《武汉工程大学学报》 2011年10期
32-41
出版日期：2011-11-30
ISSN:1674-2869
CN:42-1779/TQ
工业浓缩器的发展及基本设计
0引言自浓缩器被发明以来，作为一个沉淀过程的工业实际应用典型，逐渐的被广泛用于化学工业、医药的生产与加工工业、矿石加工工业、污水处理等诸多领域.1906年John Van Nostrand Dorr发明连续浓缩器；1912年Forbes提出浓缩器应用性能及效果的参考标准；1988年，澳大利亚矿产工业研究协会启动了“改进浓缩器技术 P266项目”；2003年，前跟踪方法被证实可以作为一个高效和精确的模拟工具以应用于工业用浓缩器的设计计算中；至2010年计算流体动力学 (CFD) 被应用在工业用浓缩器的设计中［119］.1浓缩器种类浓缩器自发明以来，重力沉淀便一直是其核心原理.浓缩器的基本结构由罐体、搅拌耙驱动机、入料口 、出料口、溢出口、搅拌耙、人行桥等部分组成（见图1）［13］，图1浓缩器基本结构目前工业生产中所应用的主流浓缩器大约有四种类型.［2035］1.1圆形池浓缩器圆形池浓缩器［7］：圆形池浓缩器直径小于200 m，一般被应用于大规模浓缩过程以及浓度相对较低的悬浮液中的固体分离过程（图2）.图2圆形浓缩器1.2圆形高容量浓缩器圆形高容量浓缩器［7］：圆形高容量浓缩器，其直径介于4 m至18 m之间. 这种类型的浓缩器通常被采用于分离快速沉淀固体的过程中，而且圆形高容量浓缩器在此过程中又能够保证足够充分的灵活使用空间（图3）. 图3圆形高容量浓缩器1.3深锥浓缩器深锥浓缩器［7］：这种浓缩器与传统的浓缩器有着相似的外部形态，其典型直径最大为15 m. 因此，此款浓缩器更适用于较小规模的生产应用过程（图4）.图4深锥浓缩器1.4薄板浓缩器薄板浓缩器［7］：薄板浓缩器是另外一种常用的工业沉淀设备，但是其外形结构与其他的主流浓缩器有着很大的不同(图5).这种浓缩器的典型直径为26 m.图5薄板浓缩器2实例本文以一个工程实例，介绍并分析了一个工业用浓缩器的基本尺寸选择及参数计算的方法.通过对工业用浓缩器发展的分析，以及对其不同运行模式和基本设计方法的研究.发现根据不同种类待处理液中固体的含量以及固体颗粒大小，可计算得出所完成此浓缩过程所需要的沉淀时间，进而可计算出浓缩器所需要的直径尺寸，从而能够更准确的设计和选择适合这一浓缩过程的浓缩器设备(详见英文稿).3结语虽然有着较大的空间及较长的运行时间需要，但相对于成本及维护费用高，产能较低的膜分离技术，工业用浓缩器的高产能，低成本，低耗能和结构简单等优势，会使其一直保持着自己在工业领域不可被取代的地位，并向着一个更有针对性，更高效节能环保的方向发展.第10期张兆熙:工业浓缩器的发展及基本设计
武汉工程大学学报第33卷