[发明专利]用于增稠器或沉降池的进料稀释系统

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。更特定地，本发明涉及进料稀释系统和方法，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的流入进料浆料，以生产出“经澄清的”液体相和底流（underflow stream），其中液体相具有比流入的进料浆料更低的固体浓度，且底流具有比流入的进料浆料更高的固体浓度。增稠/澄清池通常包括具有底部和连续壁的池，这定义出了一容积，澄清处理在该容积中进行。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管、用于将沉降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/澄清沉降池可还包括耙组件（rake assembly），其具有用于沿池底部进行刮扫的耙臂；并且增稠/澄清沉降池可包括溢流流槽（overflow launder）或环管（bustle pipe），用于收集池顶部附近的经澄清的液体。

所描述的这类增稠/澄清池是通过将流入进料流引入池的容积中进行的，其中流入物被保留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床，其通过底流出口被移除。经澄清的液体在增稠/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排出。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的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，将流入进料管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接收来自进料管的浆料流以及稀释液体的上游端部。进料管是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，或可选地为开放通道的形式，其中，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对具有增稠剂溢流或稀释液体的进入固体浆料进行混合可能较不完全或效果较差。已经进一步观察到的是，稀释液体流沿混合通道的壁流动，在从进料管喷嘴喷射出的浓稠浆料外侧，并且仅与浓稠浆料喷射部分混合。对于在进入重力增稠器之前将絮凝剂与经稀释的浆料进行混合的进料浆料稀释装置的这种性能并是不理想的。在最佳情况的场景中，进入增稠器或进料口的混合浆料流应被稀释成在整个开放通道的横截面上具有非常均匀的固体浓度。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的进料稀释系统和方法，用于增稠器/澄清器/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，其在进入进料口的进料流的横截面上提供了基本均匀的固体分布。

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和方法，其产生对进入的浆料与絮凝剂的进行改进的或增强的混合。

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。虽然本发明的每一个目标被认为是通过本发明的至少一个实施例达到的，但并非本发明的任何一个实施例能实现本发明的所有目的。

申请人已经发现，如果动力喷射（也就是进料管喷嘴的输出流）是非圆形且是扁形的，并因此在开放通道的宽度上更宽，而不是沿混合通道中心流动的管状流，则动力液流更具传导性，以在更靠近混合通道稀释液体吸入口的区域中将固体和稀释流体混合在一起，并且在从混合通道离开之前将这些液流更好地混合起来，因此在进入进料口时在整个开放通道上产生了更均匀的固体浓度。