[发明专利]用于增稠器或沉降池的开放通道进料稀释系统

说明书

技术领域

本发明涉及被用于将流入的进料浆料中的液体和固体组分相分离开的增稠/澄清沉降池，并特别涉及在这种增稠器/澄清器中所采用以增强澄清处理的进料口设备。更具体地，本发明涉及一种进料稀释系统，其将经稀释的固体浆料输送给增稠或澄清池的进料口。

背景技术

增稠/澄清沉降池被广泛用于各种工业中，以分离包括具有流体的固体，或颗粒物质的流入进料浆料，以生产出具有比流入的进料浆料固体浓度更低的“经澄清的”液体相，以及具有比流入的进料浆料固体浓度更高的底流（underflow stream）。增稠/澄清池常规地包括具有底部和连续壁的池，这限定出了一容积，澄清处理在该容积中发生。增稠/澄清池还包括用于将流入进料输送至池中的流入进料导管、用于将沉降的固体从池中移除的底流出口，和用于将澄清液体引导至池外的流体排放出口。增稠/澄清池可还包括耙组件（rake assembly），其具有用于沿池底部进行刮扫的耙臂，并且可进一步包括溢流流槽（overflow launder）或环管（bustle pipe），用于在池顶部附近收集澄清液体。

所描述的这类增稠/澄清沉降池的操作是通过将流入进料流引入池中的容积中而进行的，其中流入物被保留下来足够长的时间以允许通过重力将固体从流体中沉降出来。沉降至池底部的这些固体在池底部附近产生淤泥或固体床，其通过底流出口被移除。澄清液体在增稠/澄清池的顶部处或附近形成，并被引导离开池体，用于进一步的处理或废弃。在一些应用中，可通过加入絮凝剂或聚合剂以形成更容易沉降的团块来增强固体的沉降。在许多应用中，流体澄清的目的是增强沉降处理，以达到高固体吞吐量，并从而增强固体回收。

许多增稠/澄清沉降池被构造成具有进料口，进料口通常居中地位于池内，流入进料流被输送到进料口中。进料口通常有助于降低进入流入进料流的流体速度的目的，使得可在进入池中之前将流中的能量消散至某种程度。流入进料流中能量的消散减轻了进入流入进料流对池中固体沉降速率的破坏性影响。换句话说，以高流体速度被引入增稠/澄清器的流入进料流趋向于在池中引起湍流并且降低固体沉降速率。因此，进料口可以不同的方式构成，以产生或增强对流入进料的能量消散。例如，进料口和流入进料管可被构造成将流入进料在两个相反方向上引入进料口，并进入环状空间中，诸如Eis等人的第4,278,541号美国专利中所描述的。

在许多进料口组件中，流入进料管被结合到稀释进料系统中，该稀释进料系统包括混合导管，其具有被连接至进料口的下游端部和具有引出结构（eductor structure）的上游端部，其输送来自进料管的固体流或浆料以及来自沉降池的顶部处的经澄清液体的稀释液体。进料管在其出口端处设置有喷嘴，该喷嘴通常具有环状出口开口，其被置于接近混合导管的上游端部。

混合导管可具有经典的潜管（submerged pipe）或管道的形式，或备选地为开放通道的形式，在开放通道的形式中混合区域可以是向大气开放的。已经观察到的是，在开放通道的设计中进入固体浆料与增稠剂溢流或稀释液体的混合通常不完全或效果较差。已经进一步观察到的是，稀释液体流趋向于沿混合通道的壁流动，在来自进料管喷嘴的浓稠的固体射流外侧，并且仅与浓稠的固体射流部分地混合。对于在进入重力增稠器之前可将絮凝剂与经稀释的浆料进行混合的进料浆料稀释装置来说，这种性能并不是理想的，因为，进入增稠器或进料口的混合浆料流应被充分絮结并同时被稀释成在整个混合通道的横截面上具有基本均匀的固体浓度。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的进料稀释系统，用于增稠/澄清/沉降池的进料口组件。

本发明的更特定的目的是提供这样一种进料稀释系统和方法，其提高了进入进料口的进料流的稀释程度。

本发明的另一个特定的目的是提供这样一种进料稀释系统，其并不昂贵，并且移动部件最少且因此很可靠，并且所需维护成本较低。

本发明的另一个目的是提供一种方法，用于对增稠/澄清/沉降池的进料口组件的流入浆料进料流进行稀释。

根据本文中的附图和说明，本发明的这些和其它目标将是显而易见的。虽然本发明的每个目标被认为是通过本发明的至少一个实施例达到的，但是不是本发明的任何一个实施例都必须实现本发明的所有目标。