论文部分内容阅读
浅层沉淀原理于1886年由英国人Howatson发现，相关的各类倾斜板和斜管沉降装置的制作和使用，遍及许多国家，已有半个多世纪的历史。1967年瑞典Hedstrm教授提出了斜浅层单元分离槽（elementary separation cell）的新结构后，瑞典萨拉国际公司等研发了“拉美拉”（Lamella）式的斜板澄清／浓密设备，1970年前后已有几台投入商用。与此同时，有关斜浅层过程和斜板（管）沉降设备的系统理论研究，也有近50年的历史，只是近十年的研究报道渐少。 斜窄流过程及沉降分离设备，是在2000年前后几年内进行和完成的新发展。突破了沿用X—Y二维平面体系而研究了一百多年的“浅层”及“斜浅层”，发展为按X—Y—Z三维立体体系进行研究和研制。斜窄流是“斜窄上升流”（tiltingnarrow upflow）的简称，定义为“在斜置且封闭、断面窄小而规整不变的通道内上升的连续流”。 本项目首创和使用了模拟实用过程的动态连续实验装置：一个透明的斜窄流单元槽以及配套设备。实验揭示，雷诺数Re可作为过程流态判据，Re≤130为层流，Re≥200为紊流，其间为过度流，并导出了由横向进料端紊流过度到层流所需的过度区长度计算式。查明了斜窄流升速沿其斜长及宽度变化的规律，最大流速，平均流速，在60≤Re≤250范围内，而沉降的临界粒度主要取决于Vmax。窄级别石英矿粒在斜窄流内沉降的运动轨迹，可由一元三次曲线方程表达，按Vmax=2v0导出的临界颗粒沉降运动的距离计算值与实验值的相对误差仅±10％。量筒内静态沉降与斜窄流单元内动态沉降，两者的溢流含固率之间为一元二次曲线关系，临界颗粒沉速Vsc间为指数方程关系。斜窄流的固重浓度（X）沿斜长（Y）的变化规律，按代表着给料流量或斜窄流升速的Re值不同，可量化表达为 由引进的“拉美拉”式设备结构，发展成现代单元集成式斜窄流沉降分离设备：由三种元件集成斜窄流单元，再集成斜窄流组合体，进而集成各类设备。设 昆明理工大学博士论文摘要备结构参数和材质，得到进一步优化，并有新的突破:一是斜窄流斜长或板长的下限值，可短至lm或更小:二是斜窄流厚度或板间距，可由50mm减至20mm;三是斜置角度由45“的理论最优值，发展为在45“一77.2“范围内依具体情况选用，以使设备单位占地产能最大化。 已产业化的四类设备中，斜窄流固/液分离浓密设备及液/固分离澄清设备，已在全国应用和推广。最近研发的斜窄流固/固分离分级/脱泥设备，已在攀钢及承钢选钦厂大规模应用，并推广到湖南和云南锡选厂。斜窄流沉渣除油设备，同步进行液/固及水/油分离，在重钢和济钢轧钢浊环水净化系统中己有大规模应用。