旋转环形错流过滤器、排气器以及淤渣增稠器制造技术

旋转环形错流过滤器剪切反向旋转的共轴离心式叶轮之间的径向向外流动的轴向进料。叶轮周边处的流的径向阻抗减缓了径向向外的流，并增加了叶轮之间的进给的滞留时间。剪切升降机从过滤器表面的边界层喷射出固体，并且所喷射的固体通过离心作用收集在叶轮周边处，在叶轮周边处，所喷射的固体增厚成淤渣并被挤压。具有小于水的比重的天然气、石油、浮动固体以及分馏物发展成径向涡流，并且由轴流泵径向向内吸到叶轮之间并从叶轮之间吸出。三路相分离在单道通过单独的简单设备中连续不断地进行，该简单的机械设备具有在处理区域中的进料的长的滞留时间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】旋转环形错流过滤器、排气器以及淤渣增稠器
技术介绍
本专利技术涉及城市和工业污水处理，涉及石油和天然气产品产生的流体废物和所产 生的盐水的清理，涉及野外水净化，涉及食品和饮料加工，以及通常涉及用于三路相分离 (three way phase separation)的机械装置。还涉及高剪切运动过滤器错流过滤、脱气器 (degassifier)、饮料净化器以及淤渣增稠器(sludge thickener) 0三路相分离将流体混合物的进料分成三个流(stream)气体、液体和固体。本发 明在单道(one pass)通过单独的简单设备的连续过程中执行三路相分离，无增加的热或化 学制品。术语“相”通常理解为适用于物质的状态。例如，水可作为蒸汽以气态存在，作为水 以液态存在，以及作为冰以固态存在。然而，本专利技术中，术语“相”将被更概括地限定如下不 可冷凝的气体、蒸汽以及具有比重或密度小于期望的液体滤液的液体(例如轻油，其具有 小于所期望的滤液的比重)将被称为轻馏分(light fraction) 0尽管可能包括某些液体， 轻馏分构成一个相，总称为气体。期望的液体滤液是第二相，称为液体。当凝聚成淤渣时， 悬浮的固体、胶体以及具有密度或粘度大于所期望的滤液(例如比所产生的盐水稠密的重 油)的液体是第三相，即固体。气体可包括具有小于水的比重的液体碳化氢，比如汽油和橄榄油，和来自挥发性 的有机化合物(VOC)或溶剂的可冷凝的蒸汽，以及不可冷凝的气体比如氧气、硫化氢、氯 气、一氧化氮、甲烷和二氧化碳。液体可包括饮用水、盐水、油、汁、啤酒、酒和生产用水。固 体可包括粘土、酵母、果渣、橄榄核、种子、茎、来自烟气湿法洗涤的悬浮的固体、沉淀物、水 垢(scale)、脂肪族化合物、金属微粒、藻类、泥、血液细胞和微生物。前述列表意为说明性 的，并非是限制性的或详尽的。一个需要三路相分离存在的例子是制酒业。酒需要被从气体和固体中清洁。溶解的氧气引起氧化作用，并且溶解的二氧化碳引起碳化作用，两者都降低了酒 的品质。在装瓶之前提取溶解的二氧化碳，通常做法是用桨搅拌，但是这种原始的手段缺陷 是混合进了大气中的氮和氧。为去除酒中的酵母和其他悬浮的固体，增加澄清剂比如膨润土，并且当其由于重 力缓慢沉降时扫过酒。沉降之后，沉降箱的底部有一厚层酒糟(Iee)。大部分酒糟是具有高 的酒内容物(content)的易碎的浮冰块(delicate floe)，如果酒糟被丢弃了，浮冰块就浪 费了。酒的过滤常规地是通过终端过滤器(dead end filter)来将酒糟从顶部小心地虹吸 出去，其阻塞并且必须被清理或丢弃。酒厂废弃物，比如酒糟、阻塞的过滤器以及果渣，是重要的处理问题。因为其高的 液体内容物，这些废弃物不能被燃烧并且是沉重的。水果和橄榄加工业对有效的增稠设备 有类似需求，以从果渣和酒糟提取液体内容物，同时增加产量并降低废弃物运输问题。对橄榄，三路相分离涉及分离橄榄油、水以及果渣。优选地，如本专利技术中所公开的， 粉碎水果的同时释放出油。高剪切滚磨设备对捣碎设备(mashing device)是优选的，捣碎 设备可将不需要的种子味道释放到油中。4对工业废水，需要三路相分离的例子是燃煤电厂烟气中二氧化硫的湿法洗涤的流 出物。还存在由于来自烟气的飞尘的湿法洗涤产生的飞尘灰渣。二氧化硫产生酸雨，且在 排放方面具有严格的限制。常规地，从烟气中除去二氧化硫采用向烟气中喷射石灰石和水 的混合物来完成。石灰石与二氧化硫反应溶解在水中以形成二氧化碳和石膏灰浆。反应取 决于试剂的接触，且SO2浓度低(小于)，因此当反应继续且石膏形成和沉降时，喷射必 须保持在容积池中或沉降箱中。靠重力的沉降持续时间长，需要大的轨迹，并仍然留下微细 固体的大体积的浑浊层，微细固体太小而不能靠重力完全沉降。