерна по направлению движения осветляемого потока снизу вверх, нижнюю часть корпуса фильтра, в которой размещена фильтрующая загрузка, выполненную в виде цилиндра, а верхнюю - в виде усеченного конуса, штуцеры для ввода и вывода осветляемого потока, штуцеры для ввода и вывода регенерирующего потока, отличающийся тем, что фильтр снабжен входной камерой, в которой расположено комбинированное распределительное устройство, состоящее из набора кольцевых элементов с фиксированным расстоянием между элементами и ложного дна, разделяющего фильтрующую нагрузку и полость, образованную кольцевыми элементами, при этом общее проходное сечение кольцевых элементов превышает общее проходное сечение ложного дна, а расстояние между отдельными кольцевыми элементами меньше размера отдельного канала ложного дна.
2. Фильтр насыпной по п. 1, отличающийся тем, что общее проходное сечение кольцевых элементов превышает общее проходное сечение ложного дна не менее чем в 1,5 раза.
3. Фильтр насыпной по пп. 1, 2 отличающийся тем, что размер единичного проходного канала ложного дна превышает расстояние между кольцевыми элементами не менее чем в 2 раза.
4. Фильтр насыпной по пп. 1-3, отличающийся тем, что общее проходное сечение ложного дна составляет не менее 5% проходного сечения цилиндрической части корпуса фильтра без фильтрующей загрузки.
RU2020102849A 2020-01-23 2020-01-23 Фильтр насыпной для осветления суспензий RU2727126C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020102849A RU2727126C1 (ru) 2020-01-23 2020-01-23 Фильтр насыпной для осветления суспензий

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020102849A RU2727126C1 (ru) 2020-01-23 2020-01-23 Фильтр насыпной для осветления суспензий

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2727126C1 true RU2727126C1 (ru) 2020-07-20

Family

ID=71616547

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020102849A RU2727126C1 (ru) 2020-01-23 2020-01-23 Фильтр насыпной для осветления суспензий

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2727126C1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3202286A (en) * 1962-05-14 1965-08-24 Octrooien Mij Activit Nv Filtering apparatus
RU2052391C1 (ru) * 1991-05-05 1996-01-20 Плугин Александр Илларионович Способ очистки сточных вод и устройство для его осуществления
RU2056902C1 (ru) * 1991-12-26 1996-03-27 Назаров Владимир Дмитриевич Фильтр для очистки воды
DE10152047B4 (de) * 2001-10-25 2006-03-09 Washtec Holding Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Reinigung von Abwasser
CN202185194U (zh) * 2011-07-21 2012-04-11 南通尧盛钢结构有限公司 一种过滤器
RU2583811C1 (ru) * 2014-12-23 2016-05-10 Акционерное общество "Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара" (АО "ВНИИНМ") Способ осветления суспензий и устройство для его осуществления

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3202286A (en) * 1962-05-14 1965-08-24 Octrooien Mij Activit Nv Filtering apparatus
RU2052391C1 (ru) * 1991-05-05 1996-01-20 Плугин Александр Илларионович Способ очистки сточных вод и устройство для его осуществления
RU2056902C1 (ru) * 1991-12-26 1996-03-27 Назаров Владимир Дмитриевич Фильтр для очистки воды
DE10152047B4 (de) * 2001-10-25 2006-03-09 Washtec Holding Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Reinigung von Abwasser
CN202185194U (zh) * 2011-07-21 2012-04-11 南通尧盛钢结构有限公司 一种过滤器
RU2583811C1 (ru) * 2014-12-23 2016-05-10 Акционерное общество "Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара" (АО "ВНИИНМ") Способ осветления суспензий и устройство для его осуществления

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5454959A (en) Moving bed filters
EP2744948B1 (en) Fluid stream hydrodynamic separator with high flow bypass
CN102640724B (zh) 水污分离装置
US6641737B2 (en) Vertical filter
US6517712B2 (en) Descending bed filter
CN102905769A (zh) 用于过滤流体的方法以及用于执行该方法的过滤设备
CN209501042U (zh) 一种过滤装置
JP2018507099A5 (ru)
RU2727126C1 (ru) Фильтр насыпной для осветления суспензий
US3563385A (en) Sand filter for water purification
EP0053115B1 (en) Liquid filtering apparatus
US3512641A (en) Countercurrent solid-liquid contacting system
US5252230A (en) Granulated filter for the filtration of fine graded suspensions
CN112704942A (zh) 分离器
US6361701B1 (en) Method and device for continuous filtration of liquids
CN214808785U (zh) 一种过滤装置及过滤设备
CN211170156U (zh) 一种能够去除细微泥沙的污水处理装置
CN111320310B (zh) 一种高效除污污水处理装置
US6077426A (en) Filter filled with loose bulk material
CN206814415U (zh) 一种煤水净化装置
CN2682071Y (zh) 新型灰水分离装置
RU2583811C1 (ru) Способ осветления суспензий и устройство для его осуществления
CN211486820U (zh) 水处理池
CN209501041U (zh) 一种污水过滤内芯
CN217627844U (zh) 一种污水处理设备用污水处理罐