对工业废水的另一个例子是来自机械加工的流出物。切削液、润滑油、溶剂、金属 微粒、锈、灰尘以及各种污染物需要从废水中分离出来，优选地允许流出物中的水可在工厂 循环。润滑油的存在使得分离任务变复杂，因为润滑油妨碍固体的沉降并填塞终端过滤器。 挥发性的有机化合物比如流出物中的溶剂也需要从水中分离出来。在此情况下，三相分离 将流出物分成三分支流可回收的或可易于处理的固体、可循环的水以及油和溶剂的轻馏 分流。城市废水需要三路相分离以产生三支分流增稠的淤渣、水以及油、肥皂水、挥发 性的有机化合物和不可冷凝的气体的轻馏分流。所谓的废水中的水事实上是潜在可再生利 用的资源。固相包括排泄物(fecal matter)、细菌、变形虫、灰尘、金属、焦油以及各种各样 的悬浮的固体，且其既要被分离还要被增稠。轻馏分流包括汞蒸汽、蒸汽或挥发性的有机化 合物(VOC)的冷凝物，挥发性的有机化合物包括氰化物、油、乳浊液(emulsion)和肥皂水。 轻馏分流还包括不可冷凝的气体，包括硫化氢(H2S,通常所说的下水道气体)、来自氯化作 用的溶解的残余氯气(Cl2)、甲烷(CH4)、一氧化二氮(N2O)以及来自脱氮作用的氮气(N2)。 轻馏分流应被收集而不是废弃到大气中。甲烷近期受到废水处理厂关注，因为甲烷是强烈的温室气体，是二氧化碳强度的 24倍，并且因为在发电机中收集和燃烧甲烷增加了工厂的能效。另一个从废水中提取甲烷 的原因在于，甲烷结合废水中的氨形成氰化氢酸(也就是所说的氢氰酸，纳粹毒质Zyklon B)。这是商业上通常所说的BMA工艺。氰化物是阴离子CN-。在水中，氰离子变成氢氰酸(HCN)。氢氰酸的沸点是26°C， 这使其高挥发，即可靠低压使HCN变成气体而将其从水中分离出来。HCN密度为0.687g/ cm3,比水密度小很多，因此HCN既可靠挥发性也可靠密度从水中分离出来。其他氰化物是 氰(NCCN)，其在水中变成氢氰酸(HCN)，且氰的沸点是-20. 7°C ；氯化氰(13. 8°C )；以及丙 酮合氰化氢(82°C)。应注意，所有这些的沸点低于水的沸点(10(TC)，即这些是挥发性的 有机化合物。所有的氰化物种类被认为是极为危险的材料，因此已被指定作为P级危险废 弃物。废水中的氰化物的整治目标是1 μ g/L(十亿分之一)，这通过当前已知的处理技术， 甚至是通过超过滤技术都无法实现的，超过滤技术至多能达到10 μ g/L，并且非常昂贵。城市和工业废水中的其他有毒的挥发性的有机化合物(VOC)是苯、甲苯和二甲 苯；总的说来，这些被称为BTX。与氰化物类似，这些比水更易挥发，具有低粘度并且具有低 密度(与水的lg/cm3相比，大约是0. 87g/cm3)。VOC是非常强烈的温室气体，也应被收集而 不应排放到大气中。溶解的氮气(N2)引起赤潮和下游的鱼类灭绝，以及人类的“蓝婴儿”综合症。城市 废水中的氮气来自废弃物的微生物分解，并且，对废水进行脱氮以便提取氮气是处理的重5要步骤。氮气在大气中是无害的，但一氧化二氮(N2O)是非常强烈的温室气体，是二氧化碳 的297倍。池中的污水沉降是缓慢的，不能去除微细的固体。对水鸟而言，污水池是大的污浊 有毒的陷阱。废弃的空间和长的滞留时间是池沉降的其他缺陷。从城市废弃物沉降池释放 的甲烷(来自厌氧处理)、一氧化二氮和二氧化碳(来自需氧处理)促使了全球气候变化问题。污水沉降产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于流体混合物的连续的三路相分离的仪器，包括：可反向旋转的近似盘状的平行的离心叶轮，所述叶轮在其中心处具有公共旋转轴，并在其间限定径向通路，所述径向通路具有径向阻抗，用于增加流体在所述径向通路内的滞留时间；所述叶轮中的至少一个叶轮包括至少一个环形的高剪切错流过滤器，所述至少一个环形的高剪切错流过滤器布置成近似平行于所述径向通路并位于所述叶轮的旋转轴的远端；连接到所述叶轮的装置，用于引起以近似相等但相对的角速度围绕所述旋转轴反向旋转；轴向抽吸泵；轴向排出导管，其与所述轴向抽吸泵连通，并在所述叶轮的旋转轴处与所述径向通路连通；进料导管，其与流体混合物进料源连通，并在所述旋转轴处与所述径向通路连通。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：WH麦卡钦，
申请(专利权)人：麦卡钦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